DE938202C - Universal tube voltmeter - Google Patents

Description

Universalröhrenvoltmeter Die Erfindung bezieht sich auf Röhrenvoltmeter zur belastungsarmen Messung von Gleich- und Wechselspannungen sowie zur Messung von hochohmigen Widerständen, Kapazitäten und Photor zellen oder allgemein zur Messung Niedriger Ströme.Universal tube voltmeter The invention relates to tube voltmeters for low-stress measurement of direct and alternating voltages as well as for measurement of high-ohmic resistances, capacities and photor cells or in general for measurement Lower currents.

Die allgemein bekannten Röhrenvoltmeter für diese Zwecke enthalten als wesentlichsten Bestandteil eine gittergesteuerte Elektronenrühre. Wegen des relativ niedrigen Eingangswiderstandes dieser Schaltungen, in denen dier Gitterableitwiderstand bei Verwendung gewöhnlicher Rundfunkröhren kaum größer als 10 Megaohm gemacht werden kann, ist eine leistungsloose Messung der unbekannten Spannung nicht mögllilclh. Lediglich in Sonderfällen wurde das sogenannte »umgekehrte Röhrenvoltmeter « verwendet, welches eine nahezu leistungslose Messung von Gleichspannungen ermöglicht. The well-known tube voltmeters are included for this purpose the most important component is a grid-controlled electronic stirrer. Because of the relatively low input resistance of these circuits, in which the grid leakage resistance when using ordinary radio tubes, they can hardly be made larger than 10 megaohms a powerless measurement of the unknown voltage is not possible. The so-called »inverted tube voltmeter« was only used in special cases, which enables an almost powerless measurement of direct voltages.

Da ese Anordnung keine große Spannungsempfindlichkeit besitzt, blieb sie bisher ohne Bedeutung für die allgemeine Praxis. Soweit auf diesem Gehielt Arbeiten bekanntgeworden sind, dienten sie hauptsächlich der Erwieterung des Meßbereiches in Richtung größerer Spannungswerte.Since this arrangement is not very sensitive to tension, it remained they have so far been of no relevance to general practice. So much for this work have become known, they mainly served to expand the measuring range in the direction of greater stress values.

Gemäß der Erfindung wird die Empfindlichkeit der umgekehrten Röhrenvoltmeberschaltung durch eine Teilkompensation des durch Vorspannung über den maximalen Anzeigewert des Meßwerkes hinausgehenden Gitterstromes gesteigert. Es ist eine ähnliche Anordnung bekannt, bei der jedoch die Kompensationsschaltung nur zur Umkehrung des Zeigerausschlages bei der Messung von Hochspannungen verwendet wird. Die Erfindung läßt eine universelle Verwendung des »umgekehrten Röhren- voltmeters « zu, indem die Grundschaltung entsprechend erwietert wird. Hierdurch wird es möglich, diese ANordnung auf vielen Gebieten der Elektrotechnik anzuwenden unld komplizierte Meßgeräte durch diese einfache und wirtschaftliche Form zu ersetzen. According to the invention, the sensitivity of the reverse tube voltmeter circuit by partial compensation of the bias voltage above the maximum display value the grid current going beyond the measuring mechanism is increased. It's a similar arrangement known, but in which the compensation circuit only reverses the pointer deflection used when measuring high voltages. The invention leaves a universal Use of the »inverted tube voltmeters «by the basic circuit is accordingly obtained. This makes it possible to use this arrangement on many Fields of electrical engineering apply unld complicated measuring instruments through this simple and replace economic form.

Ein Beispiel für die universelle Anwendung des verbesserten »umgekehrten Röhrenvoltmeters « ist in der Zeichnung dargestellt. Mit dieser Anordnung sind folgende Messungen möglich: 1. Statische Messung von Gleichspannungen; 2. Messung von Isolationswiderständen; 3. Prüfung von Photozellen; 4. Messung des Scheitelwertes von Wechselspannungen; 5. Kapazitätsmessung ; 6. Messung niedriger Gleichströme. An example of the universal application of the improved »reverse Tube voltmeters ”is shown in the drawing. With this arrangement are as follows Measurements possible: 1. Static measurement of direct voltages; 2. Measurement of insulation resistance; 3. Testing of photocells; 4. Measurement of the peak value of alternating voltages; 5. capacitance measurement; 6. Measurement of low direct currents.

