Verfahren zur Präzisionsmessung elektrischer Wechseistromarbeit bei Inkonstanz von Spannung und Strom
Zur Präzisionsmessung des Fehlers von Elektrizitätszählern ist eine Reihe von Verfahren bekannt, die mit Hilfe eines Wechselstrom-Gleichstrom-Transferge rätes die Wechselstromleistung über die Messzeit mit einer mittels Gleichstromkompensator genau zu bestimmenden Gleichstromleistung vergleichen. Als Transfergerät kann entweder ein Wechselstrom- Gleichstrom- Komparator oder eine Wechselstrom- Gleich strom-Lei- stungswaage verwendet werden. Ist keine hohe Konstanz der Wechselstromleistung gegeben, so haften diesen bekannten Verfahren eine Reihe von Mängeln an.
Bei einem bekannten Verfahren (DDR-Patentschrift 25 816) werden deshalb die vom Eichgenerator herrührenden Schwankungen der Wechselspannung durch einen in Kompensationsschaltung angeschlossenen und über die Messzeit integrierend arbeitenden Flussmesser ermittelt und zur Korrektur der Messung verwendet.
Dieses bekannte Verfahren ist insofern noch unzulänglich, dass nur die im Spannungskreis nicht aber die im Stromkreis auftretenden zusätzlichen Schwankungen erfasst werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Mangel des vorstehend beschriebenen Verfahrens dadurch zu beseitigen, dass die in beiden Kreisen auftretenden Schwankungen ohne Verdoppelung des apparativen Aufwandes gemeinsam erfasst werden. Sie bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Präzisionsmessung elektrischer Wechselstromarbeit bei Inkonstanz von Spannung und Strom, bei dem die Leistung des Wechselstromes mit Hilfe eines Wechselstrom-Gleichstrom-Transfergerätes über die Messzeit mit einer mittels Gleichstromkompensator genau zu bestimmenden Gleichstromleistung verglichen wird, wobei die Schwankungen der Wechselspannung und ihr Einfluss auf das Messergebnis mit einem in Kompensationsschaltung angeschlossenen und über die Messzeit integrierend arbeitenden Flussmesser ermittelt werden, dessen Anzeige zur Korrektur des gemessenen Wertes dient.
Die gestellte Aufgabe wird in einfacher Weise dadurch gelöst, dass die vektorielle Summe von zwei aus Spannungs- und Stromkreis gewonnenen, gleich grossen Teilspannungen gebildet wird, die gleichgerichtet und der Kompensationsschaltung mit Flussmesser zugeführt wird. Auf diese Weise werden auch die durch Kontaktschwierigkeiten in dem Stromkreis verursachten zusätzlichen Stromschwankungen mit erfasst. Vorzugsweise werden die aus dem Stromkreis zu gewinnenden Teilspannungen der Bürde eines Stromwandlers und die aus dem Spannungskreis zu gewinnende Teilspannung an der Bürde eines Spannungswandlers abgenommen. Zweckmässigerweise ist zum Abgleich der Teilspannungen an den Bürden ein Präzisionswiderstand mit Mittelanzapfung parallel geschaltet und zwischen Mittelanzapfung und Verbindung der beiden Abgriffe ein Null-Indikator angeschlossen.
Der Aufwand an zusätzlichen Schaltmitteln und die an sie zu stellenden Genauigkeitsforderungen sind gering. Das Verhältnis der beiden zu summierenden Spannungen ist durch Vergleich mit Nennspannung und Nennstrom als Bezugswert mit Hilfe eines Wechselstromkompensators leicht abzugleichen oder nachzuprüfen.
Der durch die Bildung der Summe statt des Produktes der Teilspannungen auftretende zusätzliche Fehler bei der Arbeitsmessung ist vernachlässigbar klein und z. B. bei Schwankungen sowohl in der Spannung als auch im Strom von je 0,3 O/o über die Messzeit noch kleiner als 0,001 0/0.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Figur 1 zeigt das Schaltprinzip, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Mess- und Schaltgeräte eingezeichnet sind.
