Messvorrichtung zur Messung einer Wechselspannung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung zur Messung einer Wechselspannung mittels eines Gleichstrommessinstrumentes. Die zu messende Wechselspannung wird über einen Kondensator einem Gleichrichter angelegt, welcher das Messinstrument über einen Widerstand speist, wobei Mittel zum Schutze des Messinstrumentes gegen Überlastung vorgesehen sind.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Milliamperemeter gegen zu hohe Messströme mittels eines Widerstandes, welcher bei einer übermässigen Stromstärke von einem Relais vorgeschaltet wird, zu schützen. Es ist auch bekannt, eine örtliche Stromquelle zu benützen, welche bei einem zu hohen Messstrom einen entgegengesetzten Strom liefert.
In anderen bekannten Vorrichtungen dieser Art werden Gleichrichterelemente verwendet, die parallel zum Messinstrument geschaltet sind und eine Kennlinie aufweisen, bei welcher der Gleichrichterstrom bei steigendem Messstrom auf diese Weise zunimmt, dass von einem gewissen Wert des Messstromes an der Gleichrichterstrom grösser wird als der Strom, welcher durch das Messinstrument fliesst. Es wurde ferner vorgeschlagen, eine Spannungsquelle in den Stromkreis des Gleichrichters einzuschalten, damit der Arbeitspunkt des Gleichrichters auf seiner Kennlinie günstig liegt und somit der Gleichrichter bei niedrigen Stromstärken keinen Strom führt.
Die meisten bekannten Vorrichtungen haben die Nachteile, dass sie kompliziert sind, insbesondere bei Verwendung von Relais, dass sie mit einer bestimmten Trägheit arbeiten, oder dass die Skalenteilung des Messinstrumentes nicht günstig ist.
Diese Erfindung hat zum Gegenstand eine Messvorrichtung zur Messung einer Wechselspannung, in welcher die Wechselspannung einem Gleichrichter über einen Kondensator angelegt wird und die gleichgerichtete Spannung über einen Widerstand ein Gleichstrommessinstrument speist, wobei Mittel zum Schutz des Instrumentes gegen zu hohe Ströme vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichstrommessinstrument über eine bei einer bestimmten Spannung stromführende Gasentladungsröhre und einen zweiten Widerstand an eine Gleichstromquelle und gleichzeitig über eines dieser Elemente und einen Kondensator an die Messspannung angeschlossen ist, und dass die Spannung und die Polarität der Gleichstromquelle derart gewählt sind, dass erst, wenn die Wechselspannung einen bestimmten Wert überschreitet, die Röhre stromführend wird und ein Entladungsstrom durch das Instrument fliesst,
der dem Gleichrichterstrom entgegengesetzt ist.
Die Messvorrichtung gemäss dieser Erfindung weist nicht die vorher genannten Nachteile auf und besitzt den Vorteil, dass im normalen Arbeitsbereich von den Schutzmitteln kein Einfluss auf die Anzeige des Messinstrumentes ausgeübt wird, wobei die Einstellung der Messvorrichtung sehr einfach ist, und es kann leicht festgestellt werden, wann die Schutzmittel gegen Über- lastung in Wirkung treten. Die Gasentladungsröhre ist vorzugsweise eine sichtbar angeordnete Glimm lichtröhre, so dass eine Überlastung des Messinstrumentes leicht festgestellt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Klemmen a und b sind von einem Kondensator 1 und einem mit ihm in Reihe geschalteten Gleichrichter 2 überbrückt. Das Gleichstrommilliamperemeter 4 ist über den Widerstand 3 an den gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Gleichrichters 2 und an die Kathode des Gleichrichters geschaltet. An die Klemmen a und b wird die zu messende Wechselspannung, die zum Beispiel von einem Verstärker geliefert wird, angelegt. Im nor malen Messbereich sind nur die bereits beschriebenen Stromkreise wirksam.
Das Milliamperemeter 4 ist das Messinstrument, welches gegen Überlastung geschützt werden muss. Zu diesem Zwecke ist die Klemme a über den Kondensator 6 und die Gasentladungsröhre 5 mit der Klemme des Milliamperemeters verbunden, an welcher auch der Widerstand 3 liegt. Die Gasentladungsröhre kann zum Beispiel bei einer an ihren Klemmen angelegten Spannung von 85 V stromführend werden. Der gemeinsame Punkt der Röhre 5 und des Kondensators 6 ist über einen Schiebewiderstand 7 mit dem Schiebekontakt des Potentiometers 8 verbunden. An diesem Potentiometer liegt eine Gleichstromquelle. Die negative Klemme des Potentiometers ist an die Klemme des Milliamperemeters angeschlossen, welche an der Kathode des Gleichrichters 2 liegt.
Die verschiedenen Spannungen sind derart gewählt, dass bei normalen Werten der Messspannung an den Klemmen a und b die Röhre 5 gesperrt bleibt.
Der Ausschlag des Zeigers des Milliamperemeters 4 gibt dann den Wert der zu messenden Spannung an.
Wenn an die Klemmen a und b eine Spannung angelegt wird, welche zur Überlastung des Milliamperemeters führen kann, so wird die Entladung in der Röhre 5 gezündet, und durch das Milliamperemeter 4 beginnt ein dem vom Gleichrichter 2 herkommenden Strom entgegengesetzter Strom zu fliessen. Dieser entgegengesetzte Strom schützt das Milliamperemeter 4 gegen Überlastung. Dieser Strom wird bei jeder negativen Halbwelle der Wechselspannung unterbrochen.
Die Spannung, bei der der Schutz gegen Überlastung wirksam werden soll, kann mittels des Potentiometers 8 eingestellt werden. Der Ausschlag des Zeigers des Milliamperemeters bei Überlastung kann mittels des Widerstandes 7 eingestellt werden.
Die Glimmlichtröhre 5 ist sichtbar angeordnet, so dass die Überlastung sofort wahrgenommen werden kann. Somit werden keine fehlerhaften Messungen ausgeführt. Im normalen Arbeitsbereich wird von den Schutzmitteln kein Einfluss auf die Anzeige des Milliamperemeters ausgeübt. Die Messvorrichtung arbeitet ohne Trägheit.
Der Schiebewiderstand 7 kann auch an der im Schema gezeigten Stelle der Röhre 5 und die Röhre an Stelle des Schiebewiderstandes 7 montiert werden.
Die Entladung in der Röhre wird dann während der negativen Halbwelle der Messspannung gezündet. Ist die Welle der Messspannung symmetrisch, so sind die beiden aufgeführten Schaltungen gleichwertig.
Bei impulsförmigen Spannungen mit positiven Amplituden ist die Schaltung gemäss Zeichnung zu verwenden. Sind die Amplituden der impulsförmigen Spannungen negativ, so findet die letztgenannte Schaltung Verwendung, in welcher die Stellen des Schiebewiderstandes 7 und der Röhre 5 umgetauscht sind.