Das Triodensystem der Röhre V bildet den Kern der Schaltung des umgekehrten Röhrenvoltmeters. The triode system of the tube V forms the core of the circuit of the reverse Tube voltmeters.

Die zu messende Gleichspannung U x 1 gibt der Anode ein negatives Potential, welches durch statische Beeinflussung den Gitterstrom ändert. Eine bestimmte Meßspannung verursacht eine Änderung des Gitterstromes um einen dem Durchgriff der Röhre entsprechenden Prozentsatz. Je größer man den Gitterruhestrom durch Anlagen einer posi. tiven Vorspannung macht, um so größer wird der Absolutwert der von einer bestimmten Meßspannung verursachten Gitter. stromänderung. Folgich wird der von dieser Meßspannung verursachte Zeigerausschlag des Instrumentes M größer, wenn die Empfindlichkeit dieses Instrumentes gesteigert wird und der über den Vollausschlag hinausgehende Anteil des Gitterstromes - nämlich der Gitterruhestrom - durch die am Widerstand W regelbare Gegenspannung von B4 kompensiert wird.The DC voltage U x 1 to be measured gives the anode a negative value Potential which changes the grid current due to static influences. A particular Measurement voltage causes a change in the grid current by one of the penetration of the Tube corresponding percentage. The greater the grid quiescent current through systems one posi. tive bias, the greater the absolute value of a grid caused by certain measuring voltage. current change. The from this measuring voltage caused the pointer deflection of the instrument M to be greater when the The sensitivity of this instrument is increased and that of the full scale outgoing portion of the grid current - namely the grid quiescent current - through the at the resistor W adjustable counter voltage of B4 is compensated.

Die Ergänzung dieser Grundschaltung zu einem Universalröhrenvoltemeter erfolgt in diesem Beispiel zunächst durch Anschluß einer Hilfsspannung B I. The addition of this basic circuit to a universal tube voltmeter is done in this example by connecting an auxiliary voltage B I.

Hierdurch wird es möglich, an den Klemmen Rx einen unbekannten hochohmigen Widerstand anzuschließen, dessen Wert durch proportionale Spannungsteilung ermittelt werden kann, wenn der Innenwiderstand des Röhrenvoltmeters durch Parallelschaltung eines geeichten Widerstandes R4 eindeutig festgelegt wird (Schalter S, Stellung 3).This makes it possible to connect an unknown high resistance to the Rx terminals To connect a resistor, the value of which is determined by proportional voltage division if the internal resistance of the tube voltmeter is connected in parallel a calibrated resistor R4 is clearly defined (switch S, position 3).

Wird die Hilfsspannung B 1 in die Größenordnung der Betriebsspannung von Photozellen gelegt, so können an Steile des unbekannten Widerstandes Rx Photozellen zur Prüfung angeschlossen werden.If the auxiliary voltage B 1 is in the order of magnitude of the operating voltage placed by photocells, so can photocells at the point of the unknown resistance Rx be connected for testing.

Sollen mit dem Gerät Wechslespannungen gemessen werden, so muß dies über den Umweg der Gleichrichtung geschehen, die hier von der Diodenstrecke der Röhre V in Verbindung mit dem Arbeitswiderstand R3 vorgenommen wird. Zur Ankopplung der Meßspannung Ux 2 dient der Kondensator C 2. Die resultierende Gleichspannung wird über den Widerstand R2 und SchalterS, in Stellung 1 der ANode des Triodensystems zugeführt und durch das in Verbindung mit dem Kondensator CI entstehende Siebglied von restlichen Wechselspannungskomponenten befreit. If alternating voltages are to be measured with the device, this must be done via the detour of the rectification, which is done here by the diode path of the Tube V is made in connection with the working resistor R3. For coupling the measuring voltage Ux 2 is used by the capacitor C 2. The resulting DC voltage is via the resistor R2 and switchS, in position 1 of the ANode of the triode system fed and through the filter element created in connection with the capacitor CI freed from remaining AC voltage components.

