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Einrichtung zur Prüfung von Wechselstromzählern bei konstant gehaltenen simulierten Belastungen Bei der Prüfung von Verrechnungszählern an Zählerprüfstationen werden bei dem hauptsächlich verwendeten Verfahren die Zähler mit konstanter Leistung während einer vorgegebenen Zeit geprüft, wobei die zu zählende elektrische Arbeit als Produkt von Leistung mal Zeit errechnet wird. Dazu muss die Prüfleitung mit hoher Genauigkeit während eines Zählerlaufes konstant gehalten werden. Meistens geschieht dies dadurch, dass die Leistung mit Präzisions-Wattmetern gemessen und diese händisch auf den vorgegebenen Wert mittels geeigneter Stelleinrichtungen jeweils eingeregelt wird.
Neuerdings sind Messwertumformer mit einer Genauigkeit von 10-4 bekanntgeworden, die einen der Wechselstromleistung proportionalen Ausgangsgleichstrom liefern, der mit einem Konstantstrom ebenfalls hoher Genauigkeit verglichen, ein Signal liefern kann, das der Grösse der Abweichung der Istleistung von der Solleistung proportional ist und für eine Regelung herangezogen werden kann. Dabei kommt es darauf an, aus diesem Gleichstromausgang des Messwertumformers eine klirrfaktorfreie Wechselspannung zu erzeugen, die zur Regelung in den Strompfad des Prüfkreises eingekoppelt werden kann und der vom Messwertumformer festgestellten Regelabweichung entgegenwirkt.
Durch die Regelung bedingte Ausgleichsvorgänge müssen sehr rasch vor sich gehen, um Fehler bei der Zähleranzeige weitgehend auszuschalten.
Es ist bekannt, durch den Ausgangsgleichstrom einen Stellmotor zu betreiben, der die Abgreifeinrichtung eines Stelltransformators so verstellt, dass an dieser die für den Regelungsvorgang jeweils erforderliche Wechselspannung abgegriffen wird und in gleicher Weise in den Strompfad der Zählerprüfeinrichtung eingespeist wird.
Diese Art der Regelung hat aber den Nachteil, dass sie wegen der zu bewegenden Massen des Stellmotors und der Abgreifeinrichtung relativ träge arbeitet und dadurch die oben erwähnten Fehler verursacht.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Prüfung von Wechselstromzählern, die bei konstant gehaltenensimuliertenBelastungen (Solleistung) durch getrennte Speisung der Spannungs- und Stromspulen mit Prüfspannungen und -strömen durchgeführt wird, unter Verwendung eines die jeweils angezeigte Leistung durch eine proportionale Gleichspannung (Istspannung) abbildenden Messumformers, welche Gleichspannung mit einer vorgegebenen, der Solleistung entsprechenden Sollspannung verglichen wird, wobei in den Kreis der Spannungs- oder Stromspule eine von der Differenzspannung zwischen Ist- und Sollspannung abhängige, zusätzliche Wechselspannung mit vorgegebener, von der Phasenlage der Prüfspannung bzw. des Prüfstromes abhängiger Phasenlage eingespeist wird.
Eine völlig phasenreine Einspeisung der zusätzlichen Wechselspannung wird auf einfache Weise erfindungsgemäss durch eine von einer Wechselspannung mit der vorgegebenen Phasenlage gespeiste, an sichbekannte ohmsche Brückenschaltung mit mindestens einem veränderbaren ohmschen Widerstand erzielt, der in an sich bekannter Weise durch eine von der Differenzspannung in ihrer Intensität abhängige
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elektromagnetische Strahlung (z. B. Licht oder Wärme) oder durch entsprechend abhängige magnetische Felder beeinflussbar ist.
