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Avchiv fiir 850 Geyger, Ein neuer Kompensationsschnellschreiber. Elektroteclmik. Fehlwinkel eingehalten werden kann, dab man aber immer einetl konvergenten Ab- gleieh erh~ilt, wenn diese Fehlwinkel positiv bleiben 1. Der PhaseIlwinkel zwisehen (/)'1 und r d. h. der Kreuzungswinkel der beiden Richtvektoren, soll ann~ihernd 900 betragen. Die Einstellung der Phasen yon I 1 und 12 wird mit einem Drehfeld- Phasenregler oder mit Hilfe besonderer, aus Widerst~inderl, Kapazit~iten und Induk- tivit~iten zusammengesetzter Kunstschaltungen vorgenommen. Die besehriebenerI Met3artordnungen wurden mit Niederfrequenz (50 Hz) er- probt und haben sich sehr gut bew~thrt. Es ist ohne weiteres mOglic-~-, such mit hSheren Frequenzen (z. B. 800 Hz) zu arbeiten, werm der RShrenverstfirker ur~d die Wick- lungen der Zfihlermet3werke entsprechend abge~indert werden. 1 I-I. Poleck, a. a. 0., S. 495--497. Ein neuer Kompensationsschnellschreiber ffir Gleichstrom- messungen. Von Wilhelm (teyger, Berlin. (Mitteilung aus dem WerIlerwerk iv[ der Siemens & Halske A.G. in Siemensstadt.) (Eingegangen am: 10. September 1935.) Inhalt: Es wird ein einfacher Kompensationstinteiisehreiber mit grot3er EinstelIgesehwindigkeit (Einstellzeit etwa 1--2 sec) beschriebeii, der sehr kleine Strom- und Spannungswerte (GrSfJenordnung o,~ mA bzw. 1 mV) naeh der Kompensationsmethode ohne Energieverbrauch zu messen und fort- laufend aufzuzeiehnen gestattet. Das im GMchstromkompensationskreis liegende Drehspulnull- instrument steuert eine stetig regelbare GegeniiiduktivitS~t yon besonderer Bauart (,,Suehspule"), die fiber einen weehselstromgespeisten RShrenverst~trker ein mit einer Sehleifdrahtanordnung und mit der Sehreibvorriehtung mechaniseh gekuppeltes, als Umkehrmotor wirkendes InduktioiiszSohler- met3werk so beeinflut3t, daf3 der Gleichstromkompensatioiiskreis stromlos wird. Da die jeweilige Dreh- gesehwindigkeit tier Ankerscheibe dieses Met3werkes der jeweiligen Abweiehuiig vom Kompensations- zustand proportional ist, 15~uftdie Ankerseheibe um so langsamer, je n52aer der voii ihr bewegte Sehleif- kontakt an die Kompensationseillstellung herankommt. Hierdurch ist ein l~berschwingen oder Pendeln der mit dem Sehleifkontakt gekuppelteii Sehreibfeder ausgesehlossen. Aufgabe. Mit selbstt~itiger Abgleichung arbeitende Gleichstromkompensationsapparate werden, insbesondere bei Temperaturmessungen mit Thermoelementen oder Wider- standsthermometern, als Relaisschreibger~ite 1 in weitem Umfang angewendet und such bei Kompensationsfernme.t3einrichtungen 2 benutzt. Derartige Apparate beruhen darauf, dat3 das im Nullzweig liegende Drehspulgalvanometer tiber eine mechanische oder elektrische Relaiseinrichtung (z. B. Fallbfigelmechanismus, Maximal- uild Minimal- kontakte oder Photozellen) mit einem Umkehrmotor oder Umkehrgetriebe eine zur Herbeiftihrung des Kompensationszustandes dienende Schleifdrahtanordrmng so be- einflufit, dab der Nullzweig stromlos wird. Die bekannten Ausftihrungsformen der Vgl. z. t3. G. Keinath, Elektrische Temperaturmel3gerXte, S. 208--212. Mtinchen: R. Oldenbourg 1923. -- Siemens-Kompensograph. Arch. techn. Mess. J 034--2 (Januar 1933). - p. A. Borden u. 1V[. F. Behar, Recording Electrical Instruments (Relay Types). Instruments Pittsb. Pa. ]3d. 8 (1935) Nr. 1 u. 2 S. 7--14 u. 34--44. Vgl. z. ~B. M. Schleicher, Die elektrische Fernfiberwachung und Fernbedienung Stir Starkstromanlagen und Kraftbetriebe, S. 36--38. Berlin: Julius Springer i932. -- W. StX b- lein, Die Technik der Fernwirkanlagen, S. 20--30. Mfinchen: R. Oldenbourg 1934.

