DE1012685B

DE1012685B - Circuit arrangement for the automatic adjustment of an alternating current circuit

Info

Publication number: DE1012685B
Application number: DE19561012685D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Andreas Jaumann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-01-25
Filing date: 1956-01-25
Publication date: 1957-07-25

Description

Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Abgleich einer Wechselstromschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Abgleich einer Wechselstromschaltung, z. B. einer Wechselstrombrücke, nach Betrag und Phase, bei der ein die Wechselstromschaltung speisender Generator und insbesondere dekadisch einstellbare Normalien Verwendung finden.Circuit arrangement for the automatic adjustment of an alternating current circuit The invention relates to a circuit arrangement for automatic adjustment an AC circuit, e.g. B. an AC bridge, according to amount and phase, in which a generator feeding the AC circuit and in particular decadic adjustable standards are used.

Die Geräte zur Messung einer elektrischen Größe, z. B. einer Frequenz, einer Spannung oder eines Widerstandes, lassen sich vom Standpunkt des Benutzers, also nach der Art, wie das Meßergebnis angeboten wird, in zwei Haupttypen einteilen. Die erste Art sind die direkt anzeigenden Geräte. Bei diesen kann man das Meßergebnis unmittelbar ablesen, sohald das Meßobjekt angeschlossen ist, es zeigt z. B. ein Frequenzzeiger unmittelbar die Meßfrequenz an. The devices for measuring an electrical quantity, e.g. B. a frequency, a voltage or a resistance, from the point of view of the user, divide into two main types according to the way in which the measurement result is offered. The first type are the direct reading devices. With these you can see the measurement result read immediately, sohald the DUT is connected, it shows z. B. a Frequency pointer shows the measuring frequency directly.

Die Form der Messung ist für den Benutzer die bequemste. Die zweite Art von Meßgeräten verwenden Vergleichsverfahren, zu denen auch die Meßbrücken gehören. Diese Geräte erfordern eine Bedienung, sie arbeiten deshalb nicht so rasch wie direkt anzeigende, besonders dann, wenn der Benutzer wenig geübt in ihrer Handhabung ist. Dafür wird bei mäßigem Aufwand eine hohe Meßgenauigkeit in großen Meßhereichen geboten.The form of measurement is the most convenient for the user. The second Type of measuring devices use comparison methods, which also include the measuring bridges. These devices require operation, so they do not work as quickly as directly indicating, especially if the user is not very used to handling them. In return, a high level of measurement accuracy is offered in large measurement areas with moderate effort.

Die Entwicklung in neuerer Zeit geht dahin, genaue, direkt anzeigende Meßgeräte zu schaffen, wobei man einen ziemlich großen Aufwand und entsprechende Kosten in Kauf nimmt, z. B. bei den dekadischen Frequenzzählern, an denen man die Frequenz bis auf 10-6 genau und unmittelbar als Zahl ablesen kann. The development in recent times is precise, directly indicative To create measuring devices, which is a fairly large effort and appropriate Takes costs into account, e.g. B. with the decadal frequency counters, where you can use the Frequency can be read directly as a number to within 10-6.

Auch bei Widerstandsmessungen wäre es bequem, wenn man den Widerstand nur anzuschließen brauchte und nach kurzer Zeit, rascher, als man von Hand abgleichen kann, das Meßergebnis als Zahl - bei komplexen Widerständen in Form von zwei Zahlen - ablesen kann. Ein Weg zu diesem Ziel führt, wie die vorliegende Erfindung zeigt, über die selbstabgleichenden Meßbrücken. Even with resistance measurements it would be convenient to have the resistance only needed to be connected and after a short time, faster than you could adjust by hand can, the measurement result as a number - in the case of complex resistances in the form of two numbers - can read. One way to achieve this goal, as the present invention shows, is via the self-balancing measuring bridges.

Der Selbstabgleich einer Brücke ist, wenn zum Abgleich nur ein einziges Normal eingestellt werden muß, wie z. B. bei Gleichstrombrücken oder bei Kapazitätsbrücken, sehr einfach und auch bekannt. The self-alignment of a bridge is when only one is used for alignment Normal must be set, such as. B. DC bridges or capacitance bridges, very simple and well known.

Die Wirkungsweise des Selbstabgleiches sei an dem Beispiel einer Gleichstromwiderstandsbrücke, wie sie die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 darstellt, erläutert.The mode of operation of the self-adjustment is based on the example of a DC resistor bridge, how it represents the circuit arrangement according to FIG. 1 is explained.

Die Gleichstromwiderstandsmeßbrücke weist die festen Widerstände Rt und R2 auf. Sie mögen gleich groß sein, so daß die Brücke eine symmetrische ist. The DC resistance measuring bridge has the fixed resistances Rt and R2 on. They may be the same size so that the bridge is symmetrical.

