CH664019A5

CH664019A5 - Einrichtung zur zaehlung der umdrehungen einer laeuferscheibe eines elektrizitaetszaehlers.

Info

Publication number: CH664019A5
Application number: CH5025/83A
Authority: CH
Inventors: Eduard Baumann
Original assignee: Zellweger Uster Ag
Priority date: 1983-09-15
Filing date: 1983-09-15
Publication date: 1988-01-29
Also published as: GB2146782A; ZA845937B; AU572426B2; GB2146782B; DE3422172C2; AU3166384A; GB8419421D0; DE3422172A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zählung der Umdrehungen einer durch ein vom Verbraucherstrom und der Versorgungsspannung erzeugtes Feld antreibbaren Läuferscheibe eines Elektrizitätszählers.

Bei bekannten Elektrizitätszählern ist die Einrichtung zur Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe dadurch gebildet, dass auf der die Läuferscheibe tragenden Läuferwelle eine Schnecke angeordnet ist, in welche ein Zahnrad eingreift, welches über weitere Zahnräder ein Zählwerk antreibt. Sobald bei derartigen Elektrizitätszählern die Information über die Anzahl der Umdrehungen der Läuferscheibe nicht nur im Zähler selbst, sondern auch an einem anderen Ort zur Verfügung stehen soll, die genannte Information also elektrisch übertragen werden muss, müssen die Zähler mit zusätzlichen Mitteln ausgerüstet werden.

Es sind Elektrizitätszähler erhältlich, die einen oder mehrere Steuerkontakte aufweisen, welche sich proportional zur Anzahl der Umdrehungen der Läuferscheibe öffnen und schliessen, wodurch die für die elektrische Übertragung der gewünschten Information benötigten Signale zur Verfügung stehen. Aber wenn ein Zähler diese Steuerkontrakte nicht aufweist, dann kann er nicht nachträglich an seinem Standort damit ausgerüstet werden. Dies müsste vielmehr an einer zentralen Stelle erfolgen. Dann müsste aber für die Dauer der Umrüstung ein Ersatzzähler angeschlossen werden, was wegen der hohen Kosten wirtschaftlich nicht vertretbar wäre. Es sind auch schon Elektrizitätszähler vorgeschlagen worden, bei denen die Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe auf elektrooptischem Weg erfolgt. Einrichtungen zur optischen Abtastung wären zwar so ausführbar, dass sie relativ leicht an Ort und Stelle in einen bestehenden Zähler eingebaut werden könnten. Sie kommen aber nicht in Frage, weil die Lebensdauer der heute erhältlichen Photozellen und Photodioden um mindestens eine Grössenord-nung unter der Zeitspanne liegt, über welche ein Elektrizitätszähler wartungs- und störungsfrei laufen muss.

Durch die Erfindung soll nun eine Einrichtung zur Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe angegeben s

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werden, welche einerseits die Information über die Anzahl der Umdrehungen der Läuferscheibe in Form von elektrischen Signalen liefert und anderseits eine genügend lange Lebensdauer von beispielsweise zehn oder zwanzig Jahren aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindugnsgemäss dadurch gelöst, dass die Läuferscheibe mit einer eine von Luft verschiedenen Dielektrizitätskonstante aufweisenden Markierung versehen ist, dass in der Bewegungsbahn der Markierung mindestens eine Elektrode angeordnet ist, und dass die bei jedem Vorbeilaufen der Markierung an der Elektrode auftretende Änderung der Kapazität der Elektrode gegenüber ihrer Umgebung ein Mass für die Umdrehungen der Läuferscheibe darstellt.

Das erfindungsgemässe kapazitive Abtastorgan für die Läuferscheibe liefert die Information über die Anzahl der Umdrehungen der Läuferscheibe in Form von elektrischen Signalen, die beliebig übertragen und ausgewertet werden können, es stellt ohne Zweifel eine kostengünstige Lösung dar und die Anforderungen an die Lebensdauer können problemlos erfüllt werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode auf einem am Elektrizitätszähler befestigbaren Bauteil angeordnet ist.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektrode vorgesehen ist, welche durch die Läuferscheibe gebildet ist, deren elektrischen Anschluss über die Läuferwelle und einen an dieser anliegenden Schleifkontakte erfolgt, welcher von dem genannten Bauteil getragen ist.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Bauteil in einer zu Ebene der Läuferscheibe parallelen Ebene mehrere, vorzugsweise drei Elektroden angeordnet sind.