Ein neuer Kompensationsschnellschreiber für Gleichstrommessungen

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Page 1: Ein neuer Kompensationsschnellschreiber für Gleichstrommessungen

Avchiv fiir 850 G e y g e r , E i n n e u e r K o m p e n s a t i o n s s c h n e l l s c h r e i b e r . Elektroteclmik.

Fehlwinkel eingehalten werden kann, dab man aber immer einetl konvergenten Ab- gleieh erh~ilt, wenn diese Fehlwinkel p o s i t i v bleiben 1. Der PhaseIlwinkel zwisehen (/)'1 und r d. h. der Kreuzungswinkel der beiden Richtvektoren, soll ann~ihernd 900 betragen. Die Einstellung der Phasen yon I 1 und 12 wird mit einem Drehfeld- Phasenregler oder mit Hilfe besonderer, aus Widerst~inderl, Kapazit~iten und Induk- tivit~iten zusammengesetzter Kunstschaltungen vorgenommen.

Die besehriebenerI Met3artordnungen wurden mit Niederfrequenz (50 Hz) er- probt und haben sich sehr gut bew~thrt. Es ist ohne weiteres mOglic-~-, such mit hSheren Frequenzen (z. B. 800 Hz) zu arbeiten, werm der RShrenverstfirker ur~d die Wick- lungen der Zfihlermet3werke entsprechend abge~indert werden.

1 I-I. P o l e c k , a. a. 0 . , S. 495- -497 .

Ein neuer Kompensationsschnellschreiber ffir Gleichstrom- messungen.

Von

Wilhelm (teyger, Ber l in .

(Mi t t e i lung aus d e m W e r I l e r w e r k iv[ der S iemens & H a l s k e A.G. in S i emenss t ad t . )

(E ingegangen a m : 10. S e p t e m b e r 1935.)

Inhalt: Es wird ein einfacher Kompensationstinteiisehreiber mit grot3er EinstelIgesehwindigkeit (Einstellzeit etwa 1--2 sec) beschriebeii, der sehr kleine Strom- und Spannungswerte (GrSfJenordnung o,~ mA bzw. 1 mV) naeh der Kompensationsmethode ohne Energieverbrauch zu messen und fort- laufend aufzuzeiehnen gestattet. Das im GMchstromkompensationskreis liegende Drehspulnull- instrument steuert eine stetig regelbare GegeniiiduktivitS~t yon besonderer Bauart (,,Suehspule"), die fiber einen weehselstromgespeisten RShrenverst~trker ein mit einer Sehleifdrahtanordnung und mit der Sehreibvorriehtung mechaniseh gekuppeltes, als Umkehrmotor wirkendes InduktioiiszSohler- met3werk so beeinflut3t, daf3 der Gleichstromkompensatioiiskreis stromlos wird. Da die jeweilige Dreh- gesehwindigkeit tier Ankerscheibe dieses Met3werkes der jeweiligen Abweiehuiig vom Kompensations- zustand proportional ist, 15~uft die Ankerseheibe um so langsamer, je n52aer der voii ihr bewegte Sehleif- kontakt an die Kompensationseillstellung herankommt. Hierdurch ist ein l~berschwingen oder Pendeln der mit dem Sehleifkontakt gekuppelteii Sehreibfeder ausgesehlossen.