Mit 1 ist eine als Transfergerät verwendete Wechselstrom-Gleichstrom-Leistungswaage bezeichnet, deren Gleichstromteil über Klemmen 2, beispielsweise von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Spannungsbatterie und über Klemmen 3 von einer ebenfalls nicht dargestellten Strombatterie versorgt werden. Die zugeführte Gleichstromleistung wird mit einem Gleichstromkompensator 4 in an sich bekannter Weise eingemessen.
Die Spannungskreise des zu prüfenden Wechselstromzählers 5 und des Wechselstromteiles der Leistungswaage 1 werden über einen Phasensteller 6 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Wechselstromgenerator in Eichschaltung versorgt. Über Klemmen 7 speist beispielsweise ein Transformator geringer Sekundärspannung den Stromkreis der beiden Geräte 1 und 5. Ebenso wie Eichgenerator, Einstellglieder für Strom und Spannung, sind auch die normalerweise benötigten Strom-, Spannungs- und Leistungsmesser der Übersicht halber nicht eingezeichnet. Ein im Spannungskreis liegender Schalter 8 wird von einer Normaluhr 9 gesteuert, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.
Ist eine hohe Konstanz der Wechselstromleistung nicht gegeben, so entstehen nicht zu vernachlässigende zusätzliche Messfehler. Um den Einfluss der Inkonstanz der Spannung des Eichgenerators zu erfassen, wird in an sich bekannter Weise die schwankende Wechselspannung über einen Gleichrichter 10, einem Spannungsteiler 11 zugeführt, an dessen Abgriff in Kompensationsschaltung ein im Gleichstromkreis des Transfergerätes 1 eingeschalteter Widerstand 12 liegt.
In die Kompensationsleitung ist ein über die Messzeit integrierend arbeitender Flussmesser 13 geschaltet. Zunächst liegt an seiner Stelle der Ersatzwiderstand 14 im Kompensationskreis, wobei der Nullabgleich mittels eines mit Taste 15 anzulegenden Galvanometers 16 durchgeführt wird. Mit Hilfe der Kontakte 17 und 18 eines Start- und eines Stoprelais, welche ebenfalls von der Normaluhr 9 gesteuert werden, wie durch strichlierte Linien angedeutet ist, wird der Flussmesser für die Dauer der Messung eine und ausgeschaltet und zeigt das Integral der Spannungs- und damit auch der Leistungsschwankungen an.
Um nicht nur die Spannungsschwankungen, sondern auch die Stromschwankungen erfassen zu können, ist im Stromkreis des zu prüfenden Zählers ein Stromwandler 19 vorgesehen, der mit einer Bürde 20 belastet ist. Die aus dem Spannungskreis zu gewinnende Teilspannung wird mit Hilfe eines Spannungswandlers 21 gewonnen, welcher mit einer Bürde 22 belastet ist.
Die an den Bürden 20 und 22 abgenommenen Teilspannungen werden so geschaltet, dass sie sich vektoriell summieren. Ein nur zum Abgleich der Teilspannungen einzuschaltender Präzisionswiderstand 23 mit Mittelanzapfung und ein an die Klemmen 24 anzuschaltender Nullindikator ermöglichen die Einstellung oder Nachprüfung der Grössengleichheit der beiden Teilspannungen und damit die Verwendung von billigen Wandlern mit nur geringer Genauigkeit. Da der Präzisionswiderstand 23 nur zur Einstellung dient, ist er in gestrichelten Linien gezeichnet.
Figur 2 zeigt ein einfacheres Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle von Strom- und Spannungswandlern Widerstände 24 und 25 im Strom- und Spannungskreis verwendet werden. Die übrigen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie Figur 1 versehen.
Process for the precision measurement of electrical alternating current work with inconsistencies of voltage and current
For the precision measurement of the error of electricity meters, a number of methods are known that use an AC-DC transfer device to compare the AC power over the measurement time with a DC power to be precisely determined by means of a DC compensator. Either an AC / DC comparator or an AC / DC power balance can be used as the transfer device. If the alternating current output is not very constant, these known methods have a number of deficiencies.
In a known method (GDR patent specification 25 816), the fluctuations in the alternating voltage resulting from the calibration generator are determined by a flow meter connected in a compensation circuit and integrating over the measuring time and used to correct the measurement.
This known method is still inadequate in that only the additional fluctuations occurring in the voltage circuit but not the additional fluctuations occurring in the electric circuit are recorded.
