DE718580C - Anordnung zur automatischen Registrierung des Phasenwinkels von Scheinwiderstaenden in Abhaengigkeit von der Frequenz - Google Patents

Description

• Anordnung zur automatischen Registrierung des Phasenwinkels von Scheinwiderständen in Abhängigkeit von der Frequenz Es sind Brückenanordnungen zur Messung von Scheinwiderständen bekannt, die die Ablesung des Betrages und des Phasenwinkels direkt gestatten. Eine solche Brücke kann, wie Abb. I zeigt, beispielsweise in dem einen Zweig aus zwei gleichen reellen Widerständen R1 und R2 und im anderen Zweig aus einem veränderbaren Widerstand 1V und dem Scheinwiderstand # = Z # ei# bestehen. Die Bestimmung des Betrages und des Winkels von Z erfolgt derart, daß zunächst zur Bestimmung des Betrages die Spannungen an W und Z durch Veränderungen von W auf die gleiche, Größe eingesbellt werden. Aus der Diagonalspannung UCD wird die Winkelgröße # bestimmt.
• Diese Messung von Scheinwiderständen nach Betrag und Phase ist sehr umständlich und zeitraubend, insbesondere wenn die Messungen über einen größeren Frequenzbereich erfolgen müssen. Weiterhin kann es vorkommen, daß bei der punktweisen Messung gerade die Frequenzbereiche übergangen werden, innerhalb derer der Scheinwiderstand großen Änderungen unterworfen ist.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Messung des Phasenwinkels in Abhängigkeit von der Frequenz, das die obengenannten Nachteile bei fortlaufender Registrierung des Phasenwinkels yermeidet. Die Anordnung besteht wie die bekannte Schaltung nach Abb. I aus einer Brücke mit zwei gleichen, vorzugsweise reellen Widerständen R1 und R2, dem zu messenden Widerstand Z und dem veränderbaren, vorzugsweise rein Ohmschen Widerstand 114, dessen Betrag gleich dem Betrag von Z gemacht ist, sowie einem in der Brückendiagonale liegenden Anzeigegerät für den Phasenwinkel. Zur laufenden Registrierung des Phasenwinkels über einen großen Frequenzbereich wird eriindungsgemäß der Widerstand W vom Spannungsabfall am unbekannten Scheinwiderstand Z oder von den Spannungsabfällen an dem Scheinwiderstand Z und dem veränderbaren WiderstandW über eine Gleichrichteranordnung derart gesteuert, daß die Beträge der Spannungen an beiden Widerständen W und Z bei allen Frequenzen praktisch die gleichen sind. Die Diagonalspannung, die ein Maß für die Große des Phasenwinkels cf ist, wird dann z. B. auf ein registrierendes Röhrenvoltmeter gegeben, dessen Papiervorschub synchron mit dem Ansteigen der Frequenz des Generators G erfolgt.
• Der Frequenzgenerator G kann beispiels weise ein Überlagerungsröhrensummer sein. der Frequenzen von 30 bis Ioooo bzw.
• 20 000 Hz mit konstanter Spannung erzeugt.
• Durch ein Uhrwerk wird der Drehliondensator im Schwingungskreis in bekannter Weise so gedreht, daß die Frequenz sich kontinuierlich ändert. Als Schreibgerät kann beispielsweise ein Gerät nach Art des Pegelschreibers verwendet werden, dessen Papiervorschub durch ein mit dem Senderuhrwerk synchron laufendes Uhrwerk bewerkstelligt wird, so daß zu jeder Sendefrequenz die dazugehörige Abszissenlinie sich unter der Schreibfeder befindet. Man erhält alsdann auf dem Registrierstreifen fortlaufend die zu jeder Sendefrequenz gehörige Diagonal spannung als Maß für den Phasenwinkel.
• Die Steuerung des Widerstandes W kann je nach der getroffenen Schaltungsanordnung in beliebiger Weise, beispielsweise elektromechanisch, erfolgen. Besonders zweckmäßig ist es aber, als Widerstand II den inneren Widerstand einer Elektronenröhre zu verwenden. In diesem Falle erfolgt die Steuerung in der in Abb. 2 dargestellten Weise. Die Spannung an Z wird in der Röhre V verstärkt und im Gleichrichter Gl gleichgerichtet. Die an dem Widerstand r2 entstehende Gleichspannung #u@ wird dem Gitter der Röhre W zusätzlich zugeführt und bewirkt eine Veränderung des inneren Widerstandes. Die Gitterspannung Ugo wird zweckmäßig so gewählt, daß W gleich dem kleinsten vorkommenden Wert von Z wird. Wird Z größer, so steig zunächst auch die Spannung Uflß und damit auch bei richtiger Polung des Gleichrichters die negative Vorspannung um #ug an. Der innere Widerstand von W steigt also entsprechend der Kurve nach Abb. 3 mit Z an. Die Elemente der Regelschaltung müssen so gewählt werden, daß die Wechselspannung an Z eine solche Gleichspannung erzeugt, die den Innenwiderstand W derart reguliert, daß er in jedem Falle innerhalb des Regelbereiches gleich Z ist. Diese Einrichtung muß daher geeicht werden.
