DE1028680B

DE1028680B - Resistance difference measuring bridge

Info

Publication number: DE1028680B
Application number: DES52922A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Rudolf Clasen; Franz Herman
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1957-03-29
Filing date: 1957-03-29
Publication date: 1958-04-24

Description

Widerstandsdifferenzmeßbrücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Widerstandsdifferenzmeßbrücke, vorzugsweise Wheatstonsche Brücke für Kabeladergleichgewichtsprüfung hei der je zwei von einem gemeinsamen Speisepunkt ausgehende Zweige im wesentlichen gleichen Widerstand aufweisen.Resistance differential measuring bridge The invention relates to a Resistance differential measuring bridge, preferably Wheatstone bridge for cable wire balance testing essentially each two branches starting from a common feed point have the same resistance.

Pine wichtige Angabe innerhalb des Kabelmeßwesens ist die Adergleichgewichtsprüfung. Die ohmschen Aderwiderstände einer Fernsprechleitung müssen in sehr engen Grenzen untereinander gleich sein um ein Übersprechen auf benachbarte Leitungen zu vermeiden. Nötigenfalls werden hierzu die Aderwiderstände mit Hilfe von Zusatzwiderständen einander angeglichen. Die Widerstandsunterschiede zwischen den sonst gleichartigen Adern eines Kabels sind naturgemäß nicht sehr groß, sie sollen aber möglichst genau (auf # 10 m#) bestimmt werden können. Eine bekannte Kabelmeßbrücke löst diese Aufgabe nur bedringt Einmal bringt der relativ große Nullwiderstand ihres Dekadenzweiges (etwa 30 m#) und seine durch die Schaltübergangswiderstände bedingte Streumigen eine gewisse Unsicherheit in das Ergebnis der Aderdifferenzmessung hinein, und zum anderen beträgt die kleinste widerstandsstufe in diesem Brückenzweig, entsprechend der niederohmigsten Dekade, bereits 100 m#. Kleinere Widerstandswerte durch Interpolation zwischen den Galvanometerausschlägen zu bestimmen ist verhältnismäßig umstündlich Allen Anforderungen im Hinblick auf Empfindlichkeit, Genauigkeit, einfachen Aufbau und leichte und schnelle Anwendung entspricht die eingangs erwähnte Widerstandsdifferenzmeßbrücke, die erfiiidungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein mit seinem Abgriff an einem Speisepunkt der Brücke gelegener Trimmerwiderstand zwei Zweige der Brücke verbindet und daß zwei weitere Zweige einerseits aus einem Festwiderstand und einem der zu vergleichendeii Widerstände, andererseits ans einem Schleifdrahtwi derstaiid, vorzugsweise von der doppelten Größe des Festwiderstandes, und dem andererl der zu vergleichenden Widerstände bestehen. An important piece of information within cable measurement is the wire balance test. The ohmic wire resistance of a telephone line must be within very narrow limits be equal to each other in order to avoid crosstalk to neighboring lines. If necessary, the wire resistances are increased with the help of additional resistors aligned with each other. The differences in resistance between the otherwise similar The cores of a cable are naturally not very large, but they should be as accurate as possible (on # 10 m #) can be determined. A known cable bridge solves this problem only badly once brings the relatively large zero resistance of your decade branch (about 30 m #) and its scattering due to the switching resistance a certain uncertainty in the result of the core difference measurement, and for others is the lowest resistance level in this bridge branch, accordingly the lowest resistance decade, already 100 m #. Smaller resistance values through interpolation Determining between the galvanometer readings is relatively time-consuming All requirements in terms of sensitivity, accuracy, simple structure and easy and quick application corresponds to the resistance differential measuring bridge mentioned at the beginning, which according to the invention is characterized in that one with its tap on one The trimmer resistor located at the feed point of the bridge connects two branches of the bridge and that two further branches on the one hand from a fixed resistor and one of the to comparendeii resistors, on the other hand derstaiid on a sliding wire resistor, preferably of twice the size of the fixed resistance, and that of the other to be compared Resistance exists.

