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Universalmessinstrumentim'Wechselstrom mit einem Messsystem.
Die bekannten elektrodynamischen Messinstrumente mit einem Messsystem werden lediglich als Amperemeter, Voltmeter und Wattmeter, also als Instrumente für Einzelmessungen, gebaut. Hiebei besitzt jedes von diesen Instrumenten eine besondere und verschiedene Wicklung der Messspulen.
Es sind auch elektrodynamische Instrumente mit mehreren Messsystemen nicht mehr neu, welche für die Messung verschiedener Messgrössen eingerichtet sind. Bei diesen Messinstrumenten sind jedoch, in Abhängigkeit von der Art der Messung, entweder nicht alle Messsysteme gleichzeitig im Gebrauch oder aber besitzen dieselben verschiedene Wicklungen, u. zw. für die Stromstärkenmessungen andere mit grösserem Querschnitt, als für die Spannungsmessungen. Zu dieser Art von Messinstrumenten gehört auch die Thomsonsche Waage, welche grundsätzlich zwei Messsysteme aufweist, die den beiden Wagenarmen entsprechen.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Universalmessinstrument für Wechselstrom, welches den oben skizzierten Mangel zu beseitigen gestattet, welches also nur ein Messspulensystem besitzt, wobei die einzige Wicklung der Messspulen für die Benutzung des Instruments als Voltmeter, Amperemeter und Wattmeter gemeinsam ist. Das Neue der Erfindung beruht darauf. dass ein einem elektrodynamischen Voltmeter entsprechender, mit einem Reihenwiderstande von geringem Temperatureinfluss kombinierter Wicklungssatz durch Vorschalten eines Stromtransformators, dessen sekundäre Stromstärke der dem Instrumente eigenen Stromstärke angepasst ist, auch zur Stromstärkenmessung befähigt wird.
Auf diese Weise wird durch gleichzeitiges Messen der Spannung in der einen Messspule und der Stromstärke in der ändern auch die Messung des Wattverbrauchs unmittelbar möglich.
An Hand der auf der beifolgenden Zeichnung dargestellten Schaltungsschemen wird im folgenden die Wirkungsweise und Bauart des Universalmessinstruments näher erläutert.
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wie sie dem Stromverbrauch des Instruments entspricht, so wird das letztere ohne weiteres zur Strommessung befähigt.
Es ist klar. dass im Schema nach Fig. l. worin mit l das Netz. mit, 3 der Duppel- transformator. mit 3 die Wattmeterwicklungen. mit'7 der Stromkreis bezeichnet ist. bei der Schaltung der Wattmeter-Spannungsspule, sowie der Hochspannungsseite des Doppeltransformators
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Stromstärke (angenommen etwa 5 Ampere) gebauten Wattmeters erhalten wird, der ein Messen der Spannung gestattet. Bei kleineren Spannungen werden die Ausschläge im quadratischen Verhältnis kleiner sein.
Wird jedoch, nach Fig. 2, derselbe Doppeltransformator 5 auf der Hochspannungsseite 8
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wird jetzt der volle Ausschlag des Instruments bei derselben Netzstromstärke. wie vorhin (z. B. bei 5 Ampère) erhalten. Dieser Ausschlag wird jetzt ein Mass der Stromstärke im Primärstrom- kreise bilden. Die Ausschläge werden, wie im vorigen Falle, proportional zu den Quadraten der Stromstärken sein.
Auf diese Weise kann mittels eines Wattmeters der Effekt, die Spannung, und die Stromstärke gemessen werden, so dass ein solches Wattmeter, in Verbindung mit dem beschriebenen Doppeltransformator, ein Universalinstrument für Wechselströme bildet.
Bei der Benutzung des Instruments zur Spannungsmessung sind die Angaben in hohem Masse vom Einfluss der Temperatur auf den Widerstand des Instruments abhängig. Zur Un-
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widerstande vor die Spannungsspule des Wattnieters erforderlich.
In Fig. 3 ist die Gesamtschaltung des erfindungsgemäss gebauten Instruments angegeben.