Gemäss einer Weiterbildung dieser beiden bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung ist der die Elektroden tragende Bauteil am Elektrizitätszähler, vorzugsweise an dessen Frontplatte, festgeklemmt und weist 40 die erforderlichen elektrischen Anschlüsse für die Elektroden auf.

Eine in dieser Weise ausgebildete Einrichtung zur Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe besteht also nur aus einem einzigen, am Zähler festgeklemmten Bauteil, der einerseits mehrere Elektroden oder hur eine Elektrode und den Schleifkontakt trägt und anderseits die erforderlichen elektrischen Anschlüsse aufweist. Ausserdem ist auf der Läuferscheibe die Markierung anzubringen, was beispielsweise durch Aufkleben eines entsprechenden Plättchens oder durch Auftupfen eines geeigneten, nach dem Auftupfen erstarrenden, Flüssigkeitströpfchens erfolgen kann. Es liegt auf der Hand, dass diese beiden Operationen - Festklemmen des Bauteils und Aufbringen der Markierung - rasch und einfach vorgenommen werden können und praktisch keinen Eingriff in den Elektrizitätszähler darstellen.

Daher ist eine derart ausgebildete Einrichtung in hervorragender Weise dazu geeignet, bereits bestehende und installierte Zähler umzurüsten. Dies ist beispielsweise bei der 60 Umstellung von Einfach- auf Mehrfachtarif von beträchtlicher wirtschaftlicher Bedeutung. Die sogenannten Mehrfachtarifzähler weisen bekanntlich mehrere Zählwerke auf, mit denen das Messwerk durch eine Schaltuhr oder durch einen Rundsteuerempfänger wahlweise gekuppelt wird, so 65 dass der zu verschiedenen Zeiten entnommene Strom getrennt verrechnet werden kann. Die Umrüstung eines Einfachtarifzählers auf Mehrfachtarif war bisher auf wirtschaftliche Weise nicht möglich, so dass bei einer Umstellung auf Mehrfachtarif bisher die alten Zähler durch neue ersetzt wurden.

Mit der erfindungsgemässen Einrichtung kann nun erst-s mais eine derartige Umrüstung problemlos vorgenommen werden, indem eine befugte Bedienungsperson den Bauteil am Zähler anbringt und die Markierung auf die Läuferscheibe aufbringt. Da der Mehrfachtarif ohnehin in der Regel einen Rundsteuerempfänger erfordert, wird die Aus-10 werteinheit für die Einrichtung am besten mit dem Rundsteuerempfänger zu einem Gerät zusammengefasst, welches dann insbesondere eines oder mehrere Zählwerke, beispielsweise je eines für Hoch- und für Niedertarif, enthält. Das im Zähler ursprünglich enthaltene Zählwerk würde dann den ls gesamten Stromverbrauch anzeigen, die beiden Zählwerke in dem den Rundsteuerempfänger enthaltenden Gerät den Stromverbrauch bei Hoch- und Niedertarif.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu-20 tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Elektrizitätszählers mit einer erfindungsgemässen kapazitiven Abtasteinrichtung für die Zählung der Umdrehung der Läufer-25 scheibe, bei abgenommener Frontplatte des Zählers,

Fig. 2 ein Detail des Zählers von Fig. 1 von hinten gegen die Frontplatte hin gesehen, in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Variante der Abtasteinrichtung von Fig. 1,

30 Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der Abtasteinrichtung von Fig. 1,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Auswerteinheit für die Abtasteinrichtung von Fig. 1, und

Fig. 6,7 je ein Blockschaltbild einer Auswerteinheit für die 35 Abtasteinrichtung von Fig. 3 und/oder Fig. 4.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Elektrizitätszähler konventioneller Bauart mit seinen wesentlichsten Bestandteilen dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht des Zählers bei abgenommener Frontplatte und Fig. 2 eine Ansicht aus dem Zählerinneren gegen die Frontplatte, wobei nur die für das Verständnis der kapazitiven Abtasteinrichtungen erforderlichen Teile eingezeichnet sind.