Ilei der Anwendung als Adernvergleichsbrücke bilden zwei an die Klemmen für die zu vergleichenden Adern angeschlossene und am fernen Ende gesclileifte Kabeladern sowie zwei Verhältniswiderstände zusammen eine Wheatstonsche Brücke. Die Widerstände der angeschlossenen Adern werden im Innern der Brücke durch zwei Zusatzwiderstände vergrößert. When used as a wire comparison bridge, two form the terminals for the wires to be compared connected and clipped cable wires at the far end and two ratio resistances together form a Wheatstone bridge. The resistances the connected wires are inside the bridge through two additional resistors enlarged.

Von diesen beiden Zusatzwiderständen kann einer ein Schleifdrahtwiderstand von beispielsweise 2 # und der andere ein Festwiderstand von beispielsweise 1 # sein Steht der Schleifdrahtabgriff in der Mitte des Schleifdrahtes, so sind die beiden Zusatzwiderstände gleich groß. Das Brückengalvanometer ist stromlos, sofern die beiden Adernwiderstände gleich sind.One of these two additional resistors can be a sliding wire resistor of e.g. 2 # and the other a fixed resistance of e.g. 1 # If the grinding wire tap is in the middle of the grinding wire, they are two additional resistors same size. The bridge galvanometer is de-energized, provided the two wire resistances are the same.

Weichen die Ohmwerte der beiden Adern voneinander ab, so muß das Brückengleichgewicht durch Einschalteii von mehr oder weniger Schleifdrahtwiderstand herbeigeführt werden Der Widerstandsbetrag, um den die auf der Seite des Schleifdrahtwiderstandes angeschlossene Ader vergrößert bzw verkleinert werden muß, kann an einer Schleifdrahtskala unmittelbar in mQ abgelesen werden. Die Schleifdrahtskala kann zu diesem Zweck zu beiden Seiten der Mittelstellung des Abgriffes je eine lineare Teilung mit den Endwerten + 1000 mQ aufweisen. Das den beiden Skalenhälften zugeordnete Vorzeichen läßt dabei Rückschlüsse zu welche der beiden Adern den größeren Widerstand hat.If the ohmic values of the two wires deviate from one another, the bridge must be in equilibrium can be brought about by switching on more or less sliding wire resistance The amount of resistance by which the connected on the side of the sliding wire resistor If the wire has to be enlarged or reduced, this can be done directly on a sliding wire scale can be read in mQ. The grinding wire scale can be used on both sides for this purpose the middle position of the tap a linear division with the end values + 1000 have mQ. The sign assigned to the two halves of the scale allows conclusions to be drawn to which of the two wires has the greater resistance.

Das oben im Prinzip erläuterte Meßverfahren läßt nur dann befriedigend genaue Meßergebnisse erwarten, wenn die Gewähr dafür gegeben ist, daß der aus den beiden Verhältniswiderständen gebildete Quotient genau gleich 1 ist. Ist dies nicht der Fall, so können erhebliche Meßfehler auftreten, weil der Fehler der Verhältniswiderstände in die Messung eingeht. Das Widerstandsverbältnis der Vergleichswiderstände mit einem Fehler Null herzustellen, ist fertigungstechnisch nicht möglich. Außerdem muß noch mit einer gewissen zeitlichen Inkonstanz der abgeglichenen Widerstände gerechnet werden. Bin zweiter Grund für die Beschränkung der Abgleichgenauigkeit der Vergleichsviderstäiide liegt in den Streuungen von Übergangswiderständen eines zweipoligen Stufen schalters, der gestattet. verschiedene Unterteilungen der Vergleichswiderstände abzugreifen, um eine günstige Anpassung des Brückengaivanometers zu erreichen. Der Fehler der Vergleichswiderstände kann nun mit einem Trimmerwiderstand ausgeglichen werden, an dessen Abgriff einer der Brückenspeisepunkte liegt. Zweckmäßigerweise besteht dieser Trimmerwiderstand auch aus einem Schleifdraht. Die Schleifdrähte beider Widerstände können aus einer korrosionssi cheren Edehuetallegierung hergestellt sein, ebenso die Schleifer. Außer einem sehr kleinen Übergangsividerstand an den Kontaktstellen gewährleistet diese Edelmetallkombination auch eine außerordentlich kleine Streuung des Kontaktübergangswiderstandes. Für die Klemmen der zu vergleichenden Widerstände kann ein doppelpoliger Wendeschalter vorgesehen sein, der sehr zweckmäßig für die verschiedenen AIeßmethoden ist. The measuring method explained above in principle can only then be satisfactory Expect exact measurement results if there is a guarantee that the from the the quotient formed by the two ratio resistances is exactly equal to 1. Is not this If so, considerable measurement errors can occur because of the error in the ratio resistances is included in the measurement. The resistance ratio of the comparison resistances with Producing a zero error is not possible in terms of manufacturing technology. aside from that must still with a certain temporal inconsistency of the balanced resistances be expected. A second reason for the limitation of the alignment accuracy the comparative resistance lies in the scatter of contact resistances of a two-pole step switch that allows. different subdivisions of the comparison resistances in order to achieve a favorable adjustment of the bridge gaivanometer. Of the Errors in the comparison resistances can now be caused by a Trimmer resistance be compensated at the tap of one of the bridge feed points. Appropriately this trimmer resistor also consists of a sliding wire. The slip wires Both resistors can be made from a corrosion-safe Edehuetal alloy be, as are the grinders. Except for a very small transitional dividend to the This precious metal combination also ensures an extraordinary contact points small spread of the contact resistance. For the terminals of the to be compared Resistors can be provided a double pole reversing switch, which is very useful for the different eating methods.

