Messgerät - Elektrotechnik
Hartmann & Braun - Frankfurt a/M.
Hartmann & Braun Frankfurt a/M Bild 479
Herstellungsjahr: 1928
Bezeichnung: Zungen – Frequenzmesser nach Kempf.
Beschreibung: Ein Zungenfrequenzmesser ist ein elektromechanisches Messgerät zur
Bestimmung der Frequenz einer Wechselspannung.
Er unterscheidet sich durch seine Funktionsweise ( mehrere Biegeschwinger, die jeweils einzeln in Resonanz geraten ) und dadurch eingeschränkten Messbereich von anderen digitalen und analogen Frequenzmessern.
Der Zungenfrequenzmesser nach Hartmann – Kempf ist im Schnitt siehe Bild 1 dargestellt. Eine Anzahl Stahlzungen 1 ist in einem Halter 2 festgeklemmt. Sie tragen an ihrem rechten Ende eine kleine, weiß lakierte Fahne 3, die im Ausbruch einer Skala steht und im Bild 4 von vorn gesehen gezeichnet ist.
Zwischen der oberen und unteren Reihe der Stahlzungen Bild 1 steht ein Elektromagnet 4, durch dessen Wicklung 5 ein Wechselstrom von der Frequenz ( f ) fließt.
Die Kraftlinien des Magnetfeldes schließen sich zum Teil über die Stahlzungen; bei jedem Wechsel werden die Zungen einmal etwas angezogen mit einer Kraft, die eine mit dem bloßen Auge nicht sichtbare Durchbiegung der Zunge zur Folge hat. Diese kleine Kraft reicht aber aus, um diejenige Zunge, deren Eigenschwingungszahl mit der Wechselzahl des Elektromagnetischen Feldes übereinstimmt, schon nach einigen Impulsen zu einer gut sichtbaren Schwingungsamplitude zu bringen.
Techn. Daten und Details von alte -
messtechnik, und aus Unterlagen Palm / Hartmann & Braun von 1928 und teils selbst Erstellt.
Das Skalenbild entspricht dann dem Bild 2 Bei jeder Zunge ist ein Teilstrich angebracht, der ihre Eigenschwingungszahl angibt. Die schwingenden Zungen sind durch die Bewegung in der Luft und im Magnetfeld nur wenig gedämpft, so daß die Zungen 50 und 49,5 bei 49,75 Hz. Noch mitschwingen . Schwingen beide Zungen mit gleicher Schwingungsweite, so liegt der gesuchte Wert genau in der Mitte bei 49,75 Hz.
Im Bild 3 ist die Frequenz des Wechselstroms genau „ 50 „ Hz. Die beiden benachbarten Zungen schwingen nur wenig mit, und die Gleichheit ihrer Schwingungsamplituden zeigt, dass die Zunge „ 50 „ mit maximaler Schwingungsweite, d.h. auf der Spitze der Resonanzkurve Schwingt.
Techn. Daten und Details von alte -
messtechnik, und aus Unterlagen Palm / Hartmann & Braun von 1928 und teils selbst Erstellt.
Hartmann & Braun Frankfurt a/M Bild 479-1
Herstellungsjahr: 1928
Bezeichnung: Zungen – Frequenzmesser nach Kempf.
Beschreibung Im Bild 1 ist unter dem Eisenkörper 4 noch eine zweite Zungenreihe angeordnet, die ebenfalls von ihm erregt wird. Es lässt sich so der Messbereich eines Instruments in einfacher Weise vergrößern. Die Zungen benötigen ein um so stärkeres Feld, je höher ihre Eigenfrequenz ist. Man kann dies bei der Konstruktion nach Bild 1 dadurch berücksichtigen, dass man den Abstand der Zungen vom Magnet für die Zungen hoher Frequenz kleiner wählt als bei solchen niedrigen Frequenzen.
Bei den Bildern 4, 5 , 6 gezeigtem Frequenzmesser sind drei Messbereiche mit eigenem
Magnetfeld vorhanden.
Techn. Daten und Details von alte -
messtechnik, und aus Unterlagen Palm / Hartmann & Braun von 1928 und teils selbst Erstellt.
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Hartmann & Braun Frankfurt a/M Bild 479-2
Herstellungsjahr: 1928
Bezeichnung: Zungen – Frequenzmesser nach Kempf.
Die Abstimmung der Zungen auf eine bestimmte Schwingungszahl wird durch Änderung der Federkraft in der Nähe der Einspannstelle oder durch Änderung der Masse am freien Ende vorgenommen, indem man dort die Zungen durch Zinn beschwert oder durch Bohrungen erleichtert.
Die Eigenschwingungzahl der einmal abgestimmten und gealterten Zungen ist von großer
Konstanz und bei richtiger Wahl des Werkstoffes auch unabhängig von der Temperatur.
Die Abstimmungstoleranz liegt bei 1 % , und die Ablesetoleranz bei 2 % .
Mit sich ändernder Spannung an den Erregerspulen ändert sich auch die Schwingungsweite. Spannungsveränderungen von ± 10 % sind zulässig. Durch geeignete Vorwiderstände kann man die Erregerwicklung in weiten Grenzen der jeweiligen Spannung anpassen. Häufig wird in das Instrumentengehäuse ein veränderlicher Vorwiderstand ( wie im Bild 5 - 6 u. 7 deutlich zu sehen ist ) als Spannungsregler eingebaut. Die Zungen lassen sich für eine Eigenschwingungszahl von 7 .... 1 500 Hz. Herstellen. Unterhalb von 7 Hz. wird die Zunge zu lang, das Schwingungsbild undeutlich, die Zungen sprechen auf die leiseste Erschütterung an; oberhalb von 1 500 Hz. Wird die sichtbare Fahne und ihre Schwingungsweite zu klein.
Da die Zunge somit bei jeder Halbwelle ( Wechsel ) , gleichgültig welchen Vorzeichens, angezogen wird, so schwingt die Zunge z.B. bei 50 Hz = 100 Wechsel mit 100 Schwingungen in der Sekunde.
Techn. Daten und Details von alte - messtechnik, und aus Unterlagen Palm / Hartmann & Braun von 1928 und teils selbst Erstellt.