Strom- und Spannungsmessinstrument für Gleich- und Wechselstrom. Es ist bekannt, Gleichstrom- und Wech- selstromgrössen wahlweise unter Verwendung von Gleichstrominstrumenten und Gleich richtern zu messen. Um die Verwendbarkeit solcher Messgeräte möglichst weit zu treiben, hat man die Messgeräte auch noch für Strom- und Spannungsmessung eingerichtet und mit mehreren Messbereichen ausgestattet. Zur Anpassung an die verschiedenen Strom- bezw. Spannungsmessbereiche hat man in dem Mess gerät selbst bereits Wandler mit mehreren Primärwicklungen angeordnet.
Die vorbesehriebenen Geräte bedürfen einer unter Umständen recht verwickelten Schalteranordnung, die bei dem Übergang von der einen Stromart auf die andere be tätigt werden muss, und die Strommessbereiche haben oft einen hohen Spannungsabfall (Ver brauch), der die bekannten Nachteile mit sich bringt.
Erfindungsgemäss werden die Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch ver mieden, dass bei einem Strom- und Span nungsmessgerät für Gleich- und Wechselstrom, mit Nebenschlüssen, Wandler mit einer oder mehreren Primärwicklungen, Gleichrichter und Gleichstrominstrument, die Primärwicklung bezw. -wicklungen des Wandlers mit Neben widerständen in Reihe und das Gleichstrom- messwerk sowohl zu dem betreffenden Neben widerstand als auch unter Zwischenschaltung einer Gleichrichteranordnung zu der Sekun därwicklung des Wandlers parallel geschal tet ist.
Diese Anordnung ermöglicht es, ein für Gleich- und Wechselstrommessung verwend bares Gerät ohne Umschalter zur Wahl der Stromart auszuführen und so die Unsicherheit zu vermeiden, die ein solcher Schalter her einbringt und Bauart und Bedienung zu ver einfachen. Bei mehreren Messbereichen werden die Nebenschlüsse über getrennte Primär- wicklungen eines Übertragers zu einem ein zigen Messbereichwähler geführt, der nun mehr aber der einzige Schalter ist. Auch er kann noch durch Klemmenarrschlüsse ersetzt werden.
In Fig. 1 ist der Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Mit 1 ist die Drehspule des Messinstrumentes be zeichnet, 2 ist der Wandler, 3 und 4 sind die Stromanschlussklemmen, zwischen denen in Reihe ein Nebenwiderstand 5 und die Primärwicklung 6 des Wandlers 2 liegen. Die Drehspule 1 ist über eine Gleichrichter schaltung 7 an die Sekundärspule 8 des Wandlers angeschlossen und gleichzeitig an den Nebenwiderstand 5.
Die Wirkungsweise erklärt sieh aus der dargestellten Schaltung ohne weiteres, wenn man berücksichtigt, dass die Sekundärwicklung 8 des Wandlers für den vom Nebenwiderstand 5 abgezweigten (Heichstrorn durch den Gleichrichter gesperrt ist. Bei der Messung von Wechselstrom wirkt auf das Messwerk 1 lediglich der aus der Sekundärwicklung des Wandlers herrührende Strom; der durch den Spannungsabfall am Nebenwiderstand 5 hervorgerufene Strom bleibt wirkungslos, weil es sich um einen Wechselstrom handelt.
In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel für ein Messgerät mit mehreren Messbereichen dargestellt. 3 und 4 sind die äussern Anschlussklemmen. Die Anschluss klemme 3 steht mit dem um die Achse 21 drehbaren Kontaktarm 22 des Messbereich- wählers in Verbindung, der beispielsweise die in der Zeichnung angeführten Messbereiche hat.
Die auf der linken Seite des Messbereich- wählers liegenden, für die Strommessung be stimmten Kontakte sind mit den Primär windungen 23 bis 28 eines Wandlers 2 ver bunden, der noch eine weitere; späterhin ihrer Bedeutung nach zu erörternde Primär wicklung 12 und die Sekundärwicklung 13 aufweist. Die Primärwicklungen 23 bis 28 stehen mit geeignet gewählten Punkten eines Widerstandes 14 in Verbindung, der einerseits bei der Gleichstrommessung als Nebenschluss dient, andererseits bei der Gleichspannungs- messung als Spannungsteiler wirkt.
Die zur Spannungsmessung dienenden Kontakte des Messbereichwä hlers sind teils über einen Vor widerstand 15 au die Primärwicklung 12, teils über einen Vorwiderstand 16 an die Primärwicklung \224 des ZVandlers ange schlossen. Diese doppelte Verwendung der Primärwicklung 29- hat lediglich den Zweck, eine weitere Primärwicklung für den Wandler zu ersparen.
