CH247750A - Einrichtung zur spannungsunabhängigen elektrischen Frequenzmessung. - Google Patents

Description

  



  Einrichtung zur   spannungsunabhangigen    elektrischen   Frequenzmessung.   



   Die bekannten Einrichtungen zur span  nungsunabhängigen    elektrischen Frequenzmessung bestehen in der Regel aus zwei Teilen, dem eigentlichen Frequenzmesser, der jedoch an sich nicht nur von der Frequenz, sondern auch von der   Hoche    der an ihm liegenden Spannung beeinflusst wird, und einem zweiten Teil, der diese Spannung auf einen konstanten Wert einregelt, wozu be  sondere Regeleinrichtungen    mit Spannungsstabilisatoren notwendig sind. Ferner sind Geräte bekannt, bei denen der SpannungseinfluB nachträglich   auskompensiert    wird, so  T.'ie Geräte,    die auf rein mechanischer Grundlage beruhen.



   Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur elektrischen Frequenzmessung, bei welcher der   Spannungseinfluss      automa-    tisch ausgeschaltet ist, so daB die Frequenzmessung in sehr einfacher Weise   durchführ-    bar ist. Erfindungsgemäss soll ein Strom, dessen Frequenz zu messen ist und der eine vorgegebene Minimalamplitude nicht unterschreitet, einer   Eerndrossel zugeführt    werden, welche gerade bei der vorgegebenen Minimalamplitude ihre Sättigung erreicht.



  Ausserdem ist eine Einrichtung vorgesehen zur Messung des arithmetischen Mittels und des Absolutwertes einer durch den FluB der Drossel entstehenden Wechselspannung als Ma.   l3 fur    die Frequenz des Stromes.



   Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass arithmetische Mittel des Absolutwertes der Spannung, die in einer   Wick-    lung der Drossel bei. Aussteuerung bis ins   Sättigungsgebiet    induziert wird, dem   Maxi-       gui-    malwert der in ihr herrschenden Induktion und der Anza. hl der Nulldurchgänge   (Fre-    quenz) proportional ist, nicht dagegen von der Grosse des die Drossel durchfliessenden Stromes   anhangt.    In Fig.   1    sind die zeitlichen Verläufe des Drosselstromes i und der über die   Magnetisierungskurve    des Drossel  kernmaterials    sich ergebenden Drosselspannung   u    und Drosselinduktion b dargestellt.



  Die an der Drossel liegende Spannung u hängt mit der in der Drossel herrschenden Induktion b nach der Beziehung u = const ò db/dt - (1) bezw
EMI1.1     
 zusammen.



   In den Zeitpunkten   (tos to +), in    denen die Spannung u durch Null läuft,   verschwin-    det, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die zeitliche Anderung der Induktion   b,    so dass diese selbst zu diesen Zeitpunkten ihre   Extrem-    werte   (b.,,,,    bezw.   bmin) erreicht.    Bezeichnet man die   Ereisfrequenz    mit   c9,    so ergibt sich der arithmetische Mittelwert U der an der Drossel liegenden Spannung aus dem zwi schen ihren Nulldurchgängen genommenen Integral zu
EMI2.1     

Hat die Magnetisierungskurve des Drosselkernmaterials einen   ausgeprägten Sätti-    gungscharakter, wie er z.

   B. in Fig. 2 dargestellt ist, so ist der Unterschied, zwischen dem Maximalwert und Minimalwert der In  duktion    praktisch unabhÏngig von dem die Drossel durchflie¯enden Strom. Das bedeutet,   LaS    bei einer derartigen Drossel der   arith-    metische Mittelwert der an ihr liegenden Spannung lediglich von der Frequenz des   Wechselstromes      abhängt und    dieser proportional ist.



   In Fig.   l    ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Der der Stromquelle 1   Tiber      den'Vorsohaltwider-    stand 2 entnommene Strom durchflie¯t die Drossel 3. Seine Amplitude ist so   gros,    daB die Magnetisierungskurve des Kernmaterials bis ins Sättigungsgebiet durchlaufen wird.



  Von der an den Enden der Drossel   auftreten-    den   Spannung vaird    das arithmetische Mittel des Absolutwertes gemessen, und zwar im Ausführungsbeispiel in der Weise, daB ein der Spannung proportionaler Strom über einen Widerstand 4 einer   Glei°hrichteran-    ordnung 5 zugeführt wird, an deren   Gleich-    stromseite ein das arithmetische Mittel des Absolutwertes der Spannung und damit die Frequenz des Wechselstromes anzeigendes Gleichstromgerät 6 angeschlossen ist. In dem    Messstromkreis können noch Glättungsmittel    fiir den Strom vorgesehen sein, z.   B.    ein Kondensator 7, der. parallel zum Gleichstrominstrument 6 liegt.

