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Umschaltbares Vielfachmeßgerät für Gleich- und Wechselstrom Die Dreidung
betrifft ein umschaltbares Vielfachmeßgerät zur Messung von Strömen und Spannungen
verschiedener Größen für Gleich- und Wechselstrom. Das Anzeigegerät ist ein Gleichstromgerät,
z. B. ein Drehspulgerät. Bei Wechselstrombetrieb wird mit bekannten Mitteln, z.
B. über Trockengleichrichter in bekannten Schaltungen, der dem Anzeigegerät zugeleitete
Strom in Gleichstrom umgeformt. Die verschiedenen Strommeßbereiche sollen durch
Anzapfungen eines Nebenschlußwiderstandes, die verschiedenen Spannungsmeßbereiche
durch Anzapfungen eines Vorwiderstandes hergestellt werden, der im Fall eines kombinierten
Strom- und Spannungsmessers dem Meßwerk und dem angezapften Nebenwiderstand für
die Strommeßbereiche oder einem diesem gleichwertigen Widerstand vorgeschaltet ist.
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Durch den Gleichrichter ist der im Verhältnis zum notwendigen Gleichspannungsabfall
große notwendige Spannungsabfall fest gegeben. Den kleineren notwendigen Spannungsabfall
bei Gleichstrombetrieb oder einen kleineren Spannungsabfall bei beiden Stromarten
hat man bis heute auf verschiedene Arten hergestellt. Man hat z. B- für beide Stromarten
getrennte anzapfbare Neben- und Vorwiderstände verwendet. Diese Lösung befriedigt
aber nicht wegen des technischen Aufwandes. Man hat auch, um die gleichen Neben-
und Vorwiderstände für beide Stromarten benutzen zu können, einen Transformator
eingeschaltet, insbesondere in Verbindung mit einem Drehspulgerät, das auf seinem
Rähmchen zwei verschiedene Wicklungenträgt, die wechselweise beiden Stromarten zugeordnet
sind. Die Anwendung einer solchen Sonderausführung macht aber das Vielfachmeßgerät
komplizierter im Aufbau, und die Empfindlichkeit geht wegen der Aufteilung des gegebenen
Wickelraumes auf einen Bruchteil zurück. Außerdem bringt die Anwendung eines Transformators
bekanntlich erhebliche Frequenzfehler mit sich. Ein solches Gerät ist daher nur
in einem verhältnismäßig
engen Frequenzbereich mit einer gegebenen
Wechselstromeichung in Einklang zu bringen. Es ist weiterhin bekannt, unter Vermeidung
eines Transformators die gleichen Neben- und Vorwiderstände für beide Stromarten
zu benutzen. Wenn man in diesem Fall aber für jede Stromart den jeweils kleinstmöglichen
Spannungsabfall anwendet, so müssen jeder Anzapfung des Neben- und Vorwiderstandes
für Gleich- und Wechselstrombetrieb zwei verschiedene Meßbereiche zugeordnet sein.
Man hat also für beide Stromarten zwei verschiedene Skalen der Meßbereichwähler.
Man kann aber auch die beiden Skalen der Meßbereichwähler für beide Stromarten einander
angleichen und zur Dekkung bringen, so daß an jedem der beiden Meßbereichwähler
für Ströme und Spannungen nur eine einzige Meßbereichskale notwendig ist. Diese-
Aufgabe- wurde gelöst einerseits durch Hinzuschalten oder Kurzschließen eines bestimmten
Widerstandsbetrages im Kreis des Gleichstromanzeigers bei bestimmten Meßbereichen
der Gleichstrommessung, andererseits durch eine solche Ausführung der Meßbereichwähler,
daß diese zwei um eine oder mehrere Meßbereichanzapfungen gegeneinander versetzte
Schleifkontaktfedern besitzen, von denen die dem Wechselstrombetrieb zugeordnete
Feder für den gleichen Wechselstrommeßbereich einen höheren Widerstand als die entsprechende
Gleichstromkontaktfeder abgreift. Die Wahl der Stromart geschieht dabei in einer
bekannten Ausführungsform durch Verdrehen des Meßbereichumschalters um etwa einen
Halbkreis. Für solche Fälle, -in denen aus konstruktiven oder meßtechnischen Gründen
diese Ausführungsform unvorteilhaft oder unmöglich ist, wird im nachfolgenden eine
durch ihre Einfachheit vorteilhafte Lösung beschrieben. In einer ersten Ausführungsform
sind die Meßbereichumschalter mit je zwei Kontaktfedern ausgerüstet, die eine für
Gleich-, die andere für Wechselstrombetrieb; sie behalten jedoch für beide Stromarten
dieselbe Stellung. An die Stelle des Herumschwenkens der Meßbereichumschalter tritt
die Betätigung eines gesonderten Stromartwählers. In einer anderen Ausführungsform
ist es vorgesehen; daß die Meßbereichwähler, wie bei der ersten Ausfiihrungsform,
einerlei Stellungen haben, jedoch der Stromartwähler mit dem Umschalter für Strommessung
oder Spannungsmessung gekuppelt oder sonstwie konstruktiv vereinigt ist, derart,
daß man diesen kombinierten Umschalter in eine von vier möglichen Stellungen für
Wechselstrom, Wechselspannung, Gleichstrom, Gleichspannung zu bringen hat. In einer
- dritten Ausführungsform schließlich ist Wert darauf gelegt, mit einer Mindestzahl
von Schaltkontakten auszukommen. In ihr ist, ebenso wie in der zweiten, der Umschalter
für die beiden Stromarten und der für Strom- oder Spannungsmessung vereinigt, und
an die Stelle der Meßbereichumschalter mit zwei Kontaktfedern für Gleich- und für
Wechselstrom treten solche mit nur einer Kontaktfeder, jedoch ermöglicht es die
Angleichung der Meßbereichreihen aneinander, mit nur einer Meßbereichbezifferung
für beide Stromarten auszukommen, und es ist nur notwendig, diese feste Folge von
Zahlen, die für beide Stromarten gültig ist, gegenüber den Anzapfungen des Neben-
und des Vorwiderstandes mechanisch verschiebbar anzuordnen, wobei nur zwei Stellungen
für die beiden Stromarten vorkommen. Zweckmäßig werden diese verschiebbaren Meßbereichreihen
mechanisch mit dein Stromartwähler gekuppelt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Bei dem Gerät nach Abb. i ist neben dem üblichen Meßwerkumschalter
a, dein Stromspannungssclialter b und den Meßbereichwählern c und d ein Stromartschalter
m vorgesehen, der sich aus vier Einzelschaltern zusammensetzt und zweckmäßig über
eine mechanische Kupplung zusammen mit dein Umschalter a. betätigt wird. Die Meßbereichwähler
besitzen wiederum zwei um eine Anzapfung gegeneinander versetzte Schleifkontaktfedern
e und f, die aber nicht mehr diametral angeordnet sind. Außerdem ist nur der Meßbereichwähler
c mit dem Kurzschließer 'o, versehen, durch den nur bei bestimmten Meßbereichen
für Gleichstrom der Zusatzwiderstand r, hinzugeschaltet wird.