Das 3lessirrstr-rrmerrt 1, das ein (Gleielrstr-onrdr-ehsprrlirrstr-unrent ist, steht über einen Gleichrichter 18 unmittelbar mit. den Klemmen der Sekundärwicklung 13 in Ver bindung.
Der (sleichriehter 19 dient dazu, die zweite zur Messung nicht benutzte Halb welle an dem Met)instrument vorbeizuführen. Die Polung wird so vorgenommen, dass die vorn Gleichricbter gelieferte Halbwelle (Fig.3)
für die Drehspule ungefähr doppelt so gross und entgegengesetzt der in der gleichen Zeit auf die Drehspule wirkenden Wechselstrom- halbwelle (Fig. 4) wird, so dass der die Dreh spule durchfliessende (lesan)tatrom (Fig. 5) dem einer Vollwellensehaltung entspricht.
Zweckmässig schaltet man vor den Gleich richter 19 einen dem Widerstand des Instru mentes 17 angepassten Widerstand 29 vor allem zur Temperaturkompensation. Man kann natürlich an Stelle der bei dem Ausführungs beispiel vorgesehenen Halbwellengleichrich- tung auch eine (Tleiclrr-iclrturrg beider Halb wellen, z.
B. mit Hilfe der üblichen Grätz- schaltung vornehmen. 20 ist schlief.',lich ein Schalter, der während der Gleichstrommes- sungen geschlossen und während der Wech- selstrornmessungen geöffnet ist; er kann aber auch fortfallen.
Unter der Annahme, dass der Schalter 20 offen ist, erklärt sich die Wirkungsweise des Gerätes wie folgt Soll z. B. eine Gleichstromstärke gemessen werden, wird der Kontaktarm 22 so lange aus seiner gezeichneten Lage schrittweise über die links liegenden Stromkontakte ge dreht, bis der Zeiger an einer geeigneten Stelle der Skala steht. Dabei verläuft der zu messende Strom über die Klemme 4, den Kontaktarm 22, eine der Primärwicklungen 23 bis 28 und einen Teil des Widerstandes 14 zur Klemme 3. Der im Widerstand 14 erzeugte Spannungsabfall wird der Messspule 1 zugeführt, so dass die Gleichstromstärke in der üblichen Weise gemessen werden kann.
Die Sekundärwicklung 13 des Wandlers bleibt wirkungslos, weil über die Wandlerprimär- wicklung lediglich ein Gleichstrom fliesst, und der Gleichrichter 18 verhindert, dass etwa ein Teil des Gleichstromes über die Sekundär wicklung 13 an der Messspule 1 vorbeigeführt wird.
Soll eine Wechselstromstärke gemessen werden, dann wird wiederum mit dem Kon taktarm 22 ein geeigneter Messbereich auf gesucht. Auf das Messwerk 1 wirkt jetzt nur der über 18 gleichgerichtete, von der Wand- lerwicklung 13 gelieferte Strom. Der Span nungsabfall irr dem Nebenschluss 14 wirkt im wesentlichen nicht auf das Messwerk, weil er eine Wechselspannung ist.
Bei der Gleichspannungsmessung wird wiederum der Kontaktarm 22 nach rechts gedreht, bis ein gewünschter Messbereich ge funden ist. Dabei dienen die abgegriffenen Teile der Widerstände 15 oder 16 als Vor widerstände. Der Widerstand 14 liegt dabei parallel zur Instrumentenspule 1.
Bei der Wechselsparrnungsmessung ver läuft der zur Spannungsmessung verwendete Stromkreis entweder über die Primärwicklung 12 oder über die Primärwicklung 24 des Übertragers, so dass das Messinstrument von dessen Sekundärwicklung 13 gespeist wird.
Der Schalter 20 kann eingebaut werden, wenn starkwelliger Gleichstrom gemessen werden soll, damit der überlagerte Wechsel stromanteil nicht gleichgerichtet wird und die Messung beein$usst.
Current and voltage measuring instrument for direct and alternating current. It is known to measure direct current and alternating current quantities optionally using direct current instruments and rectifiers. In order to expand the usability of such measuring devices as far as possible, the measuring devices have also been set up for current and voltage measurement and equipped with several measuring ranges. To adapt to the various current respectively. Voltage measuring ranges have already been arranged in the measuring device with several primary windings.
The vorbesehrebenen devices require a possibly quite complex switch arrangement, which must be actuated when switching from one type of current to the other, and the current measuring ranges often have a high voltage drop (consumption), which brings the known disadvantages.
According to the invention, the disadvantages of the known arrangements are avoided ver that in a current and voltage measuring device for direct and alternating current, with shunts, converters with one or more primary windings, rectifier and direct current instrument, the primary winding respectively. -Windings of the converter with secondary resistors in series and the DC measuring unit is connected in parallel both to the relevant secondary resistance and with the interposition of a rectifier arrangement to the secondary winding of the converter.