Aus diesem Schema ist ersichtlich. dass mittels eines dreipoligen. gegebenenfalls im Innern des
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stärke ohne weiteres nacheinander ausgeführt werden kann. Die mit 9,-M bezeichneten Netz- schienen enthalten zwischen 12 und 13 die in 10 in Reihe eingeschaltete Niederspannungswicklung des beschriebenen Doppeltransformators.
Die Netzseite 12, 13 des Doppeltransformators kann selbstverständlich auch als umschaltbare Mehrfachmessbereich-Stromandlerwicklung ausgeführt werden.
Die Klemmen 14, 15 der Hochspannungsseite des Doppeltransformators sind über 16.
20, 19 mit dem Schalthebel des dreipoligen Umsehalters verbunden, welcher in der gezeichneten Mittellage die Leistung, in der nach unten gedrehten Stellung die Spannung und in der obersten Stellung die Stromstärke zu messen gestattet.
Je zwei Stromstärken und Spannungskontakte sind miteinander verbunden. Die Verbindung der mittleren (Leistungs-) Kontakte ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Zwischen 19 und. 30 hegt
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bewegliche Spule die vom kleineren Widerstande gewählt werden kann.
Zwischen 11 (an der Schiene 9), 29 und 25 sind die Reihenwiderstände. 27, 28 aus einem Widerstandsmaterial von konstantem Temperatureinflusswerte (Manganin od. dgl.) und zwischen, 25 und dem mittleren Effektkontakt des dreipoligen Umschalters der Ersatzwiderstand 26 eingeschaltet. Der Stromkreis 14, 24, 20 wird durch einen mit dem um 19 schwingenden Hebel verbundenen Ausschalter bei. 28 während der Spannungsmessung (unterste Umschalthebellege) geschlossen, während der Effekt- und Stromstärkenmessung dagegen geöffnet.
Durch diese Anordnung des Ersatzwiderstandes 26 wird die Benutzung derselben Reihenwiderstände sowohl bei der Watt-als auch bei der Spannungsmessung ermäglicht.
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kreise nur die drei Klemmen 11, 12 und 1. 3 zur Verfügung zu stehen brauchen.
Es kann auch das Messinstrument selbst samt dem Umschalter 17,18. 19, 23 (nötigenfalls auch mit dem Stromkommutator) in einem Gehäuse angeordnet werden, während der Doppeltransformatur wie auch ein Teil der Vorschaltwiderstände 27. 28 in einem anderen Gehäuse untergebracht sein können. Die Verbindung der beiden Gehäuse kann in diesem Falle mittels einer Vieladerschnur ge-
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anzeiger.
Selbst die Dreiwattmetermethode (mit Umschaltung) kann Verwendung finden. unter Anwendung von drei Doppeltransformatoren.
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als auch des aufgenommenen Effekts ohne weiteres vernachlässigt werden.
Das Universalmessinstrnment besitzt zwei Skalen. von denen die eine bei der Effektmessung benutzt wird und eine proportionale Teilung besitzt, während die andere eine quadratiseh ansteigende Teilung aufweist und für die Spannungs- und Strommessung in Frage kommt.
Die Reihenschaltung der Messspulen wie sie in der Fig. 3 dargestellt worden ist, ist im allgemeinen günstiger ; es kommt jedoch auch eine Parallelschaltung der Messspulen wohl in Frage.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Universalmessinstrument für Wechselstrom mit einem einfachen Messsystem, dadurch gekennzeichnet, dass ein einem elektrodynamischen Voltmeter entsprechender, mit einem Reihenwiderstande von geringem Temperatureinflusswerte kombinierter Wicklungssatz durch Verschaltet) eines Stromtransformators, dessen sekundäre Stromstärke der dem Instrumente eigenen Stromstärke angepasst ist, auch zur Strommessung befähigt wird. zum Zwecke, durch gleichzeitiges Messen der Spannung in der einen Messspule und der Stromstärke in der andern auch den Leistungsdurchgang unmittelbar messen zu können.