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Beim Spannungsbereich läßt sich die Angleichung der Meßbereiche infolge
der neuen Anordnung der Schleifkontaktfedern durch Vorschalten von Widerstand bei
Gleichstrom einfacher erzielen als durch Kurzschließen von Teilen des Vorwiderstandes
hei Wechselstrom. Man führt zu diesem Zweck den Strom bei bestimmten Gleichspannungsmeßbereichen
zunächst über den beiden Stromarten gemeinsamen Vorwiderstand t, und dann über den
Vorwiderstand r'.
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Die Anordnung nach Abb. i erfordert aber neben der Bedienung der Meßbereichwähler,
des Stromspannungsschalters noch die des Stromartwählers. Eine weitere Vereinfachung
läßt sich mit der Anordnung nach Abb. a erzielen. Hier ist der Stromspannungsschalter
b gleichzeitig als Stromartwähler ausgebildet. Allerdings lassen sich nicht sämtiche
Einzelschalter m durch diesen ersetzen. Die Schalter nz3 und m4 bleiben erhalten;
doch können diese ebenso wie der Schalter a durch
eine geeignete
Kupplungsvorrichtung mit dem Umschalter b verbunden werden, so daß bei einem Stromartwechsel
im Strom- oder Spannungsmeßbereich durch Drehung des Schalters b um I8o° gleichzeitig
die Schalter m3 und % sowie der Schalter n in die zugehörige Stromartstellung bewegt
werden. Diese Schaltung hat also den Vorteil, daß neben den Meßbereichwählern nur
noch der mit dem Stromkennzeichen versehene Schaltgriff des Stromspannungsschalters
betätigt zu werden braucht.
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Auf dem Gedanken, den Stromspannungsschalter gleichzeitig als Stromartwähler
auszubilden, beruht auch die Anordnung nach Abb. 3. Bei dieser fehlt die Schleifkontaktfeder
f des Meßbereichwählers c, und die Schleifkontaktfedern des Meßbereichwählers r(
sind nicht gegeneinander versetzt. Damit aber jetzt der Meßbereichwähler, der seine
Stellung bei einer Stromartänderung, gleichen Meßbereich vorausgesetzt, nicht ändert,
den richtigen Meßbereich abgreift bzw. anzeigt, muß die Meßbereichkennzeichnung
verschiebbar gemacht werden. Zweckmäßig erfolgt diese Verschiebung der Skala um
eine Anzapfung über eine Kupplungsvorrichtung mittels des Schalters b. Neben dem
Fortfall einer Schleifkontaktfeder kann als weiterer Vorteil dieser Anordnung das
Wegfallen des Schalters i174, der den gesamten Meßstrom aufnehmen muß, angesehen
werden.
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Zur besseren Hervorhebung der jeweilig benutzten Stromart. können
die Stromartkennzeichen auf der beweglichen Skala so, angebracht sein, daß je nach
der Stellug des Stromspannungsschalters entweder nur das eine oder das andere sichtbar
ist. Statt den Drehgriff des Stromspannungsschalters mit den Stromkennzeichen zu
versehen, wie in Abb. 2 und 3, kann man den Drehgriff auch so ausbilden, daß er
das der gerade benutzten Stromart entsprechende Kennzeichen, das auf dem Gehäuse
n angebracht ist, in einem Ausschnitt o freigibt (Abb. q.).
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# Der Erfindungsgedanke der Kupplung zwischen dem Stromspannungsschalter
und dem Stromartwähler erstreckt sich auch auf andere Meßgeräte, so z. B. auf Strom-
und Spannungsmesser mit dem gleichen Spannungsabfall bzw. .Stromaufnahme bei beiden
Stromarten oder auf solche, bei denen .getrennte Vor- und Nebenwiderstände vorgesehen
sind, um bei Gleichstrommessungen einen kleineren Spannungsabfall als bei Wechselstrommessungen
zu erreichen.