Die Verwendung von veränderbaren ohmschen Widerständen zur Beeinflussung von Wechselströmen ist an sich schon in vielen Varianten bekanntgeworden. So sind beispielsweise Wiedergabevorrichtungen mit selbsttatiger & equenzabhangigerVerstarkungsregelung mit einem lichtempfindiichen Widerstand versehen, der von einer entsprechend beaufschlagten Glühlampe belichtet wird. Auch zur Lageregelung von verstellbaren Körpern ist die Verwendung von Brückenschaltungen, auch in Verbindung mit Gegentaktverstärkern, mit lichtempfindlichen Widerständen bekannt, deren Belichtung durch von der Lage der Körper abhängige Blenden od. dgl. gesteuert wird. Eine Regelschaltung für elektrische Verstärker besitzt
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insbesondere zur Dynamikkompression oder-expansion.
Auch zur Lautstärkeregelung werden Schaltungen mit lichtempfindlichen Widerständen verwendet. Eine spezielle, mit lichtelektrischen Zellen und Widerständen arbeitende Steuer- bzw. Regelanordnung enthält ein Steuer- und Regelorgan, das über eine Graetzschaltung aus einem Wechselstromnetz über einen magnetischen Verstärker gespeist wird.
Auch als Lichtschalter werden wechselstromgespeiste Widerstandsschaltungen, die Photowiderstände enthalten, verwendet.
FürRegelzwecke, aber auch zur Impulszählung werden auch magnetfeldabhängige Widerstände verwendet.
Es ist weiters bekannt, beheizte temperaturabhängige Widerstände zur Dynamikkompression und - expansion in Signalübertragungswegen anzuordnen. Auch in WechselstrombrückenschaItungen werden zur Regelung in gegenüberliegenden Zweigen einer Widerstandsbrücke angeordnete gleichstrombeheizte, temperaturabhängige Widerstände verwendet. Schliesslich ist auch die Verwendung von Dehnungsmessstreifen als Messfühler in Widerstandsbrücken von Messwertgebern bekannt.
Gemäss einem andern Merkmal der Erfindung besitzt die Brückenschaltung zwei in einander gegen- überliegenden Brückenzweigen angeordnete Festwiderstände und in den andern beiden einander gegen- überliegenden Brückenzweigen je einen im Widerstandswert beeinflussbaren Widerstand.
Zur Bildung von Wechselspannungen oder WecTiselströmen mit auch von der Polarität der steuernden Gleichspannung oder der Richtung des steuernden Gleichstromes abhängiger, um 1800 veränderbarer Phasenlage sind alle Brückenwiderstände in ihrem Widerstandswert beeinflussbar und einander gegen- überliegende Brückenwiderstände paarweise je einer elektromagnetischen Strahlung oder je einem magnetischen Feld zweier Strahlungs- oder Felderzeuger ausgesetzt, wobei die beiden Strahlungs- oder Felderzeuger mit vorgeschalteten Gleichrichtern entgegengesetzter Durchlassrichtungen parallel zueinander in den Kreis des steuernden Gleichstromes eingeschaltet sind.
Vorteilhafterweise werden als in ihrem Widerstandswert beeinflussbare Widerstände Photowiderstände und als Strahlungserzeuger Glühlampen verwendet.
AnStelle der Photowiderstände und der Glühlampen werden nach einem andern Merkmal der Erfindung als in ihrem Widerstandswert beeinflussbare Widerstände Wismutspiralen oder magnetisch steuerbare Halbleiterwiderstände (Feldscheiben) und als Felderzeuger Drosselspule verwendet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Einrichtung zur Prüfung von Wechselstromzählern bei konstant gehaltener simulierter Belastung. Diese Einrichtung enthält eine Teilschaltung zur Gewinnung einer die Schwankungen der simulierten Leistung kompensierenden Wechseispannung-U.-mit einer von der Differenzspannung - zwischen Ist- und Sollspannung abhängigen Amplitude. Fig. 2 zeigt eine solche Teilschaltung, bei der die Amplitude der Wechselspannung-I--vom Absolutwert der Differenzspannung-U-ab- hängt.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Teilschaltung ist die gewonnene Wechseispannung-U-zusâtz- lich auch noch von der Polarität der Differenzspannung-U-abhängig, nämlich derart, dass bei einem Polaritatswechselder Differenzspannung-UQ-ein Phasensprung der Wechselspannung-U-um 180 erfolgt.
