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Elektrische Meßbrückenanordnung
Die Erfindung betrifft eine elektrische
Meßbrückenanordnung. Es sind Meßbrücken bekannt, die durch Vereinigullg der Brückenschaltung
mit einem Nullinstrument und einer Trockenbatterie in einem Gehäuse überaus handliche
MeBgeräte bilden.
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Sollen verschiedene Spannungsquellen Anwendung finden, ist an Stelle
oder außer der Trockenbatterie ein Klemmenpaar zum Anschluß der Spannungsquelle
vorgesehen. Ein solches Gerät ist Gegenstand der Erfindung.
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Die bekannten Geräte sind im wesentlichen nach der Wheatstoneschen
Brückenschaltung aufgebaut, die einen Meßbereich von etwa 0,05 bis 50 000 Ohm mit
eijifachen Mitteln zu umfassen gestattet.
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Kleinere \\;iderstandswerte lassen sich mit dieser Schaltung nicht
mit hinreichender Genauigkeit messen, da hier die an den Kontaktstellen auftretenden
Übergangswiderstände bereits in die Massung fühll)ar mit eingehen. Zur Messung sehr
kleiner XViderstandswerte wurden Spezialmeßbrückenschaltungen entwickelt, bei denen,
wie bei der besonders gebräuchlichen Thomsonschen Anordnung, durch zusätzliche Verzweigungswiderstände
im aufgespaltenen Diagonalzweig der Einfluß der Übergangswiderstände unschädlich
gemacht wird. Dieser Aufwand würde für eine Meßbrücke mit weitem Meßbereich, der
also auch große und sehr große Widerstände umfassen würde, zu groß und iii gewissem
Sinn auch sinnlos sein. Man hat daher zur Messung kleiner und kleinster Widerstandswerte
Spezialbrücken im Gebrauch. Man ist daher bisher genötigt, für den ganzen durch
Meßbrücken zu erfassenden Meßbereich zwei verschiedene Brücken anzuschaffen.
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Die Erfindung hilft diesem überstand ab, und zwar in einer Weise,
daß nur ein Mlinidestaufwand an zusätzlichen Mitteln zu den bekannten, oben beschriebenen
Brückenanordnungen nach der Wheat-
stone-Schaltung erforderlich
ist Erfindungsgemäß wird eine Wheatstonesche Brückenschaltung derart mit einer Thomsonschen
vereinigt, daß bei der Umschaltung von dev einen auf die andere Schaltung durch
einen Umschalter im wesentlichen nur die Meßklemmen und die Schleifdrahtwiderstände
gegeneinander ausgetauscht und die Zusatzwisderstände der Thomson-Brücke zu- bzw.
abgeschaltet werden.
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Zu einer besonders handlichen und bequem zu bedienenden Bauart gelangt
man, wenn man die Schleifdrahtwiderstände der beiden Brückenschaltungen einer gemeinsamen
Kurbel zuordnet. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daß beide kreisförmig
gebogen übereinander auf den gleichen Isolierkörper aufgebracht werden, so daß sie,
auf diesem einen Doppelgürtel bildend, von einem zweigeteilten Schleifer bestrichen
werden. Die Schleifkontakte können gegeneinander isoliert sein, oder aber es kann
die jeweils nicht benötigte Widerstandswindung schaltungsmäßig unwirksam gemacht
werden.
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In üblicher Weise ist der Meßbereich in Stufen unterteilt. In beiden
Schaltungen sind die gemeinsam verwandten Verzweigungswiderstände miteinander gekoppelt
regelbar. Ferner sind die Thomsonschen Verzweigungswiderstände sowohl untereinander
wie auch mit den gemeinsam verwendeten Verzweigungswiderständen gekoppelt regel;bar.