The invention is based on the object of eliminating the deficiency of the method described above in that the fluctuations occurring in both circles are recorded together without doubling the outlay on equipment. It therefore relates to a method for the precision measurement of electrical alternating current work in the event of inconsistencies in voltage and current, in which the output of the alternating current is compared with the aid of an alternating current-direct current transfer device over the measuring time with a direct current power to be precisely determined by means of a direct current compensator, whereby the fluctuations of the AC voltage and its influence on the measurement result can be determined with a flow meter connected in a compensation circuit and working integrating over the measurement time, the display of which is used to correct the measured value.
The object set is achieved in a simple manner in that the vector sum is formed from two partial voltages of equal magnitude obtained from the voltage and current circuit, which is rectified and fed to the compensation circuit with a flow meter. In this way, the additional current fluctuations caused by contact difficulties in the circuit are also recorded. The partial voltages of the load of a current transformer to be obtained from the circuit and the partial voltage to be obtained from the voltage circuit are preferably taken from the burden of a voltage converter. A precision resistor with a center tap is expediently connected in parallel to balance the partial voltages on the loads and a zero indicator is connected between the center tap and the connection between the two taps.
The cost of additional switching means and the accuracy requirements to be placed on them are low. The ratio of the two voltages to be summed can easily be adjusted or checked by comparing the nominal voltage and nominal current as a reference value with the aid of an AC compensator.
The additional error that occurs in the work measurement due to the formation of the sum instead of the product of the partial voltages is negligibly small and z. B. in the case of fluctuations in both the voltage and the current of 0.3 O / o each over the measurement time, even less than 0.001 0/0.
The method according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing:
FIG. 1 shows the switching principle, only the measuring and switching devices required to understand the invention being shown.
1 with an AC-DC power balance used as a transfer device is referred to, the DC part of which is supplied via terminals 2, for example from a voltage battery not shown in the drawing and via terminals 3 from a power battery, also not shown. The supplied direct current power is measured with a direct current compensator 4 in a manner known per se.
The voltage circuits of the alternating current meter 5 to be tested and the alternating current part of the power balance 1 are supplied via a phase adjuster 6 from an alternating current generator, not shown in the drawing, in a calibration circuit. For example, a transformer with low secondary voltage feeds the circuit of the two devices 1 and 5 via terminals 7. As well as the calibration generator, setting elements for current and voltage, the normally required current, voltage and power meters are not shown for the sake of clarity. A switch 8 in the voltage circuit is controlled by a normal clock 9, as indicated by a dashed line.
If the alternating current power is not very constant, additional measurement errors that cannot be neglected arise. In order to detect the influence of the inconsistency of the voltage of the calibration generator, the fluctuating AC voltage is fed in a known manner via a rectifier 10 to a voltage divider 11, at the tap of which a resistor 12 connected in the direct current circuit of the transfer device 1 is located in the compensation circuit.
A flow meter 13, which works in an integrating manner over the measuring time, is connected into the compensation line. Initially, the equivalent resistor 14 is located in its place in the compensation circuit, the zero adjustment being carried out by means of a galvanometer 16 to be applied with key 15. With the help of the contacts 17 and 18 of a start and a stop relay, which are also controlled by the standard clock 9, as indicated by dashed lines, the flow meter is switched on and off for the duration of the measurement and shows the integral of the voltage and thus also the fluctuations in performance.
In order to be able to detect not only the voltage fluctuations but also the current fluctuations, a current transformer 19, which is loaded with a burden 20, is provided in the circuit of the meter to be tested. The partial voltage to be obtained from the voltage circuit is obtained with the aid of a voltage converter 21 which is loaded with a burden 22.
The partial voltages taken from the loads 20 and 22 are switched so that they add up vectorially. A precision resistor 23 with a center tap, which is only to be switched on for balancing the partial voltages, and a zero indicator to be connected to the terminals 24 enable the setting or verification of the equality of the two partial voltages and thus the use of cheap converters with only low accuracy. Since the precision resistor 23 is only used for adjustment, it is drawn in dashed lines.
FIG. 2 shows a simpler exemplary embodiment in which resistors 24 and 25 are used in the current and voltage circuit instead of current and voltage converters. The other parts are provided with the same reference numerals as in FIG.