DE638748C

DE638748C - Anordnung zur Gewinnung einer konstanten Vergleichsspannung fuer Regel- oder Mess-einrichtungen elektrischer Stromkreise aus einer Stromquelle veraenderlicher Spannung

Info

Publication number: DE638748C
Application number: DES96938D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Blumentritt
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-02-22
Filing date: 1931-02-22
Publication date: 1936-11-21

Description

Die Erfindung betrifft Regel- oder Meßeinrichtungen elektrischer Stromkreise, insbesondere Regeleinrichtungen elektrischer Maschinen zum Konstanthalten von Spannung, Drehzahl oder anderen Betriebsgrößen, in denen eine Vergleichsspannung verwendet wird. In derartigen Einrichtungen ist eine möglichst konstante Vergleichsspannung von ausschlaggebender Bedeutung. Man benutzt hierzu gewöhnlich Batterien, deren Wartung und Auswechslung sehr lästig und unter Umständen mit hohen Kosten verbunden ist. Insbesondere tritt dieser Nachteil bei Regeleinrichtungen auf, in denen Elektronenröhren verwandt werden, da hierbei verhältnismäßig hohe Vergleichsspannungen benötigt werden, so daß sehr große Batterien gewählt werden müssen. Abgesehen hiervon stellen die benutzten Batterien in derartigen Einrichtungen vielfach die einzigen Schaltelemente dar, die gemäß ihrem Aufbau, ihrer Wirkungsweise und ihrer Wartung nicht den übrigen Schaltelementen entsprechen, so daß die Einheitlichkeit der Anlage durch derartige Elemente empfindlich gestört wird. Außerdem werden zur Regelung der den Batterien entnommenen Spannung bzw. des Stromes Zellenschalter oder ähnliche Schalteinrichtungen benötigt, die entsprechend der Größe der Batterie sehr groß ausfallen und infolgedessen sehr viel Raum beanspruchen.

Die gleichen Schwierigkeiten bei der Schaffung einer Vergleichsspannung treten ebenfalls bei Schaltungen zur Vornahme elektrischer Messungen auf.

Die erwähnten Nachteile kommen bei der nachstehend angegebenen Anordnung in Fortfall. Zumindest gestattet sie die Beschränkung derartiger Schaltelemente auf einen solchen Umfang, daß ihre Anwesenheit nicht mehr störend empfunden wird. Die Anordnung zur Gewinnung einer Vergleichsspannung für Regeloder Meßeinrichtungen elektrischer Stromkreise wird nämlich gemäß der Erfindung derart getroffen, daß eine gesteuerte Elektronenröhre an eine Stromquelle veränderlicher Spannung angelegt und das Verhältnis der Absolutwerte der Gitter- und Anodenspannung dieser Röhre gleich dem Absolutwert des Durchgriffs der Röhre gewählt wird. Durch Einfügung einer verhältnismäßig kleinen konstanten Stromquelle in den Gitterkreis ergibt sich ein Anodenstrom konstanter Größe, der beispielsweise an einem Widerstand einen konstanten Spannungsabfall erzeugt.

In den Fig. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Wilhelm Blumentritt in Erkner b. Berlin.

Zwischen den beiden Polen einer Stromquelle veränderlicher Spannung ist ein Widerstand ι angeordnet, an den die Elektroden- und Gitter-, spannungen einer Elektronensteuerröhre 2 gg-j legt sind. Zwischen der Anode 3 der Elektron*^ steuerröhre 2 und dem Widerstand 1 w£ zweckmäßig ein HilfsWiderstand 4 vorgesehen? Im Gitterstromkreis der Elektronensteuerröhre 2 liegt eine kleine Batterie 6 oder ein oder mehrere Normalelemente. Bei Verwendung von Mehrgitterröhren wird, wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt, nur das Steuergitter, beispielsweise das Gitter 5, über eine kleine Batterie oder ein oder mehrere Normalelemente 6 mit dem Widerstand ϊ verbunden. Der neuen Schaltung liegen folgende Gedanken zugrunde:

Für den Anodenstrom einer Elektronensteuerröhre gilt folgende Gleichung:

Diese Gleichung besagt, daß der Anodenstrom einer Elektronensteuerröhre mit einem Gitter gleich dem Produkt aus einer Konstanten k und der i^fachen Potenz der Summe aus der Gitterspannung E_g und dem Produkt aus dem Durchgriff D und der Anodenspannung E_a ist. •Zwei Extremwerte dieser Gleichung werden dadurch gewonnen, daß die Summe aus der Gitterspannung und dem Produkt aus dem Durchgriff und der Anodenspannung folgende Werte annimmt:

