DE938202C

DE938202C - Universalroehrenvoltmeter

Info

Publication number: DE938202C
Application number: DEF1237A
Authority: DE
Inventors: Ernst Alfred Frommhold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-04-12
Filing date: 1950-04-12
Publication date: 1956-01-26

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.
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.
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.
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.
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.
Das Triodensystem der Röhre V bildet den Kern der Schaltung des umgekehrten Röhrenvoltmeters.
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.
Die Ergänzung dieser Grundschaltung zu einem Universalröhrenvoltemeter erfolgt in diesem Beispiel zunächst durch Anschluß einer Hilfsspannung 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).
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.
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.
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.
Der Widerstand R I soll den Innenwiderstand des Meßgleichrichters bei der Kapazitätsmessung festlegen.

Claims

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.
2. Universalröhrenvoltmeter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zu Wechselspannungsmessungen gen mit einem Meß gleichrichter versehen ist.
3. UNiiversalröhrenvoltmeter nach ANspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßröhre eine Verbundröhre (V) verwendet wird, die gleichzeitig die Gleichrichtung der Meßspannung übernimmt.
4. Uni. ver. slalröhrenvoltmetezr nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem Siebglied die statische Messung von Gleichspannungen vorgenommen wird.
5. Universlaröhrenvoltmeter nach Anspruch 1 Ns 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßbereicherweiterung durch stufenweise Änderung der Empfindlichkeit des Strommessers (M) erzielt wird.
6. Universalröhrenvoltmeter nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anlegen einer Hilfsspannung (B 1) die Messung extrem hoher Widerstände ermöglicht wird.
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,
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.