Aufgabe. Mit selbstt~itiger Abgleichung arbeitende Gleichstromkompensationsapparate

werden, insbesondere bei Temperaturmessungen mit Thermoelementen oder Wider- standsthermometern, als Relaisschreibger~ite 1 in weitem Umfang angewendet und such bei Kompensationsfernme.t3einrichtungen 2 benutzt. Derartige Apparate beruhen darauf, dat3 das im Nullzweig liegende Drehspulgalvanometer tiber eine mechanische oder elektrische Relaiseinrichtung (z. B. Fallbfigelmechanismus, Maximal- uild Minimal- kontakte oder Photozellen) mit einem Umkehrmotor oder Umkehrgetriebe eine zur Herbeiftihrung des Kompensationszustandes dienende Schleifdrahtanordrmng so be- einflufit, dab der Nullzweig stromlos wird. Die bekannten Ausftihrungsformen der

Vgl. z. t3. G. K e i n a t h , E l ek t r i s che Tempera turmel3gerXte , S. 208- -212 . Mt inchen : R. O l d e n b o u r g 1923. -- S i e m e n s - K o m p e n s o g r a p h . Arch . t echn . Mess. J 0 3 4 - - 2 ( J a n u a r 1933). - p . A. B o r d e n u. 1V[. F. B e h a r , R e c o r d i n g E lec t r i ca l I n s t r u m e n t s (Re lay Types) . I n s t r u m e n t s P i t t sb . Pa . ]3d. 8 (1935) Nr . 1 u. 2 S. 7 - - 1 4 u. 34 - -44 .

Vgl. z. ~B. M. S c h l e i c h e r , Die e lek t r i sche F e r n f i b e r w a c h u n g u n d F e r n b e d i e n u n g Stir S t a r k s t r o m a n l a g e n u n d K r a f t b e t r i e b e , S. 36 - -38 . Be r l i n : Ju l ius Spr inger i932. - - W. S tX b - l e i n , Die T e c h n i k de r F e r n w i r k a n l a g e n , S. 20 - -30 . Mf inchen : R. O l d e n b o u r g 1934.

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XXIX. Band, I935. Geyger, Ein neuer Kompensationsschnells.hreiber. 851

mit solchen Hilfsmitteln versehenen Kompensationstintenschreiber haben infolge der aus ihrem Meg- bzw. Konstruktionsprinzip (sog. Nachlaufsteuerung) sich ergebenden Eigenschaften (z. B. schrittweise Einstellung bei Fallbiigelinstrumenten) eine geringe Einstellgeschwindigkeit; die Einstellzeit betr~gt im allgemeinen etwa 15--30 sec, ist also ungefiihr 10--20real so grofi wie bei den gew6hnliehen Ausschlaginstrumenten.

Neuerdings wird nun oft (z. B. bei Messungen mit Photozellen oder Strahlungs- pyrometern) die Aufgabe gestellt, die Einstellgeschwindigkeit der den Kompensations- tintenschreiber bet~itigenden Nachlaufsteuerung so grofi zu machen, dab die Einstell- zeit h0ehstens etwa 2 see betr~tgt, wobei ein LIberschwingen oder Pendeln der Schreib- feder nicht auftreten daft. Diese Aufgabe ist zuerst durch den ,,Speedomax"-Schnell- schreiber 1 der Leeds & Northrup Co., Philadelphia, Pa., gelSst worden, der folgender- mal3en arbeitet: Die zu messende, beispielsweise yon einem Thermoelement erzeugte EMK wird selbstt~ttig kompensiert durch eine stetig regelbare Vergleichspannung, die als Spannungsabfall an einem Sehleifdraht abgegriffen wird, in dem ein unver- finderlieher Hilfsstrom fliefit. In den Nullstromkreis ist (an Stelle des im allgemeinen gebr~iuehlichen Drehspulgalvanometers) ein Kohlemikrophon eingeft~gt, das mittels einer vom Wechselstromnetz elektromagnetisch erregten Membran so beeinfluf3t wird, dab sein Widerstand sich mit der Netzfrequenz periodisch '~tndert. Der bei einer Abweichung vom Kompensationszustand im Nullstromkreis auftretende, dem jeweiligen Unterschied zwischen der zu messenden EMK und der Vergleichsspannung proportionale Ausgleichsstrom, der dutch die periodischen Widerstands~inderungen des Mikrophons mit der Netzfrequenz moduliert wird, durchfliet3t die Prim~irwieklung eines kleinen Transformators, in dessen Sekund~irwicklung somit eine der Wechsel- stromkomponente des Ausgleichstromes entsprechende Wechselspannung induziert wird. Diese Wechselspannung, deren Phasenlage yon der Riehtung des Ausgleich- stromes (Richtung der Abweichung vom Kompensationszustand) abh~ingig ist, wird durch einen RShrenverst~irker verst~irkt und fiber einen Transformator mit in der Mitre angezapfter Sekundfirwicklung den Gittern zweier ThyratronrOhren zugeftihrt, yon denen (je naeh der Richtung der Abweichung yore Kompensationszustand) die eine oder andere den zur Steuerung der Sehleifdrahtanordnung (Einstellung der Ver- gleiehspannung) und der Schreibvorriehtung dienenden HauptschluBmotor mit Vor- oder Riickwfirtsfeldwicklung einschaltet. Ein Uberschwingen der mit groBer Ge- schwindigkeit sich bewegenden Schreibfeder, die durch den trfigheitsbehafteten Hauptschlugumkehrmotor hervorgerufen werden k0nnte, wird dadurch vermieden, dab ein kleiner, mit dem Motor starr gekuppelter Oleiehstromgenerator (Tachometer- dynamo) in den Nullstromkreis eine Hilfs-EMK hineinschickt, die der jeweiligen Drehgeschwindigkeit des Motors proportional ist. GrOfie und Vorzeichen dieser Hilfs- EMK sind so gew~ihlt, dab die Sehreibfeder nicht fiber den Sollwert der Einstellung hinaussehwingt, naehdem sie in etwa 2 see fiber die ganze Schreibfl~iche gelaufen ist.