This arrangement makes it possible to run a device that can be used for direct and alternating current measurements without a switch to select the type of current, thus avoiding the uncertainty that such a switch brings and simplifying the design and operation. If there are several measuring ranges, the shunts are routed via separate primary windings of a transformer to a single measuring range selector, which is now the only switch. It can also be replaced by terminal connections.
In Fig. 1 the subject matter of the invention is shown in an embodiment. The moving coil of the measuring instrument is marked with 1, 2 is the converter, 3 and 4 are the power connection terminals, between which a shunt resistor 5 and the primary winding 6 of the converter 2 are in series. The moving coil 1 is connected to the secondary coil 8 of the converter via a rectifier circuit 7 and at the same time to the shunt resistor 5.
The mode of operation is easily explained from the circuit shown if one takes into account that the secondary winding 8 of the converter is blocked by the rectifier for the direct current branched off from the shunt resistor 5. When measuring alternating current, only that from the secondary winding acts on the measuring mechanism 1 of the converter; the current caused by the voltage drop across the shunt resistor 5 remains ineffective because it is an alternating current.
In Fig. 2 of the drawing an Ausfüh approximately example for a measuring device with several measuring ranges is shown. 3 and 4 are the outer connection terminals. The connection terminal 3 is connected to the contact arm 22 of the measuring range selector, which is rotatable about the axis 21 and which has the measuring ranges shown in the drawing, for example.
The contacts on the left-hand side of the measuring range selector, intended for current measurement, are connected to the primary windings 23 to 28 of a converter 2, which has yet another; The primary winding 12 and the secondary winding 13 to be discussed later, according to their significance. The primary windings 23 to 28 are connected to suitably selected points of a resistor 14 which, on the one hand, serves as a shunt in the DC measurement and, on the other hand, acts as a voltage divider in the DC voltage measurement.
The contacts of the measuring range selector used for voltage measurement are connected partly via a series resistor 15 to the primary winding 12 and partly via a series resistor 16 to the primary winding 224 of the Z converter. This double use of the primary winding 29- only has the purpose of saving a further primary winding for the converter.
The 3lessirrstr-rrmerrt 1, which is a (Gleielrstr-onrdr-ehsprrlirrstr-unrent, is directly connected to the terminals of the secondary winding 13 via a rectifier 18.
The (sleichriehter 19 serves to guide the second half-wave not used for the measurement past the Met) instrument. The polarity is done in such a way that the half-wave supplied by the front aligner (Fig. 3)
for the moving coil is about twice as large and opposite to the alternating current half-wave (Fig. 4) acting on the moving coil at the same time, so that the (lesan) flow flowing through the moving coil (Fig. 5) corresponds to that of a full-wave attitude.
Appropriately, before the rectifier 19, a resistor 29 adapted to the resistance of the instru mentes 17 is switched on, primarily for temperature compensation. Of course, instead of the half-wave rectification provided in the embodiment, a (Tleiclrr-iclrturrg of both half-waves, e.g.
B. with the help of the usual Grätz circuit. 20 is asleep, including a switch which is closed during the direct current measurements and open during the alternating current measurements; but it can also fall away.
Assuming that the switch 20 is open, the operation of the device is explained as follows. B. measured a direct current strength, the contact arm 22 is so long from its position shown gradually rotates ge over the left power contacts until the pointer is at a suitable point on the scale. The current to be measured runs via the terminal 4, the contact arm 22, one of the primary windings 23 to 28 and part of the resistor 14 to the terminal 3. The voltage drop generated in the resistor 14 is fed to the measuring coil 1, so that the direct current strength in the usual Way can be measured.
The secondary winding 13 of the converter remains ineffective because only a direct current flows through the converter primary winding, and the rectifier 18 prevents about part of the direct current from being conducted past the measuring coil 1 via the secondary winding 13.
If an alternating current strength is to be measured, then a suitable measuring range is sought again with the contact arm 22. Only the current, rectified via 18 and supplied by the transformer winding 13, now acts on the measuring mechanism 1. The voltage drop in the shunt 14 essentially does not act on the measuring mechanism because it is an alternating voltage.
When measuring DC voltage, the contact arm 22 is again rotated to the right until a desired measuring range is found. The tapped parts of the resistors 15 or 16 serve as resistors before. The resistor 14 lies parallel to the instrument coil 1.
When measuring the alternating current, the circuit used to measure the voltage runs either via the primary winding 12 or via the primary winding 24 of the transformer, so that the measuring instrument is fed by its secondary winding 13.
The switch 20 can be installed if high-wave direct current is to be measured so that the superimposed alternating current component is not rectified and influences the measurement.