Diese Anordnung hat den Verteil, daß der Arbeitswiderstand R 3 der Diode sehr hochohmig sein kann, wodurch sich auch bei der Wechselpannungs-Messung eine außerordentlich geringe Dämpfung des Meßobjektes ergibt. Wird nun die Hiffesleichspannung B I durch eine Wechselspannung UH ersetzt und die Messung an dem mït Cx zu bildenden Spannungsteiler über die Diodenistrecke vorgenommen, so kann der unbekannte Widerstand Cx ein Kondensator sein, dessen Kapazitätswert durch Umrechnung oder Abalesutng von einer entsprechend geeichten Skala des Instrumentes bestimmt wind. This arrangement has the distribution that the working resistance R 3 of the Diode can have a very high resistance, which also affects the AC voltage measurement results in an extremely low attenuation of the test object. Now the Hiffes DC voltage B I replaced by an alternating voltage UH and the measurement to be formed on the mït Cx Voltage divider is made across the diode path, so the unknown resistance can Cx be a capacitor whose capacitance value can be converted or interpreted determined by an appropriately calibrated scale of the instrument.

Der Widerstand R I soll den Innenwiderstand des Meßgleichrichters bei der Kapazitätsmessung festlegen.The resistance R I is supposed to be the internal resistance of the measuring rectifier when measuring the capacitance.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE: I. IJniversalröhrenvoltmeter, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der umgekehrten Röhrenvoltmeterschaltung durch eine Teilkompensation des durch Vorspannung über den maximalen ANzeigewer des Meßwerkes hinausgehenden Gitterstrornes gesteigert wird. PATENT CLAIMS: I. Universal tube voltmeter, characterized in that that the sensitivity of the reverse tube voltmeter circuit by a partial compensation that goes beyond the maximum display value of the measuring mechanism due to preload Grid flow is increased. 2. Universalröhrenvoltmeter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zu Wechselspannungsmessungen gen mit einem Meß gleichrichter versehen ist. 2. Universal tube voltmeter according to claim I, characterized in that that the circuit for AC voltage measurements is provided with a measuring rectifier is. 3. UNiiversalröhrenvoltmeter nach ANspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßröhre eine Verbundröhre (V) verwendet wird, die gleichzeitig die Gleichrichtung der Meßspannung übernimmt. 3. Universal tube voltmeter according to claim 2, characterized in that that a compound tube (V) is used as the measuring tube, which at the same time the rectification the measuring voltage takes over. 4. Uni. ver. slalröhrenvoltmetezr nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem Siebglied die statische Messung von Gleichspannungen vorgenommen wird. 4. Uni. ver. slalröhrenvoltmetezr according to claim I, characterized in that that in connection with a sieve element the static measurement of direct voltages is made. 5. Universlaröhrenvoltmeter nach Anspruch 1 Ns 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßbereicherweiterung durch stufenweise Änderung der Empfindlichkeit des Strommessers (M) erzielt wird. 5. Universal tube voltmeter according to claim 1 Ns 4, characterized in that that an expansion of the measuring range by gradually changing the sensitivity of the Ammeter (M) is achieved. 6. Universalröhrenvoltmeter nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anlegen einer Hilfsspannung (B 1) die Messung extrem hoher Widerstände ermöglicht wird. 6. Universal tube voltmeter according to claim I to 5, characterized in that that by applying an auxiliary voltage (B 1) the measurement of extremely high resistances is made possible. 7. Universalröhrenvoltmeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung in die Größenordnung der Betriebsspannung von Photozellen gelegt wird, wodurch eine Messung der Betriebseigenschaften von Photozellen ermöglicht wird, 7. Universal tube voltmeter according to claim 6, characterized in that that the auxiliary voltage is in the order of magnitude of the operating voltage of photocells which enables the operational characteristics of photocells to be measured will, 8. Universalröhrenvoltmeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung eine Wechselspannung ist und durch Spannungsteilung - ähnlich wie bei der Messung der Ohmschen Widerstände, jedoch in Verbindung mit dem Diodengleichrichter # eine Messung von Kapazitäten ermöglicht wird.8. Universal tube voltmeter according to claim 6, characterized in that the Auxiliary voltage is an alternating voltage and by voltage division - similar to when measuring the ohmic resistance, but in connection with the diode rectifier # a measurement of capacities is made possible.