Das beschriebene Mefiprinzip ffihrt zu einer ziemlieh komplizierten und verh~iltnis- rn/il3ig kostspieligen Apparatur. Einfacher ist der yon der Westinghouse Elec. & Mfg. Co., Newark, N. J., geschaffene Tintenschreiber mit ROhrenverst/irker (,,Elec- tronic Recorder") ~ gebaut, bei dem die Schreibfeder ohne merkbare Verz6gerung den Ausschlags~inderungen eines empfindlichen Mefiger/ites (z. B. Drehspul-Strom- oder Spannungsmesser) zu folgen vermag, wobei die Einstellzeit bei aperiodischer Dfimpfung etwa 1,3 sec betrfigt. Diese Einriehtung hat aber den Nachteil, dab der zu messende Strom bzw. die zu messende Spannung n a e h d e m A u s s e h 1 a gv e r f a h r e n, also mit einem bestimmten Energieverbrauch gemessen wird, w~ihrend die vorliegende

1 ,,High-speed recording potentiometer for small D. C. voltages." J. sci. Instrum. Bd. 11 (1934) Nr. 12 S. 400--401. -- Instruments, Pittsb. Pa. 13d. 6 (1933) Nr. 11 S. 211.

H. L. Bernarde u. L. J. Lunas, A new Electronic Recorder. Eleetr. Engng. Bd. 52 (1933) S. 168--170. -- Instruments, Pittsb. Pa. Bd. 6 (1933) Nr, 5 S. 105. -- Referat Elektro- techn. Z. Bd. 55 (1934) S. 1104.

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Archiv ffir 852 Geyger, Ein neuer Kompensationsschnellschreiber. Elektrotechnik.

Aufgabe darin besteht, die Strom- oder Spannungsmessung ohne Energieverbrauch nach der K o m p e n s a t i o n s m e t h o d e durchzuftihren.

Eine einfache und zweckm~iBige L6sung dieser Aufgabe ergibt sich, wenn man den vom Verfasser ftir die selbsttfitige Abgleichung yon W e c h s e l s t r o m k o m p e n - sations- und Brtickenschaltungen entwickelten Kompensationstintenschreiber 1 in Verbindung mit der im folgenden angegebenen Zusatzeinrichtung benutzt, die auf Glei c hs t r omkompensationsmessungen tiberzugehen erm0glicht.

Beschreibung der Mellanordnung. Der neue Kompensationsschnellschreiber 2 beruht darauf, dab das im Gleichstrom-

kompensationskreis liegende Drehspulnullinstrument eine stetig regelbare Gegen- induktivitfit steuert, die fiber einen wechselstromgespeisten R0hrenverst~irker ein mit

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Bild 1. Aufbau der vom Drehspulnull- instrument gesteuerten regel-

baren Gegeninduktivit/i~c.

einer Schleifdrahtanordnung und mit der Schreibvorrich- tung mechanisch gekuppeltes, als Umkehrmotor wirken- des Induktionsziihlermefiwerk so beeinftut3t, dab der Gleichstromkompensationskreis stromlos wird. Da die jeweilige Drehgeschwindigkeit der Ankerscheibe dieses MeBwerkes der jeweiligen Abweichung vom Kompen- sationszustand proportional ist, l~iuft die Ankerscheibe mn so Iangsamer, je nfiher der yon ihr bewegte Schleif- kontakt an die Kompensationseinstellung herankommt. Hierdurch ist ein 121berschwingen oder Pendeln der mit dem Schleifkontakt gekuppelten Schreibfeder ausgeschlossen.