   Ist der Widerstand 4 gToB   gegenüberdemWiderstanddesGleich-      richters,    so   spielt dessen Stroanabhängigkeit    keine Rolle, so dass mit der Anordnung sehr exakt der arithmetische Mittelwert gemessen werden   kan-n-An    AN Stelle der unmittelbaren Messung der Spannung a.   n der    vom Magne   tisierungsstro-m durchflossenen Wicklung      kann ma. m a. uch eine    zweite Wicklung auf der Drossel anordnen und deren Spannung als Ma¯-f r die Frequenz ben tzen.



   In Fig. 4 ist eine Messeinrichtung zur Messung des erwähnten   Spannungsmittel-    wertes dargestellt, bei welcher der   Eingangs-    widerstand der   an-die Drosselwicklung    ange   schlossenen Spannungsmesseinrichtung sehr    gross ist. Die über den Widerstand 8 dem Gitter der Rohre 9 zugef hrte Wechselspannung steuert die an der Mode liegende Spannung bezw. den über den Kondensator   10,    die   GIeichrichteranordnung    11 und den Widerstand 12 flie¯enden Wechselstrom, der   mit Hilfe@der GegenkoppIungswiderstÏnde    13, 14 und 15 der angelegten Spannung weitgehend proportional gemaeht werden kann.   



  Gleiehstromseitig ist die Gleiehrichteranord-    nung 11 wieder mit einem Gleichstrominstrument abgeschlossen, an demdas arith  metische    Mittel des Absolutwertes der am Gitter der   Robre    liegenden   Spannung-und    damit die Frequenz des die Drossel durch   fliessenden Wechselstromes angezeigt wird.   



   Streng genommen verläuft das SÏttigungsst ck der in Fig. 2 dargestellten    Magnetisierungskurve niemals exakt waag-    recht, so da¯ bei Änderung der Amplitude des die Drossel durchflie¯enden Stromes sich auch. die Maximalinduktion etwas Ïndert.



     Zw Ausgleich dieses Einflusses ist in    Fig. 5 die Drossel   17    in einer Br ckenschaltung    angeordnet,inderausserdemnocheine    Drossel 18 Iiegt, die   entweder ohne Sätti-    gung arbeitet oder einen andern Sattigungs  wert ha, t.

   Die Drossel    18 und die in den andern   Brüokenz'weigen liegenden Wider-    stand,   de 1S,    20 sind dabei so bemessen, dass bei ¯nderu   Amplitude    des der Stromquelle 21 entnommenen maximalen Stromes die an der Drossel 18 auftretende Spannung   le    sa gross wird wie die infolge der nicht exakten Sättigung an der Drossel 17    auftretenda Zusammenspannung, In der    Brücke liegt ein Gleichrichter- und ein Gleichstrominstrument 22, mit dessen Hilfe das arithmetische Mittel des Absolutwertes gemessen wird.



   An Stelle von   Brückenscha. ltungen    kann man aueh andere   Kompensationsschaltungen    verwenden, um die beschriebenen   Störein-    flüsse, z.   B.    Wirbelströme, Ohmsche Eigenwiderstände der Drossel und dergleichen, auszukompensieren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Einrichtung zur spannungsunabhängigen elektrischen Frequenzmessung eines eine vorgegebene Minimalamplitude nicht unter schreitenden Stromes, gekennzeichnet durch eine Kerndrossel, welcher der Strom, dessen Frequenz zu messen ist, zuzuführen ist und welche gerade bei der vorgegebenen Mini- malamplitude ihre Sättigung erreicht,und durch eine Einrichtung zur Messung des arithmetischen Mittels des Absolutwertes einer durch den Fluss der Drossel entstehenden Wechselspannung als Mass für die Frequenz des Stromes.

   UNTERANSPRUCHE : 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel zwei Wicklungen besitzt, von denen der einen der in seiner Frequenz zu messende Strom zuzuführen ist, während die andere die als Mass der Frequenz dienende Spannung liefert.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB zur Gleichrich- tung der MeBspannung eine über einen Vorwidersta-nd gespeiste Gleichrichteranordnung vorgesehen ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeic. hnet, daB die Spannungsmesseinrichtung als Röhrenschaltung mit einer Gegenkopplung ausgebildet ist, derart, daB der dem Gleichrichterinstrument zuzuführende Strom proportional zu der an der Drossel liegenden Spannung ist.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Impedanzen vorgesehen sind, durch die die Stromabhängig- keit des Spannungsmittelwertes, verursacht durch einen nicht genau horizontalen Verlauf der Magnetisierungskurve im Sätti gungsgebiet, ausgeglichen ist.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB die MeBdrossel in einem Zweig einer Brückenschaltung liegt, in deren einem oder mehreren andern Zweigen ungesättigte Drosseln angeordnet sind.