Der Zähler besteht darstellungsgemäss aus einer Grundplatte 1, auf welcher in einem oberen und einem unteren Lager 2 bzw. 3 eine sogenannte Läuferwelle 4 vertikal und frei drehbar gelagert ist. Die Läuferwelle 4 trägt eine horizontale Scheibe 5, die sogenannte Läuferscheibe, welche bei Entnahme von Strom aus dem Netz N zusammen mit der Läuferwelle 4 rotiert, wobei die Anzahl der Umdrehungen der Läuferscheibe 5 ein Mass für die Menge des verbrauchten Stroms darstellt. Die Grundplatte 1 weist im Bereich der Läuferscheibe 5 eine schlitzartige Ausnehmung 6 auf, welche die Läuferscheibe 5 und deren teilweisen Durchtritt durch die Grundplatte 1 ermöglicht.

Der Antrieb der Läuferscheibe 5 erfolgt in bekannter Weise durch zwei Elektromagnete, das vom Verbraucherstrom durchflossene Stromeisen 7 und das an der Versorgungsspannung liegende Spannungseisen 8, die durch ihre Anordnung ein magnetisches Wanderfeld erzeugen. Dieses ruft in der Läuferscheibe 5 durch Induktion Wirbelströme hervor, die ein Drehmoment erzeugen, das dem Produkt der beiden Magnetfelder proportional ist. Gleichzeitig durchläuft die Läuferscheibe 5 das Feld eines Dauermagneten 9, das, ebenfalls durch Induktion, ein der Geschwindigkeit der Läuferscheibe 5 proportionales Bremsmoment erzeugt. Die Anzahl der Umdrehungen der Läuferscheibe 5 entspricht der dem Netz N entnommenen Arbeit.

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Die Läuferwelle 4 ist mit einer Schnecke 10 versehen, mit welcher ein Zahnrad 11 in Eingriff steht, welches über weitere Zahnräder ein Zählwerk 12 antreibt. Diese weiteren Zahnräder sind nicht dargestellt und der Antrieb des Zählwerkes 12, welches in der Regel im Bereich des oberen Teils der Frontplatte 13 (Fig. 2) angeordnet ist, ist durch eine strichlierte Linie 14 zwischen der das Zahnrad 11 tragenden Welle 15 und dem Zählwerk 12 symbolisiert.

Gemäss Fig. 1 sind an der Grundplatte 1 mehrere, darstel-lungsgemäss vier Befestigungsarme 16 für die Frontplatte 13 (Fig. 2) angearbeitet, an denen die letztere angeschraubt ist. Es ist dabei ohne Belang, ob die Frontplatte 13 so wie in Fig. 2 dargestellt, aus zwei Teilen, oder aber aus nur einem Teil besteht. Wesentlich ist, dass sie in jedem Fall einen Spalt für den Durchtritt des bezogen auf Fig. 1 vorderen Randes der Läuferscheibe 5 aufweist.

Die bisher beschriebenen Teile des dargestellten Elektrizitätszählers sind bekannt und entsprechen denjenigen eines üblichen Einfachtarifzählers. Nun soll gezeigt werden, wie dieser Einfachtarifzähler in einen Mehrfachtarifzähler umgerüstet werden kann.

Dazu wird erfindungsgemäss der Einbau einer kapazitiven Abtasteinrichtung für die Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe 5 vorgeschlagen. Diese kapazitive Abtasteinrichtung wird dadurch gebildet, dass auf der Läuferscheibe 5 eine Markierung 17 aus einem eine von derjenigen der Luft verschiedene Dielektizitätskonstante aufweisenden Material aufgebracht wird und dass die beim Vorbeilaufen der Markierung 17 an einer Elektrode 18 entstehenden Kapazitätsänderungen zwischen zwei Anschlüssen 19 und 21 festgestellt und gezählt und somit als Mass für die Umdrehungen der Läuferscheibe 5 verwendet werden.