Bild 1 zeigt den Aufbau der regelbaren Gegeninduk- tivit~it, deren Prim~irspulen S~ und S~' yon einem Wechselstrom Is (z. B. 50 Hz) durchflossen werden, der in der gemeinsamen Sekundiirspule S 2 eine EMK (Es) induziert. Die GrOBe dieser EMK ist yon der Sthrke des Stromes Is, yon der Kr, eisfrequenz mund yon der Gegen- induktivit~it M zwischen S'1, S' 1' und $2, d.h. yon der Lage der kleinen, aus dtinnstem Kupferdraht gewicke!ten Flachspule S~ (Gewicht etwa 20 rag) abh~ingig (Es = I s . e ) 'M) , die fiber einen Hebelarm H mit der Dreh- spule D des im Gleichstromkompensationskreis liegenden

Drehspulnullinstrumentes verbunden ist. Die einzelnen Spulen sind nach Bild 1 an die Anschlufiklemmen 1 . . . 6 angelegt.

Die Primfirspulen S[ und S" 1' sind so geschaltet, dag die die Luftspalte der beiden lamellierten Eisenkhrper K', K" durchsetzenden magnetischen Fltisse e n t g e g e n - g e s e t z t g e r i c h t e t sind. Stehen Drehspule D und Flachspule S2 in ihrer in Bild 1 gekennzeichneten Mittellage, so heben sich infolge der Symmetrie der Anordnung die Induktionswirkungen der Spulen S t und S' 1' auf S 2 gegenseitig auf; die in S 2 induzierte resultierende EMK ist dann gleich Null. Wird nun S 2 aus der Mittellage nach l inks abgelenkt, so wird die Wirkung yon S~ st~irker und die yon S~' schwticher; umgekehrt wird, wenn S 2 nach r e c h t s abgelenkt wird, die Wirkung yon S t' st~irker und die yon S~ schwlicher. Bei Ablenkung yon D und S 2 aus der Mittellage wird demzufolge in S~ eine EMK induziert, deren Gr6t3e und Richtung yon der St~irke und Richtung der Ablenkung abhfingig ist. Fiir k l ein e Ablenkungswinkel (etwa ~ 5 ~ ergibt sich eine angen~ihert l ine are Beziehung zwischen dem Ablenkungswinkel aus der Mittellage und der dazugeh6rigen EMK. Die in Bild 1 dargestellte Anordnung

1 W. G e y g e r , Selbstt~it ige A b g l e i c h u n g yon k o m p l e x e n Kompensa~cions- u n d t3ri icken- schal~mngen mi• p h a s e n a b h i i n g i g e n Nul l -Motoren . Arch . E l e k f r o t e c h n . Bd. 29 (1935), S. 8 t0 -848 .

DIRP. angemeldetc.

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XXIX. Band. ~935. Geyger, Ein neuer Kompensationsschnellschreiber. 853

hat die Kurzbezeichnung ,,Suchspule" erhalten, weil mit ihr bestimmte Kompen- sationszust~inde aufgesucht werden und weil die Flachspule S 2 durch die Wirkung der mit ihr zusammenarbeitenden Nachlaufsteuerung selbstt~itig diejenige Einstellung aufsucht, bei der der gewiinschte Kompensationszustand eintritt.

In Bild 2 ist als e r s t e s A n w e n d u n g s b e i s p i e l das Prinzip eines zur Messung kleiner Spannungen (Spannung U 1 des Thermoelementes Th) dienenden Kompen- sationsschnellschreibers dargestellt. Die zu messende Spannung U 1 wird bier selbst- t~itig kompensiert durch eine an der Br/ickenschal- tung R 1 R2 R3 R~ RrRs ab-

genommene Vergleich- spannung U~, deren GrSfJe einerseits yon der Ein- stellung des Schleifkon- taktes K am Schleifdraht Rs und andererseits yon dem die Brticke durch- fliefienden Gleichstrom IM abhfingig ist. Dieser Strom mug daher in der iiblichen Weise mit Hilfe des Regulierwiderstandes RM und des Kontroll-

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:Bild 2. Schaltung des Kompensationsschnellschreibers zur Messung kleiner Spannungen (,,Spannungskompensation").

5' [~1 tl

instrumentes M auf den der Eichung entsprechenden Wert eingestellt oder mit einem Spannungsgleichhalter konstant gehalten werden. Der der Temperatur der kalten Enden des Thermoelementes Th ausgesetzte temperaturempfindliche (z. B. Kupfer-) Widerstand Rr dient zum setbsttfitigen Ausgleich der Temperatur der kalten Enden.

Ist die Kompensationsschaltung abgeglichen (Strom Iu in der Drehspule D des Nullgalvanometers N gleich Null), so ist der vom Schleifkontakt K am Schleifdraht Rs jeweils wirksam gemachte Teilwiderstand r bzw. der diesem Teilwiderstand ver- hfiltnisgleiche Ausschlagwinkel ~ der Schreibvorrichtung den beiden gegeneinander kompensierten Spannungen U 1 und U~ proportional (U 1 = U2) , die der zu messenden Temperatur entsprechen. Wenn nun durch eine Temperatur~inderung der Kompen- sationszustand gest6rt wird, so schl~igt die Drehspule D infolge des dann auftretenden Ausgleichstromes ID (in dem der Richtung der GleichgewichtsstSrung entsprechenden Sinn) aus und verursacht dadurch das Auftreten einer EMK (Es) in der yon ihr ge- steuerten Flachspule S 2. Da der Ausschlagwinkel der Drehspule D der jeweiligen Abweichung vom Gleichgewichtszustand proportional ist, so sind Eingangsspannung Es und Ausgangsstrom I des R6hrenverst~rkers K dieser Abweichung (bei der Klein- heit der in Betracht kommenden Ausschlagwinkel yon D urtd S 2 sehr angen~ihert) proportional. Die Ankerscheibe A des durch den Bremsmagneten B stark ged~impften Induktionsz~ihlermel3werkes, dessen Spannungswicklung Su yon der Wechselstrom- netzspannung U fremderregt wird, l~iuft infolgedessen nach rechts oder links mit einer Geschwindigkeit, die dem in der Stromwicklung Sx flietlenden Strom [ bzw. der Abweichung vom Kompensationszustand proportional ist, und bewegt den Schleif- kontakt K in Richtung der angestrebten Kompensationseinstellung. Je nfiher K an diese Einstellung herankommt, desto langsamer l~iuft die Ankerscheibe, ein lJber- schwingen oder Pendeln der mit dem Schleifkontakt gekuppelten Schreibfeder kann also nicht auftreten. Bei abgeglichener Meganordnung ist der Drehspulstrom ID gleich Null, die Spannung U 1 wird durch , , S p a n n u n g s k o m p e n s a t i o n " , d. h. ohne S t r o m v e r b r a u c h gemessen.

Bild 3 zeigt als z w e i t e s A n w e n d u n g s b e i s p i e l die Schaltweise eines zur Messung schwacher Str0me dienenden Kompensationsschnellschreibers, die auf der

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Archiv fiir 854 Geyger, Ein neuer Kompensationsschnellschreiber. Elektroteehnik.

von L. Merz und J. S t a n e k angegebenen ,,Saugschaltung" beruht. Der zu messende, der Drehspule D des Nullgalvanometers N zugeffihrte Gleichstrom I l wird kompensiert durch den die Drehspule D in entgegengesetzter Richtung durchflief3enden Vergleichs- strom f~, der durch die vom Induktionsz~ihlermefiwerk A, B, Su, S• gesteuerte Schleifdrahtanordnung RsK selbstt~itig so einreguliert wird, daft der Drehspulstrom Iv = I t - f2 gleich Null wird. Der den Sehleifdraht Rs durchfliefiende Gleichstrom IM mug mit Hilfe des Regulierwiderstandes R~ und des Kontrollinstrumentes M auf den der Eichung entsprechenden Wert eingestellt oder durch einen Spannungsgleich-

2 ]3ild 3. Schaltung des Kompensationsschnellschreibers zur Nlessung schwacher S%r6me (,, Stromkompensation").

halter konstant gehalten werden. Der im hochohmigen Drehspul- vorwiderstand Rv fliet3ende Ver- gleichstrom I S ist gegentiber dem Met?strom I~ sehr klein (I 2 1/100. fM) und infolgedessen dem yore Schleifkontakt K an Rs je- weils wirksam gemachten Teil- widerstand r bzw. dem diesem Teilwiderstand verh~iltnisgleiehen Ausschlagswinkel ~ der mit K gekuppelten Schreibvorrichtung proportional. Bei dieser Met3an- ordnung, die -- im Gegensatz zu

der Einrichtung nach Bitd 2 -- mit , , S t r o m k o m p e n s a t i o n " arbeitet, tritt nach der Abgleichung (fD = I 1 - 12 = 0) an der Drehspule D kein Spannungsabfall auf, und somit wird der den Strom I 1 ftihrende Met3kreis durch die Met3ordnung n i c h t belastet, d.h. die Strommessung erfolgt v e r l u s t l o s .

Die in Bild 3 dargestellte Met3einrichtung kann nicht nur far Strommessungen, sondern aueh zur Aufzeichnung jeder anderen Mefigr6fie, die sich in ein ihr verh~iltnis- gleiches mechanisches Drehmoment umformen lfigt, benutzt werden. In diesem Fall wird die vom Strom ]2 durchflossene Drehspule D mit der Achse, auf die das zu messende Drehmoment einwirkt, lest gekuppelt. Wenn dieses gleieh dem vom Strom 12 erzeugten Drehmoment von D ist, so sind Eingangsspannung Es und Aus- gangsstrom f des R6hrenverst~irkers V gleieh Null, und es ist dann der Teilwiderstand r bzw. der Aussehlagswinkel e der Schreibvorrichtung diesem Drehmoment bzw. der ihm entsprechenden Met3gr6fie proportional. Das mit der Drehspule D gekuppelte Met3ger~it kann an sich yon beliebiger Art sein und z. B. aus einem Wattmeter oder Druckmesser bestehen.

Eigenschaften der Meflanordnung. Der R O h r e n v e r s t f i r k e r (1 Gleichrichterrohr ffir NetzanschluB, 2 Verst~rker-

r6hren) ist bei einer Eingangsspannung (Es) yon etwa 0,5 V roll ausgesteuert und erzeugt hierbei einen Ausgangsstrom (I) von etwa 50 mA (Ausgangsleistung etwa 1 Watt). Die Eigenschaften des Verst~irkers (Kennlinien, Verstfirkungsfaktor usw.) und die betriebsmagigen Spannungs- und Frequenzschwankungen des Wechselstrom- netzes haben, da es sich um reine Nultmethoden handelt, grunds~itzlich keinen Einflufi auf die Einstellung der Sehreibfeder; sie beeinflussen lediglich (in praktisch durchaus zul~issigem MaBe) die Gr6t3e des auf die Ankerseheibe (A) einwirkenden Drehmomentes und somit die Einstellzeit der Schreibfeder, die ungef~ihr 2 sec betrfigt. Eine elektro- dynamische Rt~ckwirkung der Gegeninduktivit~it auf die Drehspule kann nicht auf- treten, weil die Flachspule mit dem Gitter der ersten Verst~irkerr6hre verbunden ist und somit praktisch stromlos bleibt.

Das bei roll ausgesteuertem Verstfirker (Es ~ 0,5 V) auf die Ankerseheibe A einwirkende D r e hm om e n t yon etwa 50 gcm erm6glicht, mit sehr kr~iftigen Sehreib-

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X X l X . Band. x9S5. H a r t m a n n , W e l l e n s t r a h l k o m m u t a t o r zur E r z e u g u n g yon Gle ichs t r6men. 855

gefiiten zu arbeiten. Bei dem benutzten Ubersetzungsverh~iltnis des Zahnradgetriebes zwischen Ankerscheibe und Schreibvorrichtung ist das bei Es = 0,5 V an der Schreib- feder wirksame Drehmoment ungefahr gleich 1000 gcm, also etwa 100mal so grofl wie bei den in der Starkstromtechnik gebr~iuehlichen Tintenschreibern. Als L e n k e r - m e e h a n i s m u s 1 kann entweder ein Ellipsenlenker oder ein sog. Schreibwagen vor- gesehen werden. Der zur Abgleichung des Gleiehstromkompensationskreises dienende S e hl eif d r a h t wird zweekm~igig als ,,Raupenwiderstand" ~ ausgeffihrt.