Die erfindungsgemässe Prüfeinrichtung für Wechselstromzähler arbeitet in der Weise, dass das zu prüfende Gérât-P-zusammen mit einem Eichgerät-E-mit einer konstanten Leistung eine vorgegebeneZeit hindurch beaufschlagt wird und nach dieser Zeit der Zählerstand der beiden Geräte miteinander verglichen wird. Zur Simulierung der Prüfleitung werden die in Serie geschalteten Stromspulen der Geräte-P und E-in den Kreis eines Prüfstromes gelegt, dessen Stärke durch einen Spannungsteiler mit der abgegriffenen Spannung-U,-grob eingestellt werden kann.
Die Spannungsspulen der Geräte-P und E-liegen zueinander parallel an einer Prüfspannung --USp--. An das Gerät-E-ist ein Messwertumformer --M-- angeschlossen, der mit grosser Genauigkeit eine der jeweils angezeigten
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Leistung proportionale Gleichspannung liefert, die am Widerstand --W1== einer Spannungsvergleichsschaltung liegt. Ein weiterer Widerstand --W2-- dieser Spannungsvergleichsschaltung wird von einer Konstantspannungsquelle --K-- gespeist. Diese Spannung entspricht dem Sollwert der Leistung, bei dem die Prüfung jeweils durchzuführen ist. Die sich durch die Zusammenschaltung der Widerstände
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WlundW2-ergebende Differenzspannung-U- bildet somitführt, dessenAusgangsstrom entweder, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Glühlampe --A- oder wie in Fig. 2 gezeigt, zwei Glühlampen-A bzw.
B--speist, deren Helligkeit demnach von der Grösse der Differenz- spannung-Uo-abhangtund zugleich mit dieser verschwindet. Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind der
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den. Diese wird an einer Diagonale mit einer klirrfaktorfreien Wechselspannung --U1-- gespeist, die mittels eines Transformators-T-von der die Spannungsspulen der Geräte--P und E-- speisenden Spannung--Us -- gewonnen wird. An der andern Diagonale der Widerstandsbrücke --2-- wird eine der Wechselspannung --U1-- zufolge des rein ohmschen Widerstandes der Brücke phasengleiche Wechsel- spannung--entnommen und dem Eingang eines phasenrein und verzerrungsfrei arbeitenden Wechselspannungsverstärkers --3-- zugeführt.
Der Ausgangsstrom des Verstärkers -3- wird mittels eines Übertragers-4-, dessen Ausgangsspannung mit-U,-bezeichnet ist, in den Kreis des die Stromspulen der Gerate-P und E-speisenden Stromes eingespeist. Vorteilhaft werden die Festwiderstände - R1 und R2- so gewählt, dass die Brücke --2-- etwa bei halbem Ausgangsstrom des Gleichspannungs- verstärkers -1- abgeglichen ist. Das hat den grossen Vorteil, dass die Leistung des Wechselspannungs- verstärkers -3- in beiden Richtungen ausgenutzt werden kann.
Bei dieser Schaltung ergibt sich eine Abhängigkeit zwischen dem Absolutwert der Differenzspan- nung-Uo-und der Amplitude der Wechselspannung -Us-. Die Abhängigkeit ist eine umkehrbar
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Fig. 3. Dort ist der Ausgangskreis des Gleichspannungsverstärkers -1- in zwei Stromzweige unterteilt, in die zwei Glühlampen --A und B-in Serie mit je einem Gleichrichter --GA bzw. GB-eingeschal- tetsind. Die Gleichrichter-GA und GB-weisen entgegengesetzte Durchlassrichtungen auf, so dass jeweils nur eine der beiden Glühlampen-A oder B-- je nach der jeweiligen Polarität der Differenzspan- nung--U.-stromdurchflossen ist.