Bin Verfahren zur Ermittlung einer Widerstandsdifferenz besteht darin. daß man aus den bei zwei verschiedenen Stellungen des Wendeschalters am Abgleichwiderstand abgelesenen Differenzwerten den arithmetischen Mittelwert bildet. Diesen Wert ordnet man mit dem Vorzeichen eines bei einer beliebigen Stellung des Wendeschalters abgelesenen Differenzwertes demjenigen zu vergleichenden Widerstand zu, mit dessen Kennzeichen die gewählte Wendeschalterstellung bezeichnet war. Bei dieser Methode brauchen die Vergleichswiderstände nicht mit Hilfe des Trimmerwiderstandes genau symmetriert zu werden. A method for determining a resistance difference consists in this. that from the two different positions of the reversing switch on the balancing resistor read difference values forms the arithmetic mean. Sorts this value one with the sign of a read off at any position of the reversing switch Difference value to that resistance to be compared, with its characteristic the selected reversing switch position was designated. With this method they need Comparative resistors not exactly balanced with the help of the trimmer resistor to become.

Fehler, die duch den eventuell vorhandenen Fehler des Vergleichswiderstandsvechältnisses zustande kornmen, können vernachlässigt werden. Soll eine größere Anzahl von Widerstandsdifferenzmessungen nacheinander durchgeführt werden, so lohnt es sich, die Brücke zuvor mit Hilfe des Trimmerwiderstandes so einzujustieren. daß das Verhältnis der Vergleichswiderstände genau 1 wird. Bin derartiger Meßfall liegt z. B. vor, wenn an einem neu verlegten, vielpaarigen Fernsprechkabel eine große Zahl von Aderdifferenzmessungen durchgeführt werden soll. Man erhält das Ergebnis dann aus jeweils einer einzigen Ablesung und spart außerdem die Rechenarbeit der Mittelwertsbildung. Das Einjustieren der Brücke geschieht mit Hilfe des Trimmerwiderstandes folgendermaßen: Nachdem ein beliebiges Aderpaar an die Meßklemmen angeschlossen ist (das Aderpaar muß am fernen Ende »geschleift« sein) und mit Hilfe des Anpassungsschalters die günstigste Galvanometeranpassung gefunden worden ist, wird der Wendeschalter abwechselnd in seine beiden Stellungen gebracht. In jeder Wendeschalterstellung wird die Brücke init Hilfe des Abgleichwiderstandes so oft auf Null abgeglichen, bis man mit Hilfe des jedesmal etwas nachgeregelten Trimmerwiderstandes die D iffereuzwerte betragsmäßig gleich groß erhält. Damit ist die Brücke symmetrisch zum Nullpunkt des Abgleichwiderstandes getrimmt.Errors caused by any errors in the comparison resistance ratio come about can be neglected. Should a larger number of resistance difference measurements are carried out one after the other, it is worthwhile to use the To adjust the trimmer resistance. that the ratio of the comparison resistances becomes exactly 1. Bin such a measurement case is z. B. before, if on a newly laid, multi-pair telephone cables performed a large number of wire difference measurements shall be. The result is then obtained from a single reading and also saves the arithmetic work of averaging. Adjusting the bridge happens with the help of the trimmer resistor as follows: After any Wire pair is connected to the measuring terminals (the wire pair must be "looped" at the far end be) and the most favorable galvanometer adjustment with the help of the adjustment switch has been found, the reversing switch is alternately in its two positions brought. In every reversing switch position, the bridge is activated with the help of the balancing resistor so often calibrated to zero, until one readjusted something with the help of each time Trimmer resistor keeps the difference in magnitude the same. So is the bridge is trimmed symmetrically to the zero point of the balancing resistor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer Zeichnung erläutert, doch soll diese Zeichnung die Ausführung der Erfindung nicht auf dieses eine Beispiel festlegen. An embodiment of the invention is based on a drawing explained, but this drawing is not intended to implement the invention on this set an example.