Darstellungsgemäss ist die Markierung 17 auf die Unterseite der Läuferscheibe 5, im Bereich von deren Rand, aufgebracht. Die Markierung 17 hat ungefähr die dargestellte Grösse von einigen Quadratmillimetern und ist so klein, dass das Laufverhalten und die Ganggenauigkeit der Läuferscheibe 5 nicht beeinträchtigt werden. Die Form der Markierung 17 ist nicht wesentlich und könnte beispielsweise auch kreisförmig sein. Das Aufbringen der Markierung 17 auf die Läuferscheibe 5 kann durch Aufkleben eines kleinen Plättchens oder einer Folie oder beispielsweise auch durch Auftupfen oder Aufspritzen eines Tropfens einer geeigneten und nach dem Aufbringen erstarrenden Flüssigkeit erfolgen. Als geeignetes Material für die Markierung 17 hat sich beispielsweise Strontiumtitanat erwiesen, welches eine Dielektrizitätskonstante von über 100 besitzt.

Unterhalb der Läuferscheibe 5 ist in der Bewegungsbahn der Markierung 17 und in einem geeigneten Abstand von etwa 1 mm von der Läuferscheibe 5 ein leitendes Plättchen 18 angeordnet, welches die eine Elektrode eines Messkondensators bildet und mit einem Anschluss 19 elektrisch verbunden ist. Die andere Elektrode des Kondensators bildet die Umgebung des Plättchens 18, hauptsächlich die Läuferscheibe 5, die über die Läuferwelle 4 und einen an dieser anliegenden Schleifkontakt 20 mit einem Anschluss 21 elektrisch verbunden ist. Dadurch, dass die Markierung 17 eine Dielektrizitätskonstante aufweist, welche von denjenigen von Luft verschieden ist, ist bei der dargestellten Drehstellung der Läuferscheibe 5, bei welcher die Markierung 17 gerade am Plättchen 18 vorbeiläuft, die zwischen den Anschlüssen 19 und 21 messbare Kapazität anders als bei den anderen Drehstellungen der Läuferscheibe 5, wenn die Markierung 17 vom Plättchen 18 entfernt ist. Da sich der veränderte Kapazitätswert bei jedem Vorbeilaufen der Markierung 17 am Plättchen 18, also bei jeder Umdrehung der Läuferscheibe 5 einmal einstellt, kann diese Kapazitätsänderung zur Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe 5 verwendet werden.

Das Plättchen 18 und der Schleifkontakt 20 sind an einem gemeinsamen Bauteil 22 befestigt, welcher mit einem Befestigungsclip 23 versehen ist, mit dessen Hilfe der Bauteil 22 am unteren Teil der Frontplatte 13 festgeklemmt wird. Zur Umrüstung eines Einfachtarifzählers auf Mehrfachtarif braucht die Bedienungsperson, beispielsweise ein Monteur des zuständigen Elektrizitätswerkes, lediglich die Markierung 17 auf die Läuferscheibe 5 aufzubringen und anschliessend den Bauteil 22 mit seinem Clip 23 über den unteren Rand der Frontplatte 13 zu schieben. Der Bauteil 22 weist die erforderlichen elektrischen Anschlüsse 19 und 21 auf, die vorzugsweise zu einem gemeinsamen Kabel zusammenge-fasst sind. Dieses Kabel wird an geeigneter Stelle aus dem Zähler herausgeführt, so dass für die Bedienungsperson als einzige eventuell mit einem Werkzeug vorzunehmende Operation das Bohren eines Loches für dieses Kabel im Zählergehäuse verbleibt. Die Umrüstung des Zählers stellt somit keinerlei Eingriff in dessen Aktivteil dar, erfordert keine besonderen Kenntnisse und Fähigkeiten der Bedienungsperson und kann von dieser einfach und rasch am Standort des Zählers vorgenommen werden.

Auch wenn in den Fig. 1 und 2 die kapazitive Abtasteinrichtung in Verbindung mit der Umrüstung eines Einfachtarifzählers auf Mehrfachtarif dargestellt ist, ist die kapazitive Abtasteinrichtung selbstverständlich nicht auf diese Applikation beschränkt. Dies gilt auch für die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 4. Denn es ist ebenfalls vorteilhaft, bei der Produktion neuer Elektrizitätszähler anstelle der Schnecke 10, des Zahnrades 11 und der übrigen Zahnräder eine kapazitive Abtasteinrichtung in die Zähler einzubauen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der kapazitiven Abtasteinrichtung ist nicht eine der Elektroden des Messkondensators durch die Läuferscheibe 5 gebildet, sondern es sind unterhalb der Läuferscheibe 5 insgesamt drei Elektroden 24,25 und 26 in der dargestellten Konfiguration angeordnet, so dass der Schleifkontakt 20 (Fig. 1) wegfällt.