Die erw~ihnte E i n s t e l l z e i t yon etwa 2 see dfirfte in den meisten FSAlen aus- reiehen, doch kann man sie dutch entspreehende Ab~inderung des Ubersetzungsver- hgltnisses im Zahnradgetriebe bis auf etwa 1 see herabsetzen. Es l~igt sich dabei, je naeh der Stfirke des b enutzten Bremsmagneten (B) j eder gewansehte D~impfungs - g r ad erreichen. Die Zeigerbewegung eines derartigen KompensationsschnelIsehreibers erfolgt genau wie bei gewOhnlichen Ausschlaginstrumenten.

Wenn man die Schreibvorriehtung durch eine Schreibwalze mit Registrier- papier ersetzt, fiber dem sich eine yon einem zus~itzlichen (z. B. Drehspul-) Meflwerk bet~itigte Schreibfeder bewegt, so gelangt man zu einem einfaehen K o o r d i n a t e n - t i n t e n s e h r e i b e r ffir Oleichstrommessungen. A n z e i g e i n s t r u m e n t e k6nnen hier mit einer groBen, z. B. 270 Winkelgrad umfassenden Skala versehen werden, die auf grOfiere Entfernungen ablesbar ist (beispielsweise ffir Temperaturmessungen mit Thermoelementen oder Strahlungspyrometern).

Das A n w e n d u n g s g e b i e t des beschriebenen Kompensationsschnellsehreibers ist auBerordentlieh grog, da der Apparat ganz allgemein kleine Strom- und Spannungs- werte (GrOfienordnung 0,1 mA bzw. 1 mV) naeh der Kompensationsmethode a ohne Energieverbrauch zu messen und mit Tintenschrift fortlaufend aufzuzeiehnen gestattet. In Verbindung mit Mefigleichrichtern kann er auch zur Untersuchung yon Weehsel- strommefigrOBen benutzt werden.

1 Vgl. G. K e i n a t h , Die Teehnik e lekt r ischer MeBgergte, Bd. 1, 3. Aufl. , S. 383--386. Miinchen: R. Oldenbourg i928.

Vgl. G. K e i n a t h , a. a. O. t3d. 2, S. 192. 8 Zusamm enfa s sende Dars te l lung : J . K r 6 n e r t , MeBbrticken und K o m p e n s a t o r e n , Bd . 1.

Mfinchen: R. Oldenbourg 1935.

Der Wellenstrahlkommutator als Mittel zur Erzeugung und Umformung yon GleichstrOmen grol er IntensitiR, grol er

Leistung und hoher Spannung. Von

Julius Har/manu, Kopenhagen.

(Eingegangen am: 5. September 1935.)

Inhalt: Der Zweck des Aufsatzes ist es, zu erkl~iren, worauf es beruht, dab man unter Anwendung des sog. Quecksilberwellenstrahles imstande ist, rein meehanische Synchronkommutatoren mit nut einem Queeksi]berstrahl fiir StrSme bis fiber lOOO A, Leistungen bis tiber loo kW und ftir Spannungen bis mehrere Hundert Volt zu bauen.

Die Antwort dieser Frage liegt hauptsiichlich darin, dab der Wellenstrahlkommutator ein in der Elektrotechnik ganz neues Prinzip verwirklicht: das P r i n z i p der f u n k e n u n a b h ~ t n g i g e n Kom- m u t a t i o n . Es ist das Kennzeichen dieses Prinzipes, im Gegensatz zu dem alten Prinzip mechanischer Kommutierung, auf dem die Erzeugung und Umformung yon Oleichstrom seit den Tagen F a r a d a y s hauptsgchlich beruht hat, dab man den Kommutierungsfunken vernachlgssigt und vernachl~issigen kann.

Dies ist durch eine Reihe yon MaBnahmen ermSglicht worden, die in dem Aufsatz einzeln er- liiutert werden.

Arehiv f. Elektrotechnik. XXlX. Band. I2. Heft. 58