An den Klemmenpaaren 1, 2 wird die Brücke von der Gleichspannung U gespeist. Zwischen den Klemmen 5 und 6 ist das zu prüfende Meßobjekt Rx einzuschalten. Im vierten Brückenzweig liegt das ver- änderbare Normal RN. Die an den Brückeneckpunkten 3 und 4 liegende Ausgangsspannung it, das ist die im Nullzweig herrschende Spannung, wird einem Verstärkere zugeführt, dessen Ausgangsspannung UM einen Motor M betreibt. Der Normalwiderstand RN kann durch den MotorM verstellt werden. Dabei dRN wird die Stellgeschwindigkeit, das ist dt , in weiten Grenzen der verstärkten Brückenspannung u, also UM proportional sein. Man kann zeigen, daß solch eine Brücke bei richtiger Polung sich selbsttätig abgleicht.At the terminal pairs 1, 2, the bridge is drawn from the DC voltage U fed. Connect the test object Rx between terminals 5 and 6. In the fourth branch of the bridge lies the changeable normal RN. The ones at the corner points of the bridge 3 and 4 lying output voltage it, that is the voltage in the zero branch, is fed to an amplifier whose output voltage UM drives a motor M. The normal resistance RN can be adjusted by the motorM. Thereby dRN becomes the Adjustment speed, that is dt, within wide limits of the increased bridge voltage u, so UM will be proportional. One can show that such a bridge is correct Polarity aligns itself automatically.

Um in einem großen Bereich genau einstellen zu können, wird das Normal RN bei den meisten Brücken in Stufen geschaltet, die dekadisch gestaffelt sind. Es muß dann für jede Messung der ganze Bereich des Norm.als von z. B. RN = 0 bis RN = Rx durchlaufen werden. In order to be able to adjust precisely in a large area, the normal In most bridges, RN is switched in steps that are staggered in decadic form. The whole range of the norm as from z. B. RN = 0 to RN = Rx must be run through.

Bei Messungen komplexer Widerstände sind zwei Normalien für die Real- und die Imaginärkomponente des Meßobjektes selbsttätig einzustellen. Bei einer bekannten Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Abgleich einer Wechselstrombrückenschaltung nach Betrag und Phase sind für den Betrag- und Phasenabgleich Schrittschaltwerke vorgesehen, die vom Nullstrom ohne Aufteilung des Nullstromes in Betrag und Phase gesteuert werden und bei dem die Schrittschaltwerke bezüglich der Geschwindigkeit und/oder der Kontaktzahl so aufeinander abgestimmt sind, daß der Reihe nach alle Betriebseinstellwerte mit allen Phaseneinstellwerten durchlaufen werden; wenn also beispielsweise das erste Schrittschaltwerk von der Ausgangslage um einen Schritt weitergeschaltet wird, muß das andere Schrittschaltwerk ganz durchlaufen werden. Auf diese Weise ist ein Abgleich, der auf ein Durchprobieren sämtlicher Kombinationsmöglichkeiten bis in die Nähe des Abgleichminimums hinausläuft, prinzipiell möglich. Der Nullzweig zeigt dabei nur die Größe der Verstimmung an, ohne anzugeben, welche der Größen, der Betrag oder die Phase, der größeren Änderung bedürfen. Solch ein Verfahren ist sehr langwierig, und ein Abgleich dauert im Mittel etwa 2 Stunden; nur dann, wenn eine geringe Genauigkeit benötigt wird, ist die maximale Einstellzeit etwa in der Größenordnung von einer halben Minute. When measuring complex resistances, two standards are required for the real and automatically adjust the imaginary component of the test object. With a well-known Circuit arrangement for the automatic balancing of an AC bridge circuit according to amount and phase are stepping mechanisms for amount and phase adjustment provided that the zero current without dividing the zero current into amount and phase are controlled and in which the stepping mechanisms in terms of speed and / or the number of contacts are matched to one another in such a way that all of them in sequence Operating setting values are run through with all phase setting values; if so For example, the first stepping mechanism from the starting position by one step forwarded the other stepping mechanism must go through completely will. In this way, a comparison is based on trying out all of them Possible combinations up to the vicinity of the adjustment minimum, in principle possible. The zero branch only shows the size of the detuning, without specifying which of the sizes, the amount or the phase require the major change. Such a procedure is very tedious and an adjustment takes about 2 hours on average; only when low accuracy is required is the maximum response time on the order of half a minute.

Fernerhin ist es bekannt, für die selbsttätige Einstellung der Normalien für die Real- und die Imaginärkomponente des Meßobjektes die beiden Komponenten der Brückenspannung it, bezogen auf die Speisespannung U, heranzuziehen. Zur Gewinnung dieser Komponenten wären Ringmodulatorschaltungen (Gleichrichterbrücken) grundsätzlich geeignet. Man kann die Brücke so bemessen, daß die Komponenten der Brückenspannung tatsächlich für die Einstellung der Normalien unabhängig voneinander maßgebend sind. Furthermore, it is known for the automatic adjustment of the standards the two components for the real and the imaginary component of the test object the bridge voltage it, based on the supply voltage U, should be used. For extraction these components would basically be ring modulator circuits (rectifier bridges) suitable. One can dimension the bridge so that the components of the bridge tension are actually decisive for the setting of the standards independently of one another.