Wenn die Markierung 17 bei Drehung der Läuferscheibe 5 in der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung an die Elektroden gelangt, dann überstreicht sie zuerst die Elektrode 25 und die eine Hälfte der Elektrode 24 und anschliessend die Elektrode 26 und die andere Hälfte der Elektrode 24. Dabei ergibt sich an den Anschlüssen 27,28,29 der Elektroden 24, 25 und 26 folgender Verlauf der Kapazität: Sobald die Markierung 17 die Elektrode 25 und die eine Hälfte der Elektrode 24 überstreicht, steigt zwischen diesen Elektroden und damit zwischen ihren Anschlüssen 28 und 27 die Kapazität an und fällt, nachdem die Markierung 17 an der Elektrode 25 vorbeigelaufen ist, wieder auf den vorherigen Wert ab. Überstreicht die Markierung 17 die Elektrode 26 und die Hälfte der Elektrode 24, dann steigt die Kapazität zwischen diesen Elektroden und damit zwischen ihren Anschlüssen 29 und 27 an und sinkt, nachdem die Markierung 17 die Elektrode 26 passiert hat, wieder auf den vorherigen Wert ab. Diese bei jeder Umdrehung der Läuferscheibe 5 einmal auftretenden Kapazitätsänderungen können nun ebenfalls für die Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe 5 verwendet werden.

Durch eine Verkürzung der radialen Länge der Markierung 17 könnte man erreichen, dass diese nur noch die Elektroden 25 und 26, nicht aber die Elektrode 24 überstreicht. Dadurch würde sich am beschriebenen Vorgang der Kapazitätsvariationen nichts ändern.

In Fig. 4 ist eine andere Konfiguration der drei Elektroden 24, 25 und 26 dargestellt, welche darstellungsgemäss in einer Reihe angeordnet sind, wobei bei der Drehbewegung der Läuferscheibe 5 nur die Elektrode 25 von der Markierung 17 überstrichen wird.

Dadurch steigt beim Vorbeilaufen der Markierung 17 an den Elektroden die Kapazität nur zwischen den Anschlüssen s

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27 und 28, nicht aber zwischen den Anschlüssen 28 und 29. Da diese verschiedenen Kapazitäten zwischen den Anschlüssen 27 und 28 einerseits und 27 und 29 anderseits nur einmal pro Umdrehung der Läuferscheibe 5 auftreten, können sie ebenfalls für die Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe 5 verwendet werden.

Selbstverständlich sind auch bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 die Elektroden 24,25 und 26 auf einem gemeinsamen Bauteil angeordnet, der sich, beispielsweise in der Art des Bauteils 22 von Fig. 1, im nachhinein am Zähler befestigen lässt.

Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild einer Auswerteinheit für die in Fig. 1 dargestellte kapazitive Abtasteinrichtung. Dabei wird davon ausgegangen, dass an den beiden Elektroden des Kondensators, also an der Läuferscheibe 5 und am Plättchen 18, eine Wechselspannung liegt. Die Kapazität zwischen den Anschlüssen 19 und 21 (Fig. 1) wird als Bestandteil der frequenzbestimmenden Elemente eines Oszillators 30 verwendet der dann bei den beiden verschiedenen Kapazitäten des Kondensators, je nachdem, ob die Markierung 17 gerade das Plättchen 18 (Fig. 1) überstreicht oder nicht, mit verschiedenen Frequenzen schwingt. Dabei sei f0 die Frequenz des Oszillators 30 bei der kleineren und f die Frequenz bei der grösseren Kapazität. Dem Oszillator 30 ist ein auf die Frequenz f abgestimmtes Filter 31 oder ein anderes frequenzdiskriminierendes Element nachgeschaltet, dessen Ausgang über einen Gleichrichter 32 zu einer Klemme 33 geführt ist.