Die bedienung der Meßbrücke wird dadurch eine besonders einfache. Außer der Betätigung
des Umschalters ist lediglich der Gebrauch der jeweils richtigen Klemmen am Gerät
zu beachten.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in Abb. I ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel
einer Schaltung und in Abb. 2 die Draufsicht auf das Gehäuse mit dem Nullinstrument,
der Schleilkurbel, den Anschlußklemmen und dem Umschalter dargestellt.
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In Abb. 1 wird die Wheatstone-Brücke gebildet durch den Schleidraht
R1, W, den zu messenden Widerstand Rx, W, die beiden Verzweigungswiderstände R2
und R3 sowie das im Diagonalzweig liegende Nullgalvanometer N. Die Thomson-Brücke
besteht aus dem Schleifdraht Rs, T, dem zu messenden kleinen Widerstand Rx, T, den
mit der Wheatstone-Brücke gemeinsamen Verzweigungswiderständen R2 und R3, dem ebenfalls
gemeinsam verwendeten Nullgalvanometer N und schließlich den ausätzlichen Verzweigungswiderständen
R2' und R3' im aufgespaltenen Diagonalzweig. Über beiden Brücken liegt mit einem
Strombegrenzungswilderstand R4 und der Schalttaste S1 die Spannungsquelle, hier
eine 2-V-Trockenbatterie. Durch den Umschalter 82 wird beim Übergang von derWheatstoneschen
Schaltung auf die Thomsonscbe das Nullinstrurnent N von dem Zweig Rs, W-RX, W abgetrennt
und über die Zusatzwiderstände R2' und R3, an den Zweig R1, T-R,, T gelegt. Bei
der Stufenumschaltung werden die gemeinsam verwendeten Verzweigungswiderstände R2
und R8 miteinander gekoppelt durch das Kopplungsglied MBW geregelt.
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In der Thomson-Brücke werden durch das gleiche Kopplungsglied außerdem
die Zusatzwiderstände R2, und R3, miteinander und mit den Widerständen R2 und RQ
gekoppelt geregelt.
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Abb. 2 veranschaulicht das auf dem Sockel 8K aufgebaute Gehäuse GH,
in dessen Frontplatte die Skala des Nullinstruments N, der Stufenschalter St und
die Schleifdrahtkurbel Ku sichtbar ist. Auf dem Sockel 8K befinden sich die Anschlußklemmen
B für die Spannungsquelle, die Klemmen Wx für mit der Wheatstone-Brücke zu messende
Widerstände und die beiden Klemmenpaare Tx für mit der Thomson-Brücke zu messende
Widerstände. Der Umschalter S2 befindet sich seitlich am Gehäuse. Die Bedienung
der Meßbrücke ist, wie ersichtlich, die übliche, so daß es eines Umlernens nicht
bedarf.
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Mit der Meßbrücke nach der Erfindung lassen sich noch Widerstände
von o,OoOi Ohm mit einem maximalen Fehler von 1 20/o einerseits undWiderstände von
I00 000 Ohm mit hinreichender Genauigkeit messen. Außerdem kann das Nullinstrument
mit einer zusätzlichen in Ohm geeichten Skala versehen sein, die einen Meßl>ereich
von IOOO Ohm bis I Megohm umfaßt. So gestattet das Gerät, mit einfachsten Umschaltungen
den Bereich von O,OOOI bis I 000 000 Ohm zu erfassen.
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PATENTANSPRDCHE I. Elektrische Meßbrückenanordnung mit erweitertem
Meßbereich, gekennzeichnet, durch die Vereinigung einer Wheatstoneschen mit einer
Thomsonschen Brückenschaltung, derart, daß bei der Umschaltung von der einen auf
die andere Schaltung durch einen Umschalter im wesentlichen nur die Meßklemmen (für
Rx, W und Rx, T) und die Schleifdrahtwiderstände (R1, W und R1, T) gegeneinander
ausgetauscht und die Zusatzwiderstände (R2, und R3') der Thomson-Brücke zu- bzw.
abgeschaltet werden.