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.
Measuring device for measuring an alternating voltage
The invention relates to a measuring device for measuring an alternating voltage by means of a direct current measuring instrument. The alternating voltage to be measured is applied to a rectifier via a capacitor, which feeds the measuring instrument via a resistor, with means for protecting the measuring instrument against overload being provided.
It has already been proposed to protect milliammers against excessively high measuring currents by means of a resistor, which is connected upstream by a relay in the event of an excessive current intensity. It is also known to use a local power source which supplies an opposite current when the measurement current is too high.
In other known devices of this type, rectifier elements are used which are connected in parallel to the measuring instrument and have a characteristic curve in which the rectifier current increases with increasing measuring current in such a way that from a certain value of the measuring current at the rectifier current becomes greater than the current which flows through the measuring instrument. It has also been proposed to switch a voltage source into the circuit of the rectifier so that the operating point of the rectifier lies favorably on its characteristic curve and thus the rectifier does not carry any current at low currents.
Most of the known devices have the disadvantages that they are complicated, especially when relays are used, that they work with a certain inertia, or that the graduation of the measuring instrument is not favorable.
The object of this invention is a measuring device for measuring an alternating voltage, in which the alternating voltage is applied to a rectifier via a capacitor and the rectified voltage feeds a direct current measuring instrument via a resistor, means for protecting the instrument against excessively high currents being provided, characterized in that, that the direct current measuring instrument is connected to a direct current source via a gas discharge tube carrying current at a certain voltage and a second resistor and at the same time via one of these elements and a capacitor to the measuring voltage, and that the voltage and polarity of the direct current source are selected such that only when the alternating voltage exceeds a certain value, the tube becomes live and a discharge current flows through the instrument,
which is opposite to the rectifier current.
The measuring device according to this invention does not have the disadvantages mentioned above and has the advantage that in the normal working range the protective means have no influence on the display of the measuring instrument, the setting of the measuring device being very simple, and it can easily be determined when the protective devices against overload come into effect. The gas discharge tube is preferably a visibly arranged glow tube so that an overload of the measuring instrument can easily be determined.
An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
The terminals a and b are bridged by a capacitor 1 and a rectifier 2 connected in series with it. The direct current diammeter 4 is connected via the resistor 3 to the common point of the capacitor 1 and the rectifier 2 and to the cathode of the rectifier. The AC voltage to be measured, which is supplied by an amplifier, for example, is applied to terminals a and b. In the normal measuring range, only the circuits already described are effective.
The milliammeter 4 is the measuring instrument that must be protected against overload. For this purpose, the terminal a is connected via the capacitor 6 and the gas discharge tube 5 to the terminal of the milliammeter, to which the resistor 3 is also connected. The gas discharge tube can, for example, become live when a voltage of 85 V is applied to its terminals. The common point of the tube 5 and the capacitor 6 is connected to the sliding contact of the potentiometer 8 via a sliding resistor 7. A direct current source is connected to this potentiometer. The negative terminal of the potentiometer is connected to the terminal of the milliammeter, which is connected to the cathode of the rectifier 2.
The various voltages are selected in such a way that with normal values of the measurement voltage at the terminals a and b, the tube 5 remains blocked.
The deflection of the pointer of the milliammeter 4 then indicates the value of the voltage to be measured.
If a voltage is applied to terminals a and b, which can lead to overloading of the milliammeter, the discharge in the tube 5 is ignited, and a current opposite to the current coming from the rectifier 2 begins to flow through the milliammeter 4. This opposite current protects the milliammeter 4 against overload. This current is interrupted at every negative half cycle of the alternating voltage.
The voltage at which the overload protection is to take effect can be set using the potentiometer 8. The deflection of the needle of the milliammeter in the event of overload can be adjusted by means of the resistor 7.
The glow tube 5 is visibly arranged so that the overload can be perceived immediately. This means that no incorrect measurements are carried out. In the normal working range, the protective equipment has no influence on the display of the milliammeter. The measuring device works without inertia.
The slide resistor 7 can also be mounted at the point of the tube 5 shown in the diagram and the tube can be mounted in place of the slide resistor 7.
The discharge in the tube is then ignited during the negative half-wave of the measuring voltage. If the wave of the measurement voltage is symmetrical, the two circuits listed are equivalent.
For pulse-shaped voltages with positive amplitudes, the circuit shown in the drawing should be used. If the amplitudes of the pulse-shaped voltages are negative, the last-mentioned circuit is used, in which the positions of the sliding resistor 7 and the tube 5 are exchanged.