Solange der Oszillator 30 mit der Frequenz fo schwingt, wird die Ausgangsspannung an der Klemme 33 sehr klein sein. Schwingt jedoch der Oszillator 30 mit der Frequenz f, dann wird die Ausgangsspannung U an der Klemme 33 auf einen deutlich höheren Wert ansteigen. Dieser höhere Wert der Ausgangsspannung an der Klemme 33 wird somit immer dann auftreten, wenn die Markierung 17 gerade das Plättchen 18 überstreicht und kann daher zum Antrieb eines Zählers verwendet werden.

In Fig. 6 ist das Blockschaltbild einer Auswerteinheit für eine kapazitive Abtasteinrichtung gemäss Fig. 3 oder 4 dargestellt, welche eine Brückenschaltung aufweist, an deren Eingängen die Anschlüsse 27, 28 und 29 der kapazitiven Abtasteinrichtung liegen. Die beiden die Anschlüsse 27 und 28 aufweisenden Elektroden 24 und 25 sind durch einen gestrichelt eingezeichneten Kondesator Ki, die beiden die Anschlüsse 27 und 29 aufweisenden Elektroden 24 und 26 durch einen gestrichelt eingezeichneten Kondensator K2 symbolisiert.

Solange die Markierung 17 die Elektroden 24,25 und 26 nicht überstreicht, sind die Kapazitäten zwischen den Anschlüssen 27 und 28 einerseits und 27 und 29 anderseits gleich gross, und die symmmetrisch aufgebaute Brücke,

deren mittleren Zweig einen mit der Frequenz fo schwingenden Oszillator 38 enthält, ist im Gleichgewicht und ihre Ausgangsspannung U zwischen den Klemmen 34 und 35 ist gleich Null. Wenn sich die Markierung 17 den Elektroden 24 und 25 nähert, dann steigt die Kapazität zwischen den Anschlüssen 27 und 28, was eine Verstimmung der Brücke zur Folge hat. Das bedeutet, dass im Vergleich zum Punkt 36 die Spannung am Punkt 37 steigt, so dass die Klemme 35 im Vergleich zur Klemme 34 positiv wird. Entfernt sich die Markierung 17 nach der maximalen Überdeckung mit den Elektroden 24 und 25 von der letzteren und nähert sich der Elektrode 26, dann gelangt die Brücke wieder in den Gleichgewichtszustand mit der Ausgangsspannung Null. Kommt es in der Folge zur Überdeckung der zweiten Hälfte der Elektrode 24 und der Elektrode 26 durch die Markierung 17, dann ist der andere Brückenzweig verstimmt. Denn da jetzt die Kapazität zwischen den Anschlüsssen 27 und 29 einen höheren Wert aufweist, steigt die Spannung am Punkt 36, sodass die Klemme 34 gegenüber der Klemme 35 positiv wird. Diese

Polaritätswechsel treten bei jeder Umdrehung der Läuferscheibe einmal auf und können daher zur Ansteuerung eines die Umdrehungen der Läuferscheibe zählenden Zählers verwendet werden.

Die hier nicht speziell erwähnten Teile der Brückenschaltung, wie Gleichrichter, Kondensatoren und Widerstände, werden als im Verständnis des Fachmanns liegend vorausgesetzt und sind in der Figur nicht mit einem Bezugszeichen versehen.

Die Brückenschaltung gemäss Fig. 6 kann auch als Auswerteinheit für die kapazitive Abtasteinrichtung von Fig. 4 verwendet werden. Da hier nur die Elektrode 25 von der Markierung 17 überstrichen wird, würde in diesem Fall nur der rechte Brückenzweig verstimmt werden und die Klemme 35 würde gegenüber der Klemme 34 positiv. Auch dadurch würde zwischen den Klemmen 34 und 35 der Brückenschaltung ein Spannungsimpuls geliefert, mit dessen Hilfe die Umdrehungen der Läuferscheibe gezählt werden können.

Die Elektrodenanordnungen der Fig. 3 und 4 haben den Vorteil der relativen Unempfindlichkeit bezüglich der Montagedistanz zwischen den zu einer mechanischen Baueinheit zusammengefassten Elektroden 24,25 und 26 einerseits und der Läuferscheibe 5 (Fig. 1) anderseits. Denn die Kapazitäten zwischen den Elektroden 24 und 25 bzw. 24 und 26 ändern sich bei diesen Anordnungen mit der Distanz zur Läuferscheibe 5 in gleicher Weise, so dass eine Änderung der Montagedistanz keine Verstimmung der Brücke hervorruft. Auch durch Temperaturschwankungen oder Alterung hervorgerufene Distanzänderungen bleiben damit ohne Einfluss auf die Zählung der Umdrehungen der Läuferscheibe 5.