Eine ähnlich wie die Brückenschaltung -2- aufgebaute Brücken - schaltung --5- besteht aus vier Photowiderständen-A1, A2 und Bl, B2--. Hiebei sind die Brücken- widerstände --A1, A2-- zusammen mit der Glühlampe-A-in einer Lichtkammer und die Brücken- widerstände-Bl, B2- in einer andern Lichtkammer zusammen mit der Glühlampe-B-angeordnet.
Zufolge der Anordnung der Widerstände-Al und A2-einerseits und der Widerstände --B1 und B2-an- derseits in einander gegenüberliegenden Brückenzweigen der Brücke --5-- ergibt sich bei Speisung mit der Wechselspannung-Ul-an einer Brückendiagonale eine von der Polarität der Differenzspannung - abhängige Polarität der an der andern Brückendiagonale auftretenden Wechselspannung --U2--.
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wenn ein Vorzeichenwechsel der Differenzspannung --Uo-- auftritt.
Die Wechselspannung --U2- wird ebenso wie bei der Schaltung nach Fig. 1 durch einen Wechselspannungsverstärker --3-- verstärkt und die gewünschte Wechselspannung -Us- an der Sekundärwicklung des mit seiner Primärwicklung an den
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Ubertragers-4-gewonnen.ferenzspannung-Uo-kann nicht nur, wie angeführt, durch Glühlampen und Photowiderstände erfolgen, sondern ganz allgemein durch Strahlungs- oder Felderzeuger und durch von der Intensität dieser Strahlung oder des Feldes abhängige Elemente.
Beispielsweise können an Stelle der Glühlampen als Felderzeuger dienende eisengeschlossene Drosselspulen verwendet werden, in deren Luftspalte entweder Wismutspiralen oder Halbleiterplatten (Feldscheiben) aus Indium-Antimonid als Brückenwiderstände eingesetzt sind, deren ohmscher Widerstand von der Feldstärke im Luftspalt der Drosselspulen abhängig ist.
Die erfindungsgemässe Schaltung eignet sich besonders für Leistungsregelungen der eingangs erwähn-
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denergibt sich für diese eine gegenüber den Einschwingvorgängen rasche Beeinflussung und bei Verwendung magnetisch beeinflussbarer Widerstände ergibt sich eine praktisch trägheitslose Regelung.
Bei Verwendung der erfindungsgemässen Schaltung bei P-Reglern kann zur Aufrechterhaltung der notwendigerweise in den Strompfad des zu überprüfenden Zählers einzuspeisenden Leistung eine kleine
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verbleiben.geführt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Prüfung von Wechselstromzählern bei konstant gehaltenen simulierten Belastungen (Solleistung) durch getrennte Speisung der Spannungs- und Stromspulen mit Prüfspannungen und -strömen unter Verwendung eines die jeweils angezeigte Leistung durch eine proportionale Gleichspannung (Istspannung) abbildenden Messumformers, die mit einer vorgegebenen, der Solleistung entsprechendenSollspannung verglichen wird, wobei in den Kreis der Spannungs- oder Stromspule eine von der Differenzspannung zwischen Ist- und Sollspannung abhängige, zusätzliche Wechselspannung mit vorgegebener, von der Phasenlage der Prüfspannung bzw.
des Prüfstromes abhängiger Phasenlage eingespeist wird, gekennzeichnet durch eine von einer Wechselspannung (U) mit der vorgegebenen Pha- senlage gespeiste, an sich bekannte ohmsche Brückenschaltung (2) mit mindestens einem veränderbaren ohmschen Widerstand (A1. A2, B1, B2), der in an sich bekannter Weise durch eine von der Differenzspan- nung (UJ in ihrerintensität abhängige elektromagnetische Strahlung (z. B. Licht oder Wärme) oder durch entsprechend abhängige magnetische Felder beeinflussbar ist.