Dieses Verfahren ist aber nur für das Tonfrequenzgebiet etwa bis 100 kHz brauchbar. Über 1 MHz scheint es ziemlich schwierig, die hochfrequenten Phasenverschiel)ungen und die Symmetrie der Gleichrichterbrücken genügend genau zu beherrschen. This method is only for the audio frequency range approximately to 100 kHz usable. Above 1 MHz it seems quite difficult to get the high frequencies Phase shifting and the symmetry of the rectifier bridges are sufficiently accurate to dominate.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Normalien so ausgebildet sind, daß sie um geringe Beträge, z. B. um ungefähr 1 0/0. in der Größe ihrer elektrischen Werte periodisch veränderbar sind und die Frequenz der periodischen Größenänderung der vorzugsweise die Realkomponente abgleichenden Normalie gegenüber derjenigen der periodischen Größenänderung der vorzugsweise die Imaginärkomponente abgleichenden Normalie einen unterschiedlichen Wert aufweist, und daß die mit den beiden Wobbelfrequenzen modulierte Spannung des Nullzweiges zum selbsttätigen Abgleich Verwendung findet. The object is achieved according to the invention in that the Standard parts are designed so that they can be reduced by small amounts, e.g. B. at about 1 0/0. are periodically variable in the size of their electrical values and the frequency the periodic change in size of the preferably adjusting the real component Normaly compared to that of the periodic change in size of the preferably the Imaginary component matching normal has a different value, and that the voltage of the zero branch modulated with the two wobble frequencies is used for automatic adjustment.

Zweckmäßigerweise wird die am Nullzweig auftretende Spannung gleichgerichtet und nach eventueller Verstärkung zwei auf die Wobbelfrequenzen abgestimmten Resonanzkreisen oder Filtern zugeführt. The voltage occurring at the zero branch is expediently rectified and after any amplification, two resonance circles tuned to the wobble frequencies or filters.

An jedem der beiden Resonanzkreise tritt dann eine Spannung der entsprechenden Wobbelfrequenz auf, die je einer Gleichrichterbrücke zugeführt wird. Diese liefert die Gleichspannung für das Antriebsorgan zur Änderung der mittleren Größe des zugehörigen Normals. Zur Wobbelung der elektrischen Größen der Normale sind zwei Generatoren vorgesehen, die Spannungen der beiden Wobbelfrequenzen liefern.A voltage of the corresponding one then occurs at each of the two resonance circuits Sweep frequency, each of which is fed to a rectifier bridge. This delivers the DC voltage for the drive element to change the mean size of the associated Normal. There are two generators for sweeping the electrical values of the standards provided to supply the voltages of the two wobble frequencies.

Sie treiben einerseits die Wobbelvorrichtungen der Normale an, andererseits speisen sie die beiden Gleichrichterbrücken. Bekanntlich hängt die Polarität der von einer Gleichrichterbrücke gelieferten Gleichspannung von der Phase der beiden an dieser Gleichrichterbrücke liegenden Spannungen zueinander ab. Die vom Brückenzweig der Hauptbrücke herrührende Wechselspannung dreht nun ihre Phase um 1800, sobald das zugehörige Normal durch die Nullabgleichstellung läuft, und diese Phasenumkehr muß einer Umkehr der Polarität der Motorantriebs spannung entsprechen, wenn sich die Brücke selbsttätig abgleichen soll.On the one hand they drive the wobble devices of the normal, on the other hand feed the two rectifier bridges. As is well known, the polarity depends on the DC voltage supplied by a rectifier bridge from the phase of the two voltages present at this rectifier bridge from one another. The one from the bridge branch AC voltage coming from the main bridge now turns its phase by 1800 as soon as the associated standard runs through the zero adjustment, and this phase reversal must correspond to a reversal of the polarity of the motor drive voltage if the bridge should automatically adjust.

Zur Wobbelung der elektrischen Größen der Normale sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, als Normal zum Abgleich der Realkomponente einen Heißleiter zu verwenden, dessen Widerstandswert durch Heizung von einem Regelverstärker gesteuert wird. Man braucht dann nur die Frequenz J des Heizstromes so niedrig zu wählen, daß die Größe des Widerstandes des Heißleiters durch Temperaturschwankungen im Takte 2J moduliert ist. Dabei genügt ein Modulationsgrad von etwa 10/o. Bei den ziemlich wärmeträgen Heißleiterröhrchen der Hochfrequenzbrücken dürfte dieser Modulationsgrad bei etwa 2f = 10... 20Hz erreicht werden. For the wobble of the electrical quantities of the normal, a further development provides the invention before, as a normal for balancing the real component NTC thermistor too use whose resistance value is controlled by heating from a control amplifier will. You then only need to select the frequency J of the heating current so low that that the size of the resistance of the thermistor due to temperature fluctuations in the cycle 2J is modulated. A degree of modulation of about 10 / o is sufficient. With the pretty This degree of modulation is likely to be the heat transfer thermistor tubes of the high-frequency bridges can be reached at about 2f = 10 ... 20Hz.

Die elektrische Größe des Normalkondensators wird am einfachsten durch eine schwingende Blattfeder gewobbelt. Bei einer mittleren Größe des Kapazitätsnormals von z. B. CN = 40 pF genügt ein Wobbelhub von etwa + 0,4 pF. The electrical size of the normal capacitor becomes the simplest wobbled by a swinging leaf spring. With a medium size of the capacity standard from Z. B. CN = 40 pF, a wobble stroke of about + 0.4 pF is sufficient.

In Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Dekade der beiden Normale ein eigenes Antriebsorgan aufweist und die Einstellung der Dekaden eines Normals entweder durch einen von einem Motor angetriebenen Drehschalter oder durch einen Drehwähler erfolgt. Die Drehschalter bzw. In a further development of the invention it is provided that every decade the two normals have their own drive mechanism and the setting of the decades of a standard either by a rotary switch driven by a motor or by means of a rotary selector. The rotary switches or

Drehwähler mit Ausnahme des die höchste Dekade einstellenden, weisen zwei Ein- und Ausschalter auf, von denen je einer bei Einstellung des Minimal- und der andere hei Einstellung des Maximalwertes betätigt wird.Rotary selectors, with the exception of the one that sets the highest decade two on and off switches on, one of which each when setting the minimum and the other is operated when setting the maximum value.

Die von einer Gleichrichterbrücke abgegebene Steuerspannung treibt das die niedrigste Dekade einstellende Antriebsorgan unmittelbar an, während feste Gleichspannungen mit dem erforderlichen Drehsinn entsprechender Polarität die die Dekaden einstellenden Antriebsorgane, mit Ausnahme des die niedrigste Dekade einstellenden, antreiben. Der bei Einstellung des Maximalwertes einer Dekade betätigte Ein- und Ausschalter legt solch eine Polarität an das Antriebsorgan der nächst höheren Dekade, daß die in dieser Dekade eingeschalteten Widerstände von niedrigeren zu höheren Werten durchlaufen werden, während der bei Einstellung des Maximalwertes einer Dekade betätigte Ein- und Ausschalter solch eine Polarität an das Antriebsorgan der nächst höheren Dekade legt, daß die in dieser Dekade eingeschalteten Widerstände von höheren zu niedrigeren Werten durchlaufen werden. The control voltage delivered by a rectifier bridge drives the driving mechanism that sets the lowest decade on immediately, while solid DC voltages with the required direction of rotation corresponding to the polarity Actuators that set decades, with the exception of those that set the lowest decade. drive. The input and output activated when setting the maximum value of a decade The circuit breaker applies such a polarity to the drive element of the next higher decade, that the resistances switched on in this decade increased from lower to higher Values are run through during the setting of the maximum value of a decade operated on and off switch such a polarity to the drive member next higher decade specifies that the resistances switched on in this decade of higher can be run through at lower values.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung Fig. 2 bis 7 noch näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the drawings, FIGS. 2 to 7 explained.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel eine schematisch dargestellte, selbstabgleichende Wechselstrommeßbrücke. Die festen Widerstände R der Brücke sind gleich groß gewählt, so daß eine symmetrische Brücke vorliegt. Die Widerstände können dabei beliebige Werte erhalten oder auch durch Kondensatoren ersetzt werden. The circuit arrangement according to FIG. 2 shows an exemplary embodiment a schematically shown, self-balancing AC current measuring bridge. The firm ones Resistors R of the bridge are chosen to be the same, so that a symmetrical bridge is present. The resistors can be given any value or by Capacitors are replaced.

Zwischen den Klemmen 5 und 6 ist das Meßobjekt Yr anschließbar, während zwischen den Brückeneckpunkten 2 und 4 die Normalien liegen, im Ausführungsbeispiel ist es der Kondensator CN, dem der Widerstand CN parallel geschaltet ist. Die Brücke erhält ihre hochfrequente Speisespannung U zwischen den Brückeneckpunkten 1 und 2 zugeführt, so daß sich der Nullzweig zwischen den Brückenpunkten 3 und 4 befindet.The device under test Yr can be connected between terminals 5 and 6 while between the bridge corner points 2 and 4, the normals lie, in the exemplary embodiment it is the capacitor CN with which the resistor CN is connected in parallel. The bridge receives its high-frequency supply voltage U between the bridge corner points 1 and 2 is supplied so that the zero branch is located between the bridge points 3 and 4.

Die beiden Normale CN und GN werden gewobbelt, also um geringe Beträge, z. B. um 1 0/o verkleinert und vergrößert, und zwar beide Normale mit verschiedenen Wobbelfrequenzen, z. B. GN mit 30Hz und CN mit 50 Hz. Hierzu dienen die mit tr2 und Ü4 schematisch angedeuteten Wobbelvorrichtungen, die von den Wobbelgeneratoren S1 und S2 gespeist werden. Die Brückendiagonale 3, 4 führt dann eine modulierte Hochfrequenzspannung UHF, die mittels des Ubertragers ü ausgekoppelt und einem Gleichrichter Cl zugeführt wird. Verstärkt man diese Spannung in dem Verstärker V, so erhält man am Ausgang dieses Verstärkers die Wobbelfrequenzen, die durch die auf die Wobbelfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise L1 C, und L2 C2 getrennt werden. The two standards CN and GN are swept, i.e. by small amounts, z. B. reduced and enlarged by 10 / o, both normals with different Wobble frequencies, e.g. B. GN with 30Hz and CN with 50 Hz. The tr2 are used for this and U4 schematically indicated wobble devices that are generated by the wobble generators S1 and S2 are fed. The bridge diagonal 3, 4 then leads one modulated High-frequency voltage UHF, which is coupled out by means of the transformer and a rectifier Cl is supplied. If one amplifies this voltage in the amplifier V, one obtains at the output of this amplifier the wobble frequencies that are generated by the on the wobble frequencies tuned resonance circuits L1 C, and L2 C2 are separated.

Bei den weiteren Betrachtungen genügt die Betrachtung der Abstimmung nur eines Normals, es sei hierfür der Kondensator CN gewählt, da die Abstimmung des zweiten, also die des Widerstandes CN in gleicher Weise vorgenommen werden kann. Es kommt nun offenbar auf die Phase der an dem Parallelresonanzkreis L1 C1 liegenden Spannung Uc zu der entsprechenden, das Normal steuernden Spannung an. Wächst z. B. die Brückenspannung konphas mit der Vergrößerung des Normals an. so muß dieses nach kleineren Werten gesteuert werden. und umgekehrt. Man braucht also nur die am Parallelresonanzkreis L1 C, liegende Spannung Uc einer die Gleichrichter Cl, und Gl2 enthaltenden Gleichrichterbrücke zuzuführen, die vom Wohbelgenerator S, über den Übertrager 23 ausgesteuert wird. Die Gleichrichterbrücke liefert dann eine Gleichspannung UM1, die zur selbsttätigen Einstellung des Kondensators CN verwendet werden kann, ganz analog dem Vorgang bei Gleichstromwiderstandsbrücken. For further considerations, it is sufficient to consider the vote only one normal, the capacitor CN is chosen for this, since the tuning of the second, i.e. that of the resistor CN, can be made in the same way. Obviously, it now comes down to the phase of the parallel resonant circuit L1 C1 Voltage Uc to the corresponding voltage controlling the normal. Grows z. B. the bridge voltage conphas with the enlargement of the normal. so must this can be controlled according to smaller values. and vice versa. So you only need that on the parallel resonance circuit L1 C, voltage Uc of one of the rectifiers Cl, and Gl2 containing rectifier bridge fed from the Wohbelgenerator S, is controlled via the transformer 23. The rectifier bridge then provides one DC voltage UM1, which is used for the automatic adjustment of the capacitor CN can be, completely analogous to the process with DC resistance bridges.

Wegen mechanischer oder thermischer Trägheit des Normals ist die vom GeneratorS, gelieferte Wobbelsteuerspannung Uwl mit der am Parallelresonanzkreis L1 C1 liegenden Spannung Uc gleicher Frequenz nicht in Phase. Annähernde Phasengleichheit ist aber notwendig, um die Gleichspannung UMI für den Motor M1 herzustellen; deshalb ist der Phasenschieber P, vorgesehen. Die Gleichrichterbrücke wird mit der Wobbelsteuerspannung Uw2, die gegenüber der Wobbelsteuerspannung UwI in der Phase verschoben ist, dagegen mit der Spannung am Resonanzkreis L1 C, in Phase ist, nun mit einer solchen Polung ausgesteuert, daß sie eine positive oder negative Gleichspannung UM1 liefert, je nachdem ob die Brückendiagonalspannung gleich oder gegenphasig moduliert ist, also je nachdem ob das entsprechende Normal zu groß oder zu klein ist. Der das Normal CN steuernde Motor M muß so gepolt sein, daß er das Normal entsprechend verkleinert bzw. vergrößert. Zweckmäßigerweise wird die an den Motor JII abzugebende Gleichspannung UMT zuvor noch in dem Verstärker V1 verstärkt. Because of the mechanical or thermal inertia of the normal, the Sweep control voltage Uwl supplied by GeneratorS with that of the parallel resonance circuit L1 C1 lying voltage Uc of the same frequency not in phase. Approximate phase equality but is necessary to produce the DC voltage UMI for the motor M1; for this reason the phase shifter P is provided. The rectifier bridge is connected to the sweep control voltage Uw2, which is shifted in phase with respect to the wobble control voltage UwI, on the other hand is in phase with the voltage at the resonance circuit L1 C, now with such a polarity controlled that it delivers a positive or negative DC voltage UM1, depending according to whether the bridge diagonal voltage is modulated in the same or out of phase, that is depending on whether the corresponding standard is too big or too small. The normal Motor M controlling CN must be polarized in such a way that it reduces the normal accordingly or enlarged. The DC voltage to be output to the motor JII is expediently UMT previously amplified in amplifier V1.

Ebenso wie die beschriebene Steuerung des Normals CN erfolgt die des Normals GN. Die Wobbelspannung wird über den Phasenschieber P2 und den Übertrager 25 der aus den Gleichrichtern Cl und Gl4 hestehenden Gleichrichterbrücke zugeführt. um sie dort der aus dem Nullzweig der Meßbrücke abgeleiteten Spannung U, zu überlagern und die den Motor MO, nach entsprechender Verstärkung in dem Verstärker V2, steuernde Spannung UM2 zu gewinnen. The same as the described control of the standard CN takes place of the standard GN. The wobble voltage is generated via the phase shifter P2 and the transformer 25 fed to the rectifier bridge consisting of the rectifiers Cl and Gl4. in order to superimpose them there on the voltage U derived from the zero branch of the measuring bridge and which control the motor MO after appropriate amplification in the amplifier V2 To gain tension UM2.

In dem Diagramm nach Fig. 3 ist der zeitlicheVerlauf der Spannungen, wie sie bei der Einstellung eines Normals, es sei hierfür wieder der Kondensator CN gewählt, auftreten. Das Diagramm nach Fig. 3 a zeigt den zeitlichen Verlauf der Wobbelsteuerspannung Uwl. die auf Grund oben angedeuteter Einflüsse mit der augenblicklichen Größe des in dem Diagramm nach Fig. 3b zur Darstellung gelangten zeitlichen Verlaufes der Größe des Normalkoudensators CN nicht in Phase ist. Die Phasendifferenz g wird durch den Phasenschieber P1 nachgebildet, so daß die Gleichrichterbrücke mit einer konphasen, in dem Diagramm nach Fig. 3 c dargestellten WobbelsteuerspannungM,vS ausgesteuert wird. In dem Diagramm nach Fig. 3 d ist der Verlauf der im Normalzweig liegenden Spannung UHF oder die den gleichen Verlauf aufweisende, am Parallelresonanzkreis L1 C, liegende Spannung Uc in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen, und zwar 4 für den Fall, daß CN gegenüber dem Meßobjekt zu groß und B für den Fall, daß CN gegenüber dem Meßobjekt zu klein ist. Hieraus folgt dann der aus dem Diagramm nach Fig. 3e ersichtliche Verlauf der Motorspannung UM,. In the diagram according to FIG. 3, the time course of the voltages is as it is when setting a standard, for this it is again the capacitor CN chosen to occur. The diagram of Fig. 3a shows the time course of Sweep control voltage Uwl. the influences indicated above with the instantaneous Size of the time curve shown in the diagram according to FIG. 3b the size of the normal capacitor CN is out of phase. The phase difference g becomes simulated by the phase shifter P1, so that the rectifier bridge with a conphases, in the diagram according to Fig. 3c shown wobble control voltage M, vS controlled will. In the diagram according to FIG. 3 d, the curve is the one lying in the normal branch Voltage UHF or that exhibiting the same curve on the parallel resonance circuit L1 C, applied voltage Uc as a function of time, namely 4 in the event that CN is too large compared to the measurement object and B in the event that CN is too small compared to the test object. This then follows the one from the diagram 3e shows the course of the motor voltage UM ,.

Im folgenden sei die Frage der »Konvergenz« der Minimumeinstellung behandelt, d. h. die Frage, ob überhaupt und wie rasch sich die Brücke auf Null abgleicht. The following is the question of the "convergence" of the minimum setting treated, d. H. the question of whether and how quickly the bridge will zero aligns.

Das Velitordiagramm der unabgeglichenen Meßbrücke zeigt die Fig. 4, wobei Größe und Richtung der Spannungsvektoren UN und Ux von den eingestellten Werten der Normale bzw. vom Meßobjekt abhängen. Die vektorielle Differenz zwischen Ux und UN ist die an der Brückendiagonalen liegende Spannung ll. The Velitor diagram of the unbalanced measuring bridge is shown in Fig. 4, where the size and direction of the voltage vectors UN and Ux depend on the set Values of the normal or depend on the object to be measured. The vectorial difference between Ux and UN is the voltage ll on the bridge diagonal.

In dem Diagramm nach Fig. 5 sind die Ortskurven des Vektors UN eingezeichnet. Die mit festen Werten von x bezeichneten Kurven der einen Schar gelten für konstante Werte des Wirkleitwertes GN, wobei unter x der an einem für die Diagrammdarstellung geeigneten Normierungswiderstand R normierte Wirkleitwert GN verstanden ist. Es gilt also die Beziehung R x = = const. Die andere mit festen Werten von y GN bezeichnete Kurvenschar gilt dementsprechend für konstante Werte des Blindleitwertes W CN, wobei unter y der an demselben Normierungswiderstand R normierte Blindleitwert co CN verstanden ist, so daß hier die Beziehung y = R O) CN = const gilt. In the diagram according to FIG. 5, the locus curves of the vector UN are drawn. The curves of one family, denoted by fixed values of x, apply to constant values Values of the effective conductance GN, whereby under x the one for the diagram representation suitable normalization resistance R normalized conductance GN is understood. It So the relationship R x = = const applies. The other denoted GN with fixed values of y The set of curves applies accordingly to constant values of the susceptance W CN, where y denotes the susceptance co CN normalized at the same normalization resistor R. is, so that the relationship y = R O) CN = const applies here.

Aus jeder der beiden Kurvenscharen für konstante Wirkleitwerte (x = const) und konstante Blindleitwerte (y = const) ist in Fig.4 jeweils eine Kurve strichliert angedeutet und mit GN = const und W CN = const bezeichnet. Wobbelt man nun den Wirkleitwert GN, SO pendelt der Vektor UN auf der Kurve cr, CN = const, beim Wobbeln der Normalkapazität CN bewegt er sich dagegen auf der Kurve GN = const. From each of the two families of curves for constant conductance values (x = const) and constant susceptibility values (y = const) is a curve in FIG Indicated by dashed lines and denoted by GN = const and W CN = const. You wobble now the conductance GN, SO the vector UN oscillates on the curve cr, CN = const, on the other hand, when sweeping the normal capacitance CN, it moves on the curve GN = const.

Wenn die Brücke nicht abgeglichen ist, kann zwar der Fall vorkommen, daß das Wobbeln eines Normals die Brückenspannung nicht moduliert. nämlich dann, wenn die Endpunkte der Vektoren Px und PN und der Mittelpunkt des x- oder y-Kreises, auf dem sich PN bewegt, zufällig in einer Geraden liegen, da die x- und a-Kurven aber überall orthogonal stehen, wird in diesem Fall das Wobbeln des anderen Normals die Brückenspannung stark modulieren und eine Verstellung zunächst nur dieser anderen Komponente veranlassen. Der selbsttätige Abgleich der Brücke ist dadurch immer gewährleistet. If the bridge is not adjusted, the case can occur that the wobbling of a standard does not modulate the bridge voltage. namely then, if the end points of the vectors Px and PN and the center of the x or y circle, on which PN moves, happen to be in a straight line, since the x and a curves but stand orthogonally everywhere, the wobbling of the other normal becomes in this case strongly modulate the bridge voltage and initially only adjust these other ones Initiate component. The automatic adjustment of the bridge is therefore always guaranteed.

In dem Diagramm nach Fig. 5 ist noch der Verlauf des Brückenabgleiches anschaulich gemacht. Als Ausgangspunkte der unabgeglichenen Brücke wurde z. B. für das Meßobjekt Px = x+ jy = l +j und für das Normal PNO = -rtb' = 0 gewählt. In the diagram according to FIG. 5, the course of the bridge adjustment is also shown made clear. As a starting point for the unbalanced bridge, z. B. for the measured object Px = x + jy = l + j and selected for the normal PNO = -rtb '= 0.

Zunächst sei angenommen, daß abwechselnd CN I>zw. GN gewobbelt und dadurch so lange verstellt wird. bis das Wobbeln dieser Komponente die Brükkenspannung nicht mehr moduliert, dann möge die andere Komponente gewobbelt werden. Der stark ausgezogene Linienzug gilt, wenn man zunächst CN verstellt, der gestrichelte Linienzug, wenn man mit GN beginnt. Man erkennt. daß der Brückenabgleich in wenigen Schritten erreichbar ist. First it is assumed that alternately CN I> zw. GN wobbled and is thus adjusted for so long. until that component wobbles the bridge tension no longer modulated, then let the other component be swept. The strong solid line applies if you first adjust CN, the dashed line applies, if you start with GN. One recognises. that the bridge adjustment in just a few steps is attainable.

In Wirklichkeit werden beide Normale gleichzeitig eingestellt, und der Verlauf des Brückenabgleichs mag dann etwa der strichpunktierten Linie folgen. In reality, both standards are set at the same time, and the course of the bridge adjustment may then roughly follow the dash-dotted line.

Claims

In order to be able to set a standard precisely in a large area, In most bridges, this standard is switched in steps that are staggered in decadic form are. With such a structure of the standard it is practically impossible for every measurement the range of the normal from zero to the bridge adjustment continuously from the motor to let go of what would probably be the simplest circuit. But this would take too much time, and besides, the switches would be the lower Too much worn out for decades.

In the circuit arrangement according to FIG. 6 is an exemplary embodiment a possible motor drive, as the invention preferably uses, for a decadically graded normal made clear. In the present embodiment consider the adjustment of the normal resistance RN for audio frequency. The normal RN consists of the five decades I, II, III, IV, V. There are normal rotary switches for measuring instruments Use, each powered by its own motor, MII, MIII, MIV and Mv will. Each rotary switch, with the exception of the one setting the highest decade, decade V, has two on and off switches a and b, one of which, it is b, when set of the maximum and the other, it is a, is actuated when setting the minimum value will. The control voltage UM2 output by the rectifier bridge is transmitted via the Terminal pair 7, 8 fed to the motor MI. Those setting decades II to V. Motors are powered by a fixed DC voltage, starting from terminals 9, 10 and 11, operated with a polarity corresponding to the required direction of rotation. The normal may initially be set to RN = 0, corresponding to a short circuit to the Terminals 5 and 6 of the bridge shown in FIG. As soon as the short circuit is through a resistor Rx = 5834.7 ohms is replaced, the motor M1 starts to run in In the sense of an increase in resistance in the first decade. If the greatest possible Value, which is 1 ohm in the first decade, is reached, the switching arm strikes the switch bI and closes it. Now the engine starts with decade II to run, again to the stop on switch bII. So the wave settles start-up continues up to decade V. The switching arm of the motor Mv is up to the position 4 run, then the total value of the normal resistance is RN = 4999 + 1 Ohm, the value is therefore even smaller than Rx. The switching arm of decade V continues to run to position 5, with which the value RN = 5999 Q 1 Ohm is achieved. At this moment reverses the bridge voltage UM2 and the torque of the motor M1, and immediately becomes the switch b, opened, so that Mv stops in this position. Now it is running Motor M1 up to the stop at 0 and closes switch a1. Then the Motor Mn back to 0, and this continues in this form until the switching arm of the Decade IV stops at 8. The further setting of decades III, II and I. takes place in a similar form.

In the diagram of Fig. 7 is the timing for the adjustment of the resistance RN = 5834.7 Ohm starting from the value RN = O, shown, i.e. the Adjustment of the resistance as a function of the time t. On the ladder L, are the switches that are closed and those on conductor L2 that are open net are given. It can be seen that the switching arm of the lowest decade at a n-digit number is moved back and forth at most n times.

Assuming that all of the switches are the same to crank it all out Need time t0, the total adjustment time is T ,, in the worst case, namely if the resistance has to adjust to 9090.9 ohms, T0 n (X2 + 1) to. Since n = 5 in the present 2 example, the total adjustment time is T0 = 15 to.

If normal rotary switches are used, the balancing process would so at least take a few seconds. With audio frequency bridges one can take the place use the rotary switch dialer from telephony technology and thereby reduce the setting time shorten it to a fraction of a second.

A self-balancing measuring bridge constructed according to the invention results, operated together with a diagraph, a locus plotter that can be used in particular for high frequency.

PATENT CLAIM: 1. Circuit arrangement for automatic adjustment an AC circuit, e.g. B. an AC bridge, according to amount and phase, in which a generator feeding the AC circuit and in particular decadic Find adjustable standards use, characterized in that the standards are designed so that they can be reduced by small amounts, e.g. B. at about 1 0 / o, in the Size of their electrical values are periodically changeable and the frequency of the periodic change in size of the normality, which preferably adjusts the real component compared to that of the periodic change in size, which is preferably the imaginary component comparing standard has a different value and that the with the Voltage of the zero branch modulated at both frequencies for automatic adjustment Is used.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that rectified the voltage occurring at the zero branch and the heater to the rectifier Preserving mixture of both wobble frequencies after possible amplification two the wobble frequencies are fed to matched resonance circles or filters and that the extracted from each of the two resonance circles, only one wobble frequency having voltages after rectification each have a drive element to change the the middle size of the normal controlled with the same wobble frequency.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the DC voltages for adjusting the standards are generated in rectifier bridges which are controlled by a wobble generator, which at the same time the supplies the voltage necessary for driving the wobble device of the standard.

4. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that between wobble generator and rectifier bridge a phase shifter is provided.

5. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the two voltages at the rectifier bridge, namely the one at the resonance circuit occurring and those from the phase shifter supplied, in phase and polarized so that the rectifier bridge has an output DC voltage supplies, the size of which is the size of the deviation of the real component of the test object of which the normal is proportional and one necessary to achieve a minimum Has polarity.

6. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the two voltages at the rectifier bridge, namely the one occurring at the resonance circuit and the one supplied by the phase shifter, are in phase and polarized so that this rectifier bridge has a DC output voltage supplies the size of the deviation of the imaginary component of the test object from the is proportional to the normal and is a necessary to achieve the bridge minimum Has polarity.

7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that A thermistor is used as a standard for balancing the real components is controlled via a control amplifier and in which the control bridge with such a frequency is operated that the resistance of the thermistor by the Heating current is modulated to a sufficient extent.

8. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that A capacitor is used as a standard for balancing the imaginary component, whose electrical magnitude is wobbled by an oscillating leaf spring.

9. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that each decade of the two standards has its own Has drive member.

10. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the setting of the decades of a standard by a rotary switch driven by a motor.

11. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the setting of the decade of a standard by means of a rotary selector.

12. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the rotary switch or rotary voter, except of the highest decade setting, have two on and off switches, of which one when setting the maximum value and the other when setting the minimum value is operated.

13. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the output from a rectifier bridge Control voltage the drive element setting the lowest decade directly drives.

14. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that fixed direct voltages of corresponding polarity the driving mechanisms that set the decades, with the exception of the lowest decade hiring, driving.

15. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that when setting the maximum value one Decade operated on and off switch a DC voltage of such polarity to the The driving mechanism of the next decade specifies that those switched on in this decade Resistances from lower to higher values are passed through.

16. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that when setting the minimum value a decade operated on and off switch a DC voltage of such polarity assigns to the driving mechanism of the next higher decade that those switched on in this decade Resistances from higher to lower values are passed through.

17. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that they are in a self-adjusting high-frequency measuring bridge Is used.

18. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that they are used together with a diagraph as a locus plotter Is used. ~~~~~~~ Publications taken into consideration: German patent specification No. 875 830; British Patent No. 568 554.