Fig. 7 zeigt eine Auswerteinheit, die anstelle der Brückenschaltung von Fig. 6 verwendet werden kann. Diese besteht darstellungsgemäss aus zwei Oszillatoren 39 und 40, einer Mischstufe 41 und aus einem Hochpassfilter 42, dessen Ausgang über einen Gleichrichter 43 mit einer Ausgangsklemme 44 verbunden ist. Wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 wird die Kapazität zwischen den Anschlüssen 27 und 29 diejenige zwischen den Anschlüssen 27 und 28 jeweils als Bestandteil der frequenzbestimmenden Elemente des Oszillators 39 bzw. 40 verwendet. Solange die Markierung 17 von den Elektroden 24,25,26 (Fig. 3,4) entfernt ist, sind die Kapazitäten zwischen den genannten Anschlüssen gleich gross und die beiden Oszillatoren 39 und 40 laufen auf der gleichen Frequenz fo. Dadurch liefert die Mischstufe 41 an ihrem Ausgang ein Gleichstromsignal, das das Hochpassfilter 42 nicht passieren kann. Wenn sich die Markierung 17 über die Elektrode 25 (Fig. 4) bewegt, dann erhöht sich die Kapazität zwischen den Anschlüssen 27 und 29 und der Oszillator 39 ändert seine Frequenz. Dann erscheint am Ausgang der Mischstufe 41 die Differenzfrequenz der beiden Oszillatoren 39 und 40, die das Hochpassfilter 42 passieren kann und über den Gleichrichter 43 an der Ausgangsklemme 44 eine Spannung U erzeugt. Auf diese Weise kann eine sehr empfindliche Detektion erreicht werden, die dank dem symmetrischen Aufbau der Auswerteinheit eine hohe Stabilität aufweist.

Bei Mehrfachtarifzählern erfolgt die Umschaltung zwischen den einzelnen Tarifarten durch Fernsteuerung mittels eines Rundsteuerempfängers. Wenn also ein Einfachtarifzähler auf Mehrfachtarif umgerüstet werden soll (Fig. 1,2), dann erfordert dies die Anordnung eines Rundsteuerempfängers in der Nähe des Elektrizitätszählers. In diesen Rundsteuerempfänger wird vorteilhaft die Auswerteinheit für die kapazitive Abtasteinrichtung mitsamt dem erforderlichen zusätzlichen Zähler integriert, wobei der mehr als zwei Tarifarten selbstverständlich mehr als ein zusätzlicher Zähler vorgesehen werden muss. Im Betrieb eines auf die beschriebenen Weise umgerüsteteten Mehrfachtarifzählers wird der

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Stromverbrauch bei Normaltarif durch das im Zähler vorhandene mechanische Messwerk gezählt und entsprechend angezeigt. Der Steuerimpuls des Rundsteuerempfängers für einen anderen Tarif setzt dann die kapazitive Abtasteinrichtung in Betrieb und ordnet die Zählimpulse der Auswerteinheit dem entsprechenden Zähler zu. Bei der Umschaltung auf Normaltarif wird dann die kapazitive Abtasteinrichtung durch den Rundsteuerempfänger wieder abgeschaltet.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Einrichtung zur Zählung der Umdrehungen einer durch ein vom Verbraucherstrom und der Versorgungsspannung erzeugtes Feld antreibbaren Läuferscheibe eines Elektrizitätszählers, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (5) mit einer eine von Luft verschiedene Dielektrizitätskonstante aufweisenden Markierung ( 17) versehen ist, dass in der Bewegungsbahn der Markierung mindestens eine Elektrode ( 18, 24,25,26) angeordnet ist, und dass die bei jedem Vorbeilaufen der Markierung an der Elektrode auftretende Änderung der Kapazität der Elektrode gegenüber ihrer Umgebung ein Mass für die Umdrehungen der Läuferscheibe darstellt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode ( 18 ; 24, 25, 26) auf einem am Elektrizitätszähler befestigbaren Bauteil (22) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (5) als zweite Elektrode ausgebildet ist, deren elektrischer Anschluss über die Läuferwelle (4) und einen an dieser anliegenden Schleifkontakt (20) erfolgt, welcher von dem genannten Bauteil (22) getragen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Bauteil (22) in einer zur Ebene der Läuferscheibe (5) parallelen Ebene mehrere, vorzugsweise drei Elektroden (24,25,26) angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode (25,26) der drei Elektroden (24,25,26) in Drehrichtung der Läuferscheibe (5) hintereinander angeordnet sind, dass die dritte Elektrode (24) in radialer Richtung der Läuferscheibe gegen die erste und zweite Elektrode versetzt ist, und dass zumindest die erste und zweite Elektrode in der Bewegungsbahn der Markierung (17) liegen.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Elektrode (25, 26, 24) in radialer Richtung der Läuferscheibe (5) nebeneinander angeordnet sind, und dass nur die erste oder die zweite Elektrode in der Bewegungsbahn der Markierung (17) liegt.