In der Zeichnung sind die beiden Kabeladern A, B an die Anschlußklemmen der Brücke angeschlossen. In the drawing, the two cable cores A, B are connected to the terminals connected to the bridge.

Die Anschlußklemmen können mit dem Wendeschalter K abwechselnd auf beide Brückenhälften geschaltet werden. In dem einen Brückenzweig liegt der Abgleidiwiderstand Z, im Parallelzweig der hierbei halb so große Festwiderstand W Der Abgleichwiderstand Z kann zum Ausgleich von kleinen, konstruktiv bedingten Fehlern durch einen Widerstand R4 teilweise überbrückt werden. Das Brückennull instrument G kann durch einen Anpassungsscbalter P an Unterteilungen der Vergleichswiderstände R1, R2 undR5 gelegt werden. Die Vergleicbswiderstände sind durch einen Trimmerwiderstand T miteinander verbunden, dessen Abgriff durch einen Schalter S mit einem Pol einer Speisebatterie verbunden ist. Der andere Pol der Batterie ist geerdet ebellso das geschleifte Ende der zu prüfenden Adern.The terminals can with the reversing switch K alternately both bridge halves are switched. In one branch of the bridge lies that Sliding resistance Z, in the parallel branch the fixed resistance W which is half as large in this case. The balancing resistance Z can be used to compensate for small, design-related errors with a resistor R4 can be bridged partially. The bridge zero instrument G can be adjusted through an adjustment switch P can be applied to subdivisions of the comparison resistors R1, R2 and R5. The comparison resistors are connected to each other by a trimmer resistor T, whose tap is through a switch S is connected to one pole of a supply battery. The other pole the battery is grounded at the same time as the looped end of the wires to be tested.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Resistance differential measuring bridge, preferably Wheatstone Bridge for checking the balance of cable cores, where two of each are shared Feed point outgoing branches have essentially the same resistance, thereby characterized in that a located with its tap at a feed point of the bridge Trimmer resistor connects two branches of the bridge and that two other branches on the one hand from a fixed resistor and one of the resistors to be compared, on the other hand from a sliding wire resistor, preferably twice the size of the fixed resistor, and the other of the resistances to be compared.

2. Resistance differential measuring bridge according to claim 1, characterized in that that the measuring diagonal is divided into several subdivisions by means of a double-pole step switch the fixed bridge branches can be created.

3. Resistance differential measuring bridge according to claim 1 or 2, characterized by a reversing switch for two terminals of the resistors to be compared.

4 @ Procedure for determining a resistance difference with the resistance difference measuring bridge according to one or more of the preceding claims. characterized in that the bridge is adjusted twice at different positions of the reversing switch and which is then formed from the absolute amounts of the difference values obtained arithmetic mean value with the sign of one of the difference values The resistance to be compared is added to which the selected difference value is also added is assigned.

5. Procedure for determining a resistance difference with the resistance difference measuring bridge according to claim 1, characterized in that for balancing a bridge feed point with regard to two branch resistors by means of a trimmer resistor under continued Switching over a terminal inverter and balancing the bridge of the tapping of the trimmer resistor Corrections are made until the difference amounts read off when the bridge is adjusted of resistances to be compared with each other for every position of the terminal turner are the same.