• In der Abb. 4 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, bei der die Eichung vermieden wird, Das Rohr kann zweckmäßig über einen Übertrager U@ in den Brückenzweig gelegt werden zur Vermeidung einer Gleichstrombelastung der Brücke. Die Spannungen an W und Z werden in den Gleichrichtern Gl1 und Gl2 gleichgericlltet. Je nach der verlangten Genauigkeit können den Gleichrichtern Verstärkerstufen vorgeschaltet werden. An den Widerständen Al und R2 entstehen die den Wechselspalmungen entsprechenden Gleichspannungen. Die Differenz #ug dieser Gleichspannungen, die positiv oder negativ sein kann, wird nun dem Gitter der Röhre W zusätzlich zugeführt und steuert deren Innen widerstand. Die Gitterspannung Ug, wird auf einen beliebigen Wert der Kennlinie W = f (Ug), vorzugsweise aber in der Mitte des Regelbereiches, eingestellt. Ist z. B. für den Wert Ugo Z = W, so ist #ug gleich Null. Wird jetzt Z größer, so steigt die Spannung an r2, und zwar so, daß das Gitter gegenüber der Kathode ein höheres negatives Potential erhält. Der Widerstand W steigt so lange, bis Ft' annähernd gleich Z ist. Genau gleich Z kann er aber nie werden, da dann die Differenzspannung #@ ag gleich Null und IV seinen ursprünglichen Wert annehmen würden. Die Annäherung an Z hängt von der Verstärkung ab, die vor die Gleichrichter geschaltet ist.
• Die Differenz zwischen W und Z dient zur Aufrechterhaltung einer solchen Differenz spannung #ug, daß #ug wiederum die Differenz der Spannungen an W und Z aufrechterhält. Die Verstärkung muß so gewählt werden, daß eine vorher geforderte maximale Abweichung zwischen W und Z, beispielsweise 1%, die maßgebend für die Genauigkeit der Winkelmessung ist, nicht überschritten wird Wird Z kleiner als IV, so sinkt die Spannung an R2 A ag steigt wie im ersten Falle an, aber mit entgegengesetzten Vorzeichen, so daß das Gitter gegenüber der Kathode ein geringes negatives Potential erhält. Der VViderstand ll wird kleiner. Der Regelvorgang ist analog, dem des ersten Beispiels.
• Eine Eichung vorstehender Anordnung ist nicht erforderlich. Es muß lediglich verlangt werden, daß die Vorverstärker und Gleichrichter bis auf die geforderte Meßgenauigkeit gleich sind; deml unter der Voraussetzung, daß die Regelanordnung, wie gefordert, die Beträge der Spannungen an W und Z gleich macht, können sich diese Spannungen nur in den Grenzen zwischen den Spannungen U.lc bzw. UBC und dem l/2 fachen Betrag dieser Spannungen bewegen, wenn die Phas!e zwischen Null und # 90° schwankt.

Claims (4)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Anordnung zur automatischen Registrierung des Phasenwinkels von Scheinwiderständen in Abhängigkeit von der Frequenz, bestehend aus einer Brücke mit zwei gleichen Widerständen, dem zu messenden Widerstand und einem veränderbaren Widerstand, und einem in der Brükkendiagonale liegenden Anzeigegerät für den Phasenwinkel, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand (W) vom tSpannungsabfall. am unbekannten Scheinwiderstand (Z) oder von den Spannungsabfällen an dem Scheinwiderstand (Z) und dem veränderbaren Widerstand (W) über eine Gleichrichteranordnung derart gesteuert wird, daß die Beträge der Spannungen an beiden Widerständen (W und Z) bei allen Frequenzen praktisch die gleichen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechs:elspannung am Scheinwiderstand (Z) gleichgerichtet und die entsprechende Gleichspannung zur Steuerung des veränderbaren Widerstandes (W) benutzt wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechsel spannung an den Widerständen (W und Z) gleichgerichtet und die Differenz beider Gleich spannungen zur Steuerung des Widerstandes (W) benutzt wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderbarerWiderstand (W) der innere Widerstand eines am Gitter gesteuerten Entladungsgefäßes dient.