7. Einrichtung nach Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Elektroden ( 18,24,25,26) tragende Bauteil (22) am Elektrizitätszähler, vorzugsweise an dessen Frontplatte (13), festgeklemmt ist und die erforderlichen elektrischen Anschlüsse ( 19, 21 ; 27, 28, 29) für die Elektroden aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7 zur Umrüstung eines Einfachtarifzählers mit einem Messwerk und einem von diesem angetriebenen Zählwerk auf Mehrfachtarifbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (19,21 ; 27, 28,29) für die Elektroden ( 18, 24, 25,26) mit einer ausserhalb des Zählers angeordneten und durch eine Steuerung, vorzugsweise durch einen Rundsteuerempfänger, ein- und ausschaltbaren Auswerteinheit verbunden sind, welche Auswerteinheit pro zusätzlicher Tarifart ein zusätzliches Zählwerk aufweist.

9. Einrichtung nach Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit einen an die Anschlüsse ( 19,21 ) der Elektroden ( 18,20) angeschlossenen Oszillator (3), ein dem Oszillator nachgeschaltetes frequenzdiskriminierendes Element, vorzugsweise ein Filter (31), einen dem Filter nachgeschalteten Gleichrichter (32) und eine diesem nachgeschaltete Klemme (33) aufweist, deren Ausgangspannung (U) als Steuerspannung für den oder die zusätzlichen Zählwerke dient, dass die Kapazität zwischen den Anschlüssen der Elektroden Bestandteil der frequenzbestimmenden Elemente des Oszillators bildet, und dass das Filter auf die der höheren Kapazität zwischen den Anschlüssen der Elektroden entsprechende Frequenz des Oszillators abgestimmt ist.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit eine symmetrisch aufgebaute Brückenschaltung aufweist, deren gemeinsamer mittlerer Zweig an den Anschluss (27) der dritten Elektrode (24) und deren beide andere Zweige an die Anschlüsse (28, 29) der ersten und zweiten Elektrode (25,26) angeschlossen sind, und dass die Polaritätswechsel der an den Ausgangsklemmen (34,35) der Brückenschaltung erhältlichen Spannung (U) zur Ansteuerung des oder der zusätzlichen Zähler dienen.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit zwei an die Anschlüsse (27,28,29) der Elektroden (24,25,26) angeschlossenen Oszillatoren (39,40), eine den Oszillatoren nachgeschaltete Mischstufe (41), ein dieser nachgeschaltetes Filter (42), einen diesem nachgeschalteten Gleichrichter (43) und eine diesem nachgeschaltete Klemme (44) aufweist, deren Ausgangsspannung (U) als Steuerspannung für den oder die zusätzlichen Zähler dient, dass jeder Oszillator an die erste oder zweite Elektrode (25,26) sowie an die dritte Elektrode (24) angeschlossen ist, dass die Kapazität zwischen den entsprechenden Anschlüssen (27, 28 ; 27, 29) der Elektroden Bestandteil der frequenzbestimmenden Elemente des angeschlossenen Oszillators bildet, und dass das Filter auf die am Ausgang der Mischstufe erscheinende Differenzfrequenz der beiden Oszillatoren abgestimmt ist.