I. Eg + D · E_a = 0 und

2. Eg + D · E_a = const.

/ In dem ersten Falle wird der Anodenstrom gleich Null, und im zweiten Falle nimmt der Anodenstrom einen von Null verschiedenen konstanten Wert an. Legt man nun zwischen die beiden Pole einer nicht konstanten Spannung den Widerstand 1 und nimmt an diesem Widerstand Anoden- und Gitterspannung so ab, daß

die Bedienung

φ- =

= D erfüllt ist, d. h. daß

das Verhältnis der Absolutwerte der Gitterspannung und der Anodenspannung gleich dem Absolutwert des Durchgriffes ist (vgl. Fig. 1), so wird hiermit der "mit 1 bezeichnete Extremfall geschaffen, denn die vorgenannte Gleichung

so in anderer Form geschrieben lautet

Eg + D · E_a = ο .

Legt man nun, wenn in der vorbeschriebenett Weise die Absolutwerte der Gitter- und Anodenspannungen abgestimmt sind, in den Gitterkreis eine kleine Batterie oder ein oder mehrere Normalelemente, die eine konstante Gittervorspannung liefern, so nimmt der Anodenstrom gemäß dem zweiten Extremfall einen konstanten Wert an. Der durch diesen konstanten Anodenstrom an einem Widerstand hervorgerufene Spannungsabfall kann als Vergleichsspannung für Regel- oder Meßzwecke verwandt »..werden. Die konstante Vergleichsspannung unmittelbar an der Anodenleitung der

<|.elttronenröhre abgenommen werden, jedoch «ist es sich vielfach als vorteilhaft, in den odenkreis auf der Anodenseite einen Hilfswiderstand 4, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, einzuschalten, an dem die Vergleichsspannung abgegriffen werden kann.

Bei der Schaltung sind folgende Gesichtspunkte zu beachten:

Der an den beiden Elektroden der Elektronensteuerröhre 2 angeschlossene Widerstand, der im Gitterkreis liegende Widerstand und schließlich die konstante Gitterspannung müssen so gewählt werden, daß der Gitterstrom J_g kleiner ist als der Anodenstrom, um den Spannungsabfall, der aus dem Produkt der Spannung a, dem Widerstand 1 und dem Anodenstrom besteht, und dessen Rückwirkung auf die Einstellung, die durch nachfolgende Formel gekennzeichnet wird, möglichst gering zu halten. Diese Formel für die Einstellung lautet:

a · Re ,_,

In dieser Formel bedeuten α die an den Elektroden der Elektronensteuerröhre liegende Span- go nung (vgl. Fig. 1), R_g den Widerstand 1,1 R_g den Logarithmus des Widerstandes 1 und D den Durchgriff der Röhre.
Ferner bestimmt das Verhältnis des Anoden-

J

stromes zu dem Gitterstrom -£- die Genauig-

^Jg

keit der Spannungskonstanz an dem Widerstand 4, wie aus den vorgenannten Formeln ohne weiteres ersichtlich ist.

Verwendet man statt einer Eingitterröhre too eine Mehrgitterröhre, so gilt für diese die Bedingung

Eg₁ + D₁ · Eg₂ + D₁ · D₂ · E_a = const.

In dieser Gleichung bedeuten Eg₁ und E_g2 die Spannungen der verschiedenen· Gitter der Röhre, D₁ und D₂ deren Durchgriff und E_a die Anodenspannung.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß als Ausgangspannung an dem Widerstand 1 auch die zu regelnde Spannung gelbst verwendet werden kann.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Gewinnung einer konstanten Vergleichsspannung für Regel- oder Meßeinrichtungen elektrischer Stromkreise aus einer Stromquelle veränderlicher Spannung, insbesondere für Regeleinrichtungen elektrischer Maschinen mit Elektronenröhren, gekennzeichnet durch eine an die

Stromquelle angeschlossene, gittergesteuerte Elektronenröhre, in deren Gitterkreis eine kleine Batterie oder Normalelemente eingeschaltet sind, und deren Gitter- und Anodenspannungen an einem zwischen den Polen der Stromquelle angeordneten Widerstand derart eingestellt sind, daß das Verhältnis der Absolutwerte der Gitter- und Anodenspannungen gleich dem Absolutwert des Durchgriffes des Rohres ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Vergleichsspannung unmittelbar an der Anodenleitung der Elektronenröhre abgenommen wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Vergleichsspannung an einem in der Anodenleitung der Elektronenröhre liegenden Widerstand abgegriffen wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrgitterröhren nur in den Steuergitterkreis eine konstante Stromquelle eingefügt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen