CH711878B1 - Method and device for determining the specific length resistance of a multi-wire cable. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Widerstands pro Länge eines mehrdrähtigen Kabels, wobei zum Bestimmen des spezifischen Längenwiderstands einer mehrdrähtigen Leitung (1) mindestens ein erster Stromkreis (4) durch Verbindung einer Stromquelle (4.1) mit der Leitung (1) an mindestens zwei Stromkreisverbindungspunkten (4.2, 4.3) der Leitung (1), die endlichen Abstand zueinander aufweisen, gebildet wird. Zum sicheren Abschluss von unbekannten Ausgleichsströmen aus dem Messergebnis ist vorgesehen, dass Spannungen über mindestens zwei definierte Leitungsabschnitte (2.3, 3.3) genommen werden, wobei mindestens ein erster Leitungsabschnitt (2.3) im ersten Stromkreis (4) liegt und mindestens ein zweiter Leitungsabschnitt (3.3) nicht im ersten Stromkreis (4) liegt und dass aus den mindestens zwei gemessenen Spannungen ein Spannungsmittelwert bestimmt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in einem Produktionsprozess zur Fertigung einer mehrdrahtigen Leitung (1).The invention relates to a method and a device for determining the resistance per length of a stranded cable, wherein for determining the specific length resistance of a stranded line (1) at least one first circuit (4) by connecting a current source (4.1) to the line (1). at at least two circuit connection points (4.2, 4.3) of the line (1) having finite distance from each other, is formed. For the safe conclusion of unknown compensation currents from the measurement result, it is provided that voltages are taken over at least two defined line sections (2.3, 3.3), wherein at least one first line section (2.3) lies in the first circuit (4) and at least one second line section (3.3) is not in the first circuit (4) and that from the at least two measured voltages, a mean voltage value is determined. Furthermore, the invention relates to a use of the inventive method in a production process for producing a multi-wire line (1).
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des spezifischen Längenwiderstands einer mehrdrähtigen Leitung, wobei mindestens ein erster Stromkreis durch Verbindung einer Stromquelle mit der Leitung an mindestens zwei Stromkreisverbindungspunkten der Leitung, die endlichen Abstand zueinander aufweisen, gebildet wird und eine Vorrichtung zum Bestimmen des spezifischen Längenwiderstands einer mehrdrähtigen Leitung, mit einer Stromquelle, die in mindestens einem ersten Stromkreis mit der Leitung über einen ersten Leitungsbereich verbunden ist.Description: The invention relates to a method for determining the specific linear resistance of a multi-wire line, at least one first circuit being formed by connecting a current source to the line at at least two circuit connection points of the line, which are at a finite distance from one another, and a device for determining the specific length resistance of a multi-wire line, with a current source which is connected to the line in at least one first circuit via a first line region.
[0002] Bei der Herstellung mehrdrähtiger Leitungen werden einzelne, nicht isolierte Drähte durch eine Verseilmaschine zu einer Leitung verseilt, welche auch als elektrisches Seil bezeichnet wird. Der elektrische spezifische Längenwiderstand einer Leitung oder elektrischer Widerstand pro Länge einer Leitung wird bestimmt als Quotient des elektrischen Widerstands der Leitung und der Länge des Leitungsabschnitts, über dem der Widerstand gemessen wurde. Der spezifische Längenwiderstand wird auch als Widerstand pro Länge der Leitung bezeichnet. Er ist vom Material (i.d.R. Kupfer oder Aluminium) und dem Querschnitt abhängig. Hierfür sind bestimmte, durch Normen definierte Obergrenzen einzuhalten. Bei mehrdrähtigen Leitungen ist zur Erzielung eines konstanten spezifischen Längenwiderstandes ein konstanter Durchmesser des Querschnitts über die Länge der Leitung anzustreben.In the manufacture of multi-wire lines, individual, non-insulated wires are stranded by a stranding machine to form a line, which is also referred to as an electric rope. The electrical specific length resistance of a line or electrical resistance per length of a line is determined as the quotient of the electrical resistance of the line and the length of the line section over which the resistance was measured. The specific length resistance is also called the resistance per length of the line. It depends on the material (usually copper or aluminum) and the cross-section. For this, certain upper limits defined by standards must be observed. In the case of multi-wire cables, a constant diameter of the cross section over the length of the cable should be aimed for in order to achieve a constant specific linear resistance.
[0003] Bei gängigen Verfahren der Messung des Widerstands pro Länge einer mehrdrähtigen Leitung wird an einem Bereich der Leitung ein definierter Strom angelegt. Innerhalb dieses Leitungsbereichs wird der Spannungsabfall über einen definierten Abschnitt der Leitung gemessen. Zur Bestimmung des Widerstandes pro Länge des Leitungsabschnitts wird der gemessene Spannungsabfall geteilt durch das Produkt aus der Stromstärke und der Länge des Leitungsabschnitts.In current methods of measuring the resistance per length of a multi-wire line, a defined current is applied to an area of the line. The voltage drop over a defined section of the line is measured within this line area. To determine the resistance per length of the line section, the measured voltage drop is divided by the product of the current strength and the length of the line section.
[0004] Daneben sind Verfahren bekannt, bei denen der unbekannte Widerstand einer Leitung über Vergleichsmessungen bestimmt wird. Die Spannung auf dem untersuchten Leitungsabschnitt wird mit jener an einem definierten Widerstand oder einer Prüfleitung mit bekannten Parametern verglichen. Dies geschieht entweder zeitgleich durch parallel verbundene Schaltungselemente oder zeitlich nacheinander. Bei letzterem Verfahren können Kondensatoren zum Zwischenspeichern der Potentiale dienen.In addition, methods are known in which the unknown resistance of a line is determined using comparative measurements. The voltage on the examined line section is compared with that on a defined resistor or a test line with known parameters. This is done either at the same time by circuit elements connected in parallel or one after the other. In the latter method, capacitors can be used to temporarily store the potentials.
[0005] Beim Verseilen von Einzeldrähten zu Leitungsseilen oder mehrdrähtigen Leitungen weisen die dieses bewirkende Verseilmaschinen und ihre Folgeeinrichtungen Komponenten, wie beispielsweise Verdichter für die Leitung, Abzugsrad oder Aufwickler auf, die einerseits in elektrischem Kontakt mit der mehrdrähtigen Leitung stehen und andererseits über Erde mit unbekanntem elektrischen Widerstand in elektrischer Verbindung stehen können, selbst wenn eine elektrisch isolierte Aufstellung vorgesehen ist, die allerdings nicht vollständig gegeben ist. Über solche Komponenten können demzufolge unbekannte Leck- oder Ausgleichsströme fliessen. Die Ströme sind unbekannt und sie überlagern sich mit dem durch eine Stromquelle definiert anliegendem Strom. Sie führen so zu einem falschen Wert in der Bestimmung des Widerstands pro Länge der mehrdrähtigen Leitung.When stranding single wires to line ropes or multi-wire lines, the resulting stranding machines and their follow-up devices have components, such as compressors for the line, take-off wheel or rewinder, which are in electrical contact with the multi-wire line and on the other hand are connected to the ground with unknown electrical resistance can be in electrical connection, even if an electrically insulated installation is provided, but this is not completely the case. As a result, unknown leakage or equalizing currents can flow through such components. The currents are unknown and they overlap with the current applied by a current source. This leads to an incorrect value in the determination of the resistance per length of the multi-wire line.
[0006] Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren, dass solche unbekannte Ausgleichsströme nicht oder nicht hinreichend erfasst werden und das Messergebnis verfälschen.A disadvantage of the known method is that such unknown compensating currents are not or are not adequately detected and falsify the measurement result.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche unter Vermeidung der o.g. Nachteile die Bestimmung des spezifischen Längenwiderstands einer mehrdrähtigen Leitung unter Ausschluss des Einflusses von unbekannten Ausgleichsströmen ermöglicht.The invention has for its object to provide a method and an apparatus which, while avoiding the above. Disadvantages enable the determination of the specific linear resistance of a multi-wire cable under exclusion of the influence of unknown compensation currents.
[0008] Die Aufgabe wird zunächst durch ein gattungsgemässes Verfahren gelöst, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass Spannungen über mindestens zwei definierte Leitungsabschnitte genommen werden, wobei mindestens ein erster Leitungsabschnitt im ersten Stromkreis liegt und mindestens ein zweiter Leitungsabschnitt nicht im ersten Stromkreis liegt und dass aus den mindestens zwei gemessenen Spannungen ein Spannungsmittelwert bestimmt wird.The object is first achieved by a generic method, which is characterized according to the invention in that voltages are taken across at least two defined line sections, at least one first line section lying in the first circuit and at least one second line section not lying in the first circuit and that a mean voltage value is determined from the at least two measured voltages.
[0009] Weiterhin wird die Aufgabe durch eine gattungsgemässe Vorrichtung gelöst, welche erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein erster Spannungsmesskreis mit mindestens einem Leitungsabschnitt vorgesehen ist, der Teil des ersten Stromkreises ist und mindestens ein zweiter Spannungsmesskreis mit einem Leitungsabschnitt vorgesehen ist, der nicht Teil des ersten Stromkreises ist, und dass eine Einrichtung zur Bestimmung eines Spannungsmittelwerts, der über mindestens zwei definierte Leitungsabschnitte der Leitung gemessenen Spannungen vorgesehen ist.Furthermore, the object is achieved by a generic device, which is characterized according to the invention in that at least one first voltage measuring circuit is provided with at least one line section which is part of the first circuit and at least one second voltage measuring circuit is provided with a line section which is not Is part of the first circuit and that a device for determining an average voltage value, which is provided over at least two defined line sections of the line voltages.
[0010] Die Erfindung bewirkt eine - zumindest weitgehende - Elimination der Einflüsse fliessender unbekannter Ausgleichsströme auf das Messergebnis. Deren Einfluss liegt dabei bestenfalls in üblichen Toleranzbereichen der Messung. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung fliesst der Strom der Stromquelle über einen in dem Stromkreis liegenden Stromkreisverbindungspunkt in den Leitungsbereichen der Leitung in entgegengesetzte Richtungen. Ein ggf. vorhandener Ausgleichsstrom hat in beiden Leitungsbereichen stets die gleiche Richtung. Mehrere Spannungsmessungen werden entlang der Leitung auf Abschnitten definierter Länge bei definiert angelegtem Strom der Stromquelle durchgeführt. Mindestens ein Leitungsabschnitt ist dabei im Stromkreis enthalten, mindestens ein weiterer Leitungsabschnitt ist nicht Teil des Stromkreises. Der Gesamtwiderstand der Leitung wird bestimmt aus Einzelspannungsmessungen durch Mittelwertbildung. Hierdurch werden die Einflüsse fliessender Ausgleichsströme kompensiert. Die Erfindung erlaubt eine sehr genaue Bestimmung des Widerstands pro Länge einer mehrdrähtigen Leitung.The invention brings about an - at least largely - elimination of the influences of flowing unknown compensation currents on the measurement result. At best, their influence lies in the usual tolerance ranges of the measurement. By means of the device according to the invention, the current of the current source flows in opposite directions via a circuit connection point located in the circuit in the line regions of the line. Any compensation current that is present always has the same direction in both line areas. Several voltage measurements are carried out along the line on sections of defined length with a defined current of the current source. At least one line section is included in the circuit, at least one further line section is not part of the circuit. The total resistance of the line is determined from single voltage measurements by averaging. This compensates for the influences of flowing equalizing currents. The invention allows a very precise determination of the resistance per length of a multi-wire line.
CH 711 878 B1 [0011] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung kann der Widerstand pro Länge einer mehrdrähtigen Leitung aus mehreren Einzelmessungen bestimmt werden. Dadurch wird der Einfluss von Ausgleichs- und Störströmen zumindest deutlich verringert. Dies führt zu einem genaueren Wert des Widerstands pro Länge der mehrdrähtigen Leitung im Vergleich zu den jeweiligen Einzelmessungen.CH 711 878 B1 With the method and the device according to the invention, the resistance per length of a multi-wire line can be determined from several individual measurements. This at least significantly reduces the influence of equalizing and interference currents. This leads to a more precise value of the resistance per length of the multi-wire line compared to the individual measurements.
[0012] Beim vorgeschlagenen Verfahren beaufschlagt die Stromquelle die Leitung mit einem definierten Strom. In einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Stromkreise der Stromquelle mit der Leitung an drei Stromkreisverbindungspunkten der Leitung, die endlichen Abstand zueinander aufweisen, gebildet werden. Derart sind zwei Stromkreise durch drei Stromkreisverbindungspunkte der Leitung mit endlichem Abstand zueinander gebildet, wobei die zwei Stromkreise eine gemeinsame Stromquelle aufweisen, die die Leitung mit einem definierten Strom beaufschlagt. Es wird mindestens je eine Spannungsmessung entlang zweier definierter Leitungsabschnitte zwischen den Stromkreisverbindungspunkten zur Bestimmung einer Mittelwertspannung über den Leitungsabschnitten vorgenommen. Während die Messungen grundsätzlich zeitlich nacheinander vorgenommen werden können, ist in bevorzugter Ausgestaltung, insbesondere zum Empfang zeitlich veränderlicher Störstrome vorgesehen, dass die Spannungen in Messkreisen zeitgleich gemessen werden.In the proposed method, the current source acts on the line with a defined current. In a further development of the method it can be provided that at least two circuits of the current source are formed with the line at three circuit connection points of the line which are finite apart from one another. In this way, two circuits are formed by three circuit connection points of the line at a finite distance from one another, the two circuits having a common current source which applies a defined current to the line. At least one voltage measurement is carried out along two defined line sections between the circuit connection points in order to determine an average voltage across the line sections. While the measurements can basically be carried out one after the other in a preferred embodiment, in particular for receiving time-varying interference currents, it is provided that the voltages in measuring circuits are measured simultaneously.
[0013] Hierzu kann vorrichtungsmässig vorgesehen sein, dass die Stromquelle mit mindestens einem ersten und einem zweiten Stromkreis mit aufeinanderfolgenden Leitungsbereichen verbunden ist, wobei jeder Leitungsbereich einem der Stromkreise zugehörig ist, wobei insbesondere mittels einer Spannungsmesseinheit über gegenüber dem Widerstand der Leitung hochohmige Widerstände ein gemittelter Spannungswert der beiden Leitungsabschnitte der Leitung gemessen und vorzugsweise hieraus ein gemittelter Widerstandswert der Leitung bestimmt wird.For this purpose, it can be provided in terms of the device that the current source is connected to at least a first and a second circuit with successive line areas, each line area belonging to one of the circuits, in particular by means of a voltage measuring unit using high-resistance resistors with respect to the resistance of the line The voltage value of the two line sections of the line is measured and an average resistance value of the line is preferably determined from this.
[0014] Selbst bei guter Isolation der Leitung gegenüber den vorgenannten Komponenten des Verseilaufbaus fliesst auf diese Weise stets ein Strom der Stromquelle entlang der gesamten Leitung, also insbesondere auch sämtlicher Leitungsabschnitte, entlang derer eine Spannungsmessung vorgesehen ist. Vor allem hinsichtlich der Mittelwertbildung erhöht diese Ausgestaltung die Genauigkeit des Ergebnisses.Even with good insulation of the line from the aforementioned components of the stranding structure, a current of the current source always flows in this way along the entire line, that is to say in particular also all line sections along which a voltage measurement is provided. This configuration increases the accuracy of the result, particularly with regard to averaging.
[0015] Aus dem definierten Strom und dem bestimmten Spannungsmittelwert wird der Widerstand pro Länge der Leitung bestimmt. Dieser Verfahrensschritt führt schnell zum gewünschten Ergebnis und lässt sich einfach umsetzen.The resistance per length of the line is determined from the defined current and the determined mean voltage value. This process step quickly leads to the desired result and is easy to implement.
[0016] Verfahrensmässig ist vorgesehen, dass mit jedem Messkreis eine Spannungsmessung vorgenommen wird, gleichzeitig oder zeitlich nacheinander, wobei bevorzugt mindestens eine Spannungsmessung auf einem Leitungsabschnitt vorgenommen wird, welcher mit dem ersten Stromkreis verbunden ist und mindestens eine Spannungsmessung auf dem Leitungsabschnitt vorgenommen wird, welcher mit dem zweiten Stromkreis verbunden ist. Mittels einer Spannungsmesseinheit über gegenüber dem Widerstand der Leitung hochohmige Widerstände kann ein gemittelter Spannungswert der beiden Leitungsabschnitte der Leitung gemessen und vorzugsweise hieraus ein gemittelter Widerstandswert der Leitung bestimmt werden. Die Vorrichtung sieht hierzu entweder vor, dass zwei Messkreise durch je zwei Kontaktierungen mit der Leitung verbunden sind und eine Spannungsmesseinheit zur Messung der Spannung der Leitung am jeweiligen Leitungsabschnitt aufweisen oder dass eine Spannungsmesseinheit über gegenüber dem Widerstand der Leitung hochohmige Widerstände mit den zwei aufeinanderfolgenden Leitungsabschnitten der Leitung verbunden ist.The method provides that a voltage measurement is carried out with each measuring circuit, simultaneously or in succession, preferably at least one voltage measurement being carried out on a line section which is connected to the first circuit and at least one voltage measurement being carried out on the line section which is connected to the second circuit. A mean voltage value of the two line sections of the line can be measured by means of a voltage measuring unit via resistors which are high-resistance to the resistance of the line, and preferably an average resistance value of the line can be determined from this. For this purpose, the device either provides that two measuring circuits are connected to the line by two contacts each and have a voltage measuring unit for measuring the voltage of the line at the respective line section, or that a voltage measuring unit has resistors with high resistance to the resistance of the line with the two successive line sections of the line Line is connected.
[0017] Während die Stromquelle grundsätzlich als Gleichstromquelle Gleichstrom erzeugt, kann alternativ vorgesehen sein, die vorhandene Schaltung oder einzelne Komponenten davon mit Wechselstrom zu beaufschlagen.While the current source basically generates direct current as a direct current source, it can alternatively be provided to apply alternating current to the existing circuit or individual components thereof.
[0018] Während vorzugsweise im ersteren Fall schaltungsmässig ohmsche Widerstände vorhanden sind, können im zweiten Fall neben ohmschen Widerständen auch Wechselstromwiderstände, wie Kondensatoren und/oder Spulen mit äquivalenten Parametern, verwendet werden. Im Folgenden bezieht sich das Wort «Widerstand» sowohl auf ohmsche Widerstände als auch, wo sinnvoll, auf Wechselstromwiderstände mit entsprechenden Parametern. Diese Ausgestaltung erlaubt die Bestimmung der Impedanzen der Bauteile, welche für bestimmte Frequenzen des Wechselspannungsbetriebs optimiert werden können.While ohmic resistances are preferably present in terms of circuitry in the first case, AC resistances, such as capacitors and / or coils with equivalent parameters, can be used in addition to ohmic resistors in the second case. In the following, the word «resistance» refers both to ohmic resistors and, where appropriate, to AC resistors with corresponding parameters. This configuration allows the determination of the impedances of the components, which can be optimized for certain frequencies of the AC operation.
[0019] Vorzugsweise wird der bestimmte Widerstand pro Länge des mehrdrähtigen Kabels mit festgelegten Grenzwerten verglichen. Durch diesen Verfahrensschritt kann eine Überschreitung dieser Grenzwerte während des Produktionsprozesses festgestellt werden. Gegenmassnahmen können zeitnah eingeleitet werden.Preferably, the determined resistance per length of the multi-wire cable is compared with specified limit values. This step can be used to determine whether these limit values have been exceeded during the production process. Countermeasures can be initiated promptly.
[0020] Das Ergebnis des Vergleichs kann als Signal, insbesondere als akustisches oder optisches Signal, ausgegeben werden. Auch können die Messergebnisse zur Weiterverarbeitung ausgegeben werden. So wird bei der Fertigung der Leitung durch ein Signal auf ein Überschreiten der Obergrenzen für die Widerstandswerte hingewiesen und es können entsprechende Gegenmassnamen zeitnah eingeleitet werden. Eine zuverlässige Qualitätskontrolle ist somit gewährleistet. [0021] Der Kontakt einzelner Drähte einer Leitung untereinander kann durch den Verseilprozess beeinträchtigt sein. Vorzugsweise können daher die Widerstände der zwischen isoliert zweiteilig ausgebildeten Kontaktierungen verlaufenden Leitungsabschnitten bestimmt werden. Durch die isolierte zweiteilige Ausgestaltung der Kontaktierungen wird die Messung der Widerstände der dazwischen verlaufenden Leitung an zwei Punkten vorgenommen. Dabei wird vermieden, dass ein Teil der Leitung, dessen Kontakt mit dem restlichen Teil der Leitung beeinträchtigt ist, die Bestimmung des Widerstandswerts der Leitung beeinträchtigt.The result of the comparison can be output as a signal, in particular as an acoustic or optical signal. The measurement results can also be output for further processing. When manufacturing the line, a signal indicates that the upper limits for the resistance values have been exceeded, and appropriate countermeasures can be initiated promptly. Reliable quality control is guaranteed. The contact of individual wires of a line with one another can be impaired by the stranding process. The resistances of the line sections running between insulated two-part contacts can therefore preferably be determined. Due to the isolated two-part design of the contacts, the resistance of the line running between them is measured at two points. This prevents a part of the line whose contact with the remaining part of the line is impaired from impairing the determination of the resistance value of the line.
CH 711 878 B1 [0022] Höchst vorzugsweise ist vorgesehen, dass aus den einzelnen Widerständen der die Kontaktierungen verbindenden Leitungsabschnitte durch eine elektrische Schaltung mit parallel geschalteten Widerständen das arithmetische Mittel beider Werte bestimmt wird. Durch eine messtechnische oder physikalische Mittelwertbildung, die auch als analoge Mittelwertbildung bezeichnet werden kann, kann auf den Einsatz von Rechnern in diesem Verfahrensschritt verzichtet werden. Schaltungsbedingt ist der arithmetische Mittelwert über den parallel geschalteten Widerständen abgreifbar. Es entfällt somit der materielle und zeitliche Aufwand für einen entsprechend ausgestalteten Rechenschritt.CH 711 878 B1 It is most preferably provided that the arithmetic mean of the two values is determined from the individual resistances of the line sections connecting the contacts by an electrical circuit with resistors connected in parallel. The use of computers in this process step can be dispensed with by means of measurement or physical averaging, which can also be referred to as analog averaging. Due to the circuitry, the arithmetic mean value can be tapped over the resistors connected in parallel. The material and time expenditure for a correspondingly designed calculation step is thus eliminated.
[0023] Eine Kontaktierung der Leitung mit den Messkreisen kann zweiteilig ausgestaltet sein, wobei beide Teile die Auflagefläche für die Leitung bilden. Hierdurch kann eine Messung an zwei Positionen des Leitungsabschnitts erfolgen.Contacting the line with the measuring circuits can be configured in two parts, with both parts forming the contact surface for the line. This enables a measurement to be carried out at two positions on the line section.
[0024] Ist der Kontakt eines Teils der Leitung mit der restlichen Leitung beeinträchtigt, so entsteht eine inhomogene Stromverteilung im Querschnitt der Leitung. Durch die zweiteilige Ausgestaltung der Kontaktierungen werden Beeinträchtigungen aus einer inhomogenen Stromverteilung der Leitung reduziert.If the contact of part of the line with the rest of the line is impaired, there is an inhomogeneous current distribution in the cross section of the line. The two-part design of the contacts reduces impairments from an inhomogeneous current distribution in the line.
[0025] Liegen zwei isoliert zweiteilig ausgebildete Kontaktierungen vor, kann ein Teil der ersten Kontaktierung mit einem Teil der zweiten Kontaktierung sowie die beiden übrigen Teile der Kontaktierungen miteinander über eine Spannungsmesseinheit verbunden sein. Hierdurch werden zwei Spannungsmessungen über den dazwischen liegenden Leitungsabschnitt möglich. Bei einer inhomogen über den Querschnitt der Leitung verlaufenden Stromverteilung wird durch die Messung der Spannung an mehreren Umfangspunkten der Leitung das Risiko einer fehlerhaften Bestimmung des Widerstands der Leitung verringert.If there are two isolated two-part contacts, part of the first contact can be connected to part of the second contact and the other two parts of the contacts can be connected to one another via a voltage measuring unit. This enables two voltage measurements to be made across the line section between them. If the current distribution is inhomogeneous across the cross section of the line, the risk of an incorrect determination of the resistance of the line is reduced by measuring the voltage at several circumferential points of the line.
[0026] An jedem Teil der zweiteilig ausgebildeten Kontaktierungen kann sich ein Widerstand anschliessen, welcher ein Vielfaches, vorzugsweise mindestens das Zehnfache des Wertes der geschätzten Widerstände der Verbindungen der Kontaktierungen beträgt. Durch diese Dimensionierung der Widerstände wird ein Abfliessen des Stromes über parallel zur Leitung angebrachte Schaltelemente weitestgehend vermieden. Dies würde zu einer fehlerhaften Bestimmung des Widerstands der Leitung führen. Durch die Gestaltung der Widerstände wird dies vermieden. Höchst vorzugsweise können zwei Widerstände der Teile jeweils einer Kontaktierung auf ihrer der Leitung abgewandten Seite miteinander mit einer gemeinsamen Spannungsmesseinheit verbunden sein. Dies stellt eine Schaltung zur analogen Mittelwertbildung dar.Each part of the two-part contacts can be connected to a resistor which is a multiple, preferably at least ten times the value of the estimated resistances of the connections of the contacts. This dimensioning of the resistors largely prevents the current from flowing away via switching elements mounted parallel to the line. This would lead to an incorrect determination of the resistance of the line. This is avoided by the design of the resistors. Most preferably, two resistors of the parts of a contact on their side facing away from the line can be connected to one another with a common voltage measuring unit. This represents a circuit for analog averaging.
[0027] Der gemittelte Wert aus den Einzelspannungen liegt an der Spannungsmessvorrichtung an und kann zur Bestimmung des Widerstands verwendet werden. Die auf diese Weise erzielte Bestimmung des Widerstands der Leitung ist gegenüber statistischen Schwankungen weniger fehleranfällig als eine Bestimmung aus den Einzelspannungen.The averaged value from the individual voltages is applied to the voltage measuring device and can be used to determine the resistance. The determination of the resistance of the line achieved in this way is less susceptible to errors compared to statistical fluctuations than a determination from the individual voltages.
[0028] Erfindungsgemässe Weiterbildungen der Vorrichtung können vorsehen, dass sich die jeweils mit den Stromkreisen verbundenen Leitungsbereiche von einem äusseren Stromkreisverbindungspunkt der Leitung bis zur Mitte der Leitung zwischen den Stromkreisverbindungspunkten erstrecken. So ergibt sich die Aufteilung der Leitung zu zwei gleich langen Leitungsbereichen. Die Leitungswiderstände sind näherungsweise gleich, wodurch gleich grosse Ströme auf beiden Leitungsbereichen fliessen. Die gemessenen Spannungen der Leitungsabschnitte können dann gemittelt und anschliessend durch die Stromstärke geteilt werden, um den Widerstand der Leitung zu erhalten. Die Berechnung und Mittelung der Einzelwiderstände entfallen somit.Further developments of the device according to the invention can provide that the line regions respectively connected to the circuits extend from an outer circuit connection point of the line to the middle of the line between the circuit connection points. This results in the division of the line into two line sections of the same length. The line resistances are approximately the same, which means that the same currents flow on both line areas. The measured voltages of the line sections can then be averaged and then divided by the current intensity in order to obtain the resistance of the line. The calculation and averaging of the individual resistances is therefore no longer necessary.
[0029] Jeweils eine Kontaktierung an den Enden jeweils eines der Messung zugrundeliegenden Leitungsabschnitte können untereinander elektrisch leitend verbunden sein, wobei die Art der Verbindung symmetrisch um den mittleren Stromkreisverbindungspunkt ausgestaltet sein kann. Darüber hinaus können miteinander auf diese Weise verbundene MessLeitungsabschnitte eine gemeinsame Spannungsmesseinheit aufweisen, welche zur Messung der Spannung zweier aufeinanderfolgender Mess-Leitungsabschnitte, jeder in einem anderen Stromkreis, ausgestaltet ist. Durch diese Anordnung kann ein gemittelter Spannungswert aus den jeweiligen Einzelspannungen der beteiligten Messkreise durch die gemeinsame Spannungsmesseinheit gemessen werden. Der so erhaltene Wert erfordert keinen materiellen oder zeitlichen Aufwand zur Mittelwertbildung und ist weniger fehleranfällig als die bestimmten Einzelwerte.In each case one contact at the ends of one of the line sections on which the measurement is based can be electrically conductively connected to one another, the type of connection being able to be designed symmetrically around the central circuit connection point. In addition, measurement line sections connected to one another in this way can have a common voltage measurement unit, which is designed to measure the voltage of two successive measurement line sections, each in a different circuit. With this arrangement, an average voltage value can be measured from the respective individual voltages of the measuring circuits involved by the common voltage measuring unit. The value obtained in this way does not require any material or time expenditure for averaging and is less prone to errors than the specific individual values.
[0030] In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine Spannungsmesseinheit vorgesehen ist, die über gegenüber dem Widerstand der Leitung hochohmige Widerstände mit zwei aufeinanderfolgenden Leitungsabschnitten der Leitung verbunden ist. Durch ein Umschalten der Spannungsmesseinheit können die Spannungen beider Leitungsabschnitte mit einer Spannungsmesseinheit gemessen werden. Ist die Messung und das darauf folgende Umschalten hinreichend schnell gegenüber den zeitlich verändernden Störströmen, kann auch ihr Einfluss auf das Ergebnis auf diese Weise kompensiert werden.In a further development it can be provided that a voltage measuring unit is provided which is connected to two successive line sections of the line via resistors which are high-impedance to the resistance of the line. By switching the voltage measuring unit, the voltages of both line sections can be measured with a voltage measuring unit. If the measurement and the subsequent switchover are sufficiently fast compared to the temporally changing interference currents, their influence on the result can also be compensated for in this way.
[0031] Vorzugsweise können die vorhandenen Messkreise Widerstände aufweisen, deren Widerstandswerte ein Vielfaches der geschätzten Widerstandswerte der Leitungsabschnitte, welche mit den jeweiligen Stromkreisen verbunden sind, vorzugsweise mindestens das Zehnfache, betragen. Hierdurch werden Spannungsabfälle an den nicht zu dem jeweiligen Leitungsabschnitt gehörigen Komponenten der Messkreise reduziert. Dies führt zu einer hohen Genauigkeit der ermittelten Werte.Preferably, the existing measuring circuits can have resistors whose resistance values are a multiple of the estimated resistance values of the line sections which are connected to the respective circuits, preferably at least ten times. As a result, voltage drops at the components of the measuring circuits that do not belong to the respective line section are reduced. This leads to a high accuracy of the determined values.
[0032] Zur Bestimmung des Widerstands pro Länge der Leitung kann die Vorrichtung eine Schaltung zur messtechnischen/physikalischen, also analogen, Mittelwertbildung aufweisen. Dabei erfolgt eine Mittelwertbildung nicht durch explizite Berechnung beispielsweise einer Recheneinheit, sondern der gemittelte Spannungswert ist als Spannung abgreifbar.To determine the resistance per length of the line, the device can have a circuit for measuring / physical, ie analog, averaging. Averaging is not carried out by explicit calculation, for example, of a computing unit, but the averaged voltage value can be tapped off as a voltage.
CH 711 878 B1 [0033] Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Vorrichtung zu einer ausserhalb des Stromkreises vorzunehmenden Mittelwertbildung. Die analoge Mittelwertbildung bietet den Vorteil, den Mittelwert sofort über eine Spannungsmessung zu erhalten. Der Mittelwert ist aufgrund seiner Natur weniger anfällig gegenüber statistischen Schwankungen als dessen Einzelwerte.CH 711 878 B1 This eliminates the need for a device for averaging to be carried out outside the circuit. The analog averaging has the advantage that the mean value is obtained immediately via a voltage measurement. Due to its nature, the mean value is less susceptible to statistical fluctuations than its individual values.
[0034] Es kann darüber hinaus eine Auswerteeinheit vorgesehen sein, welche aus dem definierten Strom und den gemessenen Spannungen den Widerstand pro Länge der Leitung bestimmt. Durch dieses Vorrichtungselement ergibt sich eine schnelle Bestimmung der gewünschten Parameter und die Möglichkeit eines schnellen Vergleichs gegenüber vorher festgelegten Grenzwerten. Die Messwerte sowie die Ergebnisse des Vergleichs können zur Weiterverarbeitung genutzt werden.An evaluation unit can also be provided, which determines the resistance per length of the line from the defined current and the measured voltages. This device element results in a quick determination of the desired parameters and the possibility of a quick comparison with previously defined limit values. The measured values and the results of the comparison can be used for further processing.
[0035] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are explained in detail with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung;1 shows a schematic view of a device according to the invention;
Fig. 1a einen Schnitt durch die Leitung der Fig. 1 mit Draufsicht auf eine Kontaktierung;Fig. 1a shows a section through the line of Figure 1 with a plan view of a contact.
Fig. 2 einen elektrischen Schaltplan einer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem einzigen angeschlossenen Stromkreis;2 shows an electrical circuit diagram of an embodiment of the device according to the invention with a single connected circuit;
Fig. 2a einen elektrischen Schaltplan einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei angeschlossenen Stromkreisen;2a shows an electrical circuit diagram of a further embodiment of the device according to the invention with two connected circuits;
Fig. 3 einen elektrischen Schaltplan einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung; und3 shows an electrical circuit diagram of a second embodiment of the device according to the invention; and
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung.4 shows a schematic view of a further development of the device according to the invention.
[0036] Die Leitung 1 in Fig. 1 ist als mehrdrähtige Leitung 1 ausgestaltet. Mit einer Verseilmaschine wurden mehrere, nicht isolierte Einzeldrähte zu einer mehrdrähtigen Leitung 1 mittels Verseilen gefertigt. In der Produktionsumgebung ist - bei 4.4 (nicht körperlich dargestellt) - ein Verdichter vorhanden, welcher die Einzeldrähte der verseilten Leitung 1 gegeneinander verdreht und damit den Leitungsquerschnitt reduziert. Ein Abzugsrad - bei 4.2 (nicht körperlich dargestellt) - dient zum Führen der Leitung 1. Ein Aufwickler wickelt die hergestellte Leitung 1 auf einer Trommel auf, um sie zum Transport vorzubereiten. Für die Messung wird der sonst kontinuierlich ablaufende Herstellungsprozess angehalten.The line 1 in Fig. 1 is designed as a multi-wire line 1. Using a stranding machine, several, non-insulated individual wires were made into a multi-wire line 1 by means of stranding. In the production environment - at 4.4 (not shown physically) - there is a compressor that twists the individual wires of the stranded line 1 against each other and thus reduces the line cross-section. A take-off wheel - at 4.2 (not shown physically) - is used to guide the line 1. A rewinder winds up the line 1 produced on a drum in order to prepare it for transport. The otherwise continuous manufacturing process is stopped for the measurement.
[0037] Auch wenn die oben aufgeführten Komponenten zumindest teilweise aus an sich elektrisch nicht- oder schlecht elektrisch leitenden Materialien bestehen bzw. gegenüber Erde isoliert angeordnet sind, kann eine unvollständige Isolierung über «Erde» bestehen.Even if the components listed above at least partially consist of electrically non-conductive or poorly electrically conductive materials or are arranged insulated from earth, there may be incomplete insulation via “earth”.
[0038] Gemäss Fig. 2 ist ein erster Stromkreis 4 mit einer Stromquelle 4.1 mit der Leitung 1 über einen ersten Stromkreisverbindungspunkt 4.2 und einem zweiten Stromkreisverbindungspunkt 4.3, der in der Mitte der dazwischen verlaufenden Leitung 1 angebracht ist, gebildet. Die Stromquelle 4.1 beaufschlagt die Leitung 1 mit einem definierten (Gesamt-)Strom. Die Fig. 2a zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Stromquelle 4.1 über die Stromkreisverbindungspunkte 4.2, 4.3 in einem ersten Stromkreis und über Stromkreisverbindungspunkte 4.3, 4.4 in einem zweiten Stromkreis mit der Leitung 1 verbunden ist.2, a first circuit 4 is formed with a current source 4.1 with the line 1 via a first circuit connection point 4.2 and a second circuit connection point 4.3, which is attached in the middle of the line 1 running therebetween. The current source 4.1 acts on the line 1 with a defined (total) current. 2a shows an embodiment in which the current source 4.1 is connected to the line 1 via the circuit connection points 4.2, 4.3 in a first circuit and via circuit connection points 4.3, 4.4 in a second circuit.
[0039] Zwischen jeweils einem äusseren Stromkreisverbindungspunkt 4.2, 4.4 (letzteres in Fig. 2a) und dem mittleren Stromkreisverbindungspunkt 4.3 ist jeweils ein Messkreis 2,3 über je zwei Kontaktierungen 2.1,2.2,3.1,3.2 an der Leitung 1 angeschlossen. Die Kontaktierungen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 sind als U- oder hier als V-förmige Kontakte ausgebildet, die als Schneiden bezeichnet werden und sich paarweise in einem definierten axialen Abstand zueinander befinden. Die Schneiden weisen Komponenten aus Metall und insbesondere aus Messing auf. Die Schneiden können aus jeweils mit der Leitung 1 in Kontakt stehenden, gegeneinander isolierten Einzelelementen bestehen, wie später im Einzelnen beschrieben wird.Between each an outer circuit connection point 4.2, 4.4 (the latter in FIG. 2a) and the middle circuit connection point 4.3, a measuring circuit 2.3 is connected to line 1 via two contacts 2.1.2.2.3.1.3.2. The contacts 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 are designed as U- or here as V-shaped contacts, which are referred to as cutting edges and are in pairs at a defined axial distance from one another. The cutting edges have components made of metal and in particular brass. The cutting edges can consist of individual elements which are in contact with the line 1 and are insulated from one another, as will be described in detail later.
[0040] Der zugehörige elektrische Schaltplan ist in Fig. 2 dargestellt. Ersichtlich sind die Stromkreisverbindungspunkte 4.2, 4.3 (letztere in Fig. 2a) an der dazwischen verlaufenden Leitung 1. Die äusseren Stromkreisverbindungspunkte 4.2,The associated electrical circuit diagram is shown in Fig. 2. The circuit connection points 4.2, 4.3 (the latter in FIG. 2a) can be seen on the line 1 running between them. The outer circuit connection points 4.2, 4.3
4.4 stellen - wie gesagt - Kontaktierungen der Leitung 1 mit den Komponenten aus der Fertigungsumgebung dar. Sie sind jeweils zusätzlich über einen Widerstand 5.1,5.2 mit einem Masseanschluss 6.1,6.2 versehen.4.4 represent - as mentioned - contacts of line 1 with the components from the manufacturing environment. They are each additionally provided with a ground connection 6.1.6.2 via a resistor 5.1.5.2.
[0041] Zwischen einem äusseren Stromkreisverbindungspunkt 4.2, 4.4 und dem mittleren StromkreisverbindungspunktBetween an outer circuit connection point 4.2, 4.4 and the middle circuit connection point
4.3 ist jeweils ein Messkreis 2, 3 angeschlossen. Beide Messkreise 2, 3 weisen einen identischen Aufbau auf: Über je zwei Kontaktierungen 2.1,2.2, 3.1, 3.2 ist jeweils eine Spannungsmesseinheit 2a, 3a angeschlossen, welche den Spannungsabfall über den dazugehörigen Leitungsabschnitt 2.3, 3.3 misst. Die Länge des Leitungsabschnitts 2.3, 3.3 bestimmt sich aus dem Abstand zweier Kontaktierungen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 eines Messkreises 2, 3. Dieser Abstand ist fest vorgegeben und vorzugsweise für beide Messkreise 2, 3 gleich. Allerdings kann die Länge grundsätzlich auch unterschiedlich sein und dies rechnerisch berücksichtigt werden.4.3, a measuring circuit 2, 3 is connected. Both measuring circuits 2, 3 have an identical structure: A voltage measuring unit 2a, 3a is connected via two contacts 2.1.2.2, 3.1, 3.2, which measures the voltage drop across the associated line section 2.3, 3.3. The length of the line section 2.3, 3.3 is determined from the distance between two contacts 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 of a measuring circuit 2, 3. This distance is fixed and preferably the same for both measuring circuits 2, 3. However, the length can fundamentally also be different and this can be taken into account mathematically.
CH 711 878 B1 [0042] Die Messung des Widerstands der Leitung 1 wird nach folgendem Verfahren durchgeführt: Eine aus mehreren Einzeldrähten verseilte Leitung 1 gelangt über das Abzugsrad zum Aufwickler. Zur Messung wird der Verarbeitungsprozess kurz angehalten. Die Leitung 1 wird über die Stromkreisverbindungspunkte 4.2, 4.3 mit der Stromquelle 4.1 kontaktiert. Damit ist der Stromkreis an die Leitung 1 angeschlossen.CH 711 878 B1 The measurement of the resistance of line 1 is carried out according to the following method: A line 1 stranded from several individual wires reaches the rewinder via the take-off wheel. The processing process is briefly stopped for measurement. The line 1 is contacted via the circuit connection points 4.2, 4.3 with the current source 4.1. The circuit is now connected to line 1.
[0043] Ein erster Messkreis 2 wird zwischen dem Stromkreisverbindungspunkt 4.2 des Abzugsrads und dem mittleren Stromkreisverbindungspunkt 4.3 durch zwei Kontaktierungen 2.1, 2.2 mit der Leitung 1 verbunden. Die Kontaktierungen 2.1, 2.2 weisen einen definierten Abstand zueinander auf. Gleiches gilt für einen zweiten Messkreis 3. Er wird zwischen dem mittleren Stromkreisverbindungspunkt 4.3 und dem Stromkreisverbindungspunkt 4.4 des Aufwicklers angebracht. Dessen Kontaktierungen 3.1,3.2 weisen - hier - den gleichen Abstand auf wie jene des ersten Messkreises 2. Die Kontaktierungen 2.1,2.2, 3.1,3.2 sind-wie gesagt-als V-förmige Schneiden ausgestaltet. Beide Messkreise 2, 3 sind jeweils mit einer Spannungsmesseinheit 2a, 3a versehen.A first measuring circuit 2 is connected between the circuit connection point 4.2 of the trigger wheel and the middle circuit connection point 4.3 by two contacts 2.1, 2.2 with the line 1. The contacts 2.1, 2.2 are at a defined distance from one another. The same applies to a second measuring circuit 3. It is attached between the middle circuit connection point 4.3 and the circuit connection point 4.4 of the rewinder. Its contacts 3.1.3.2 are - here - at the same distance as those of the first measuring circuit 2. The contacts 2.1.2.2, 3.1.3.2 are, as mentioned, designed as V-shaped cutting edges. Both measuring circuits 2, 3 are each provided with a voltage measuring unit 2a, 3a.
[0044] Die Stromquelle 4.1 des Stromkreises beaufschlagt nun die Leitung 1 mit einem definierten Strom. Zweierlei Ströme fliessen in dieser Anordnung durch die Leitung 1: Trotz der vorhandenen Widerstände 5.1, 5.2 zwischen den äusseren Stromkreisverbindungspunkten 4.2, 4.4 der Leitung 1 und den Masseanschlüssen 6.1,6.2 können Ausgleichströme entlang der Leitung 1 fliessen. Ausgleichsströme können von voneinander verschiedenen Massepotentialen 6.1,6.2 herrühren. Die Richtung des Ausgleichsstroms ist dabei zu einem bestimmten Zeitpunkt entlang der Leitung 1 in beiden Abschnitten 2.3, 3.3 gleich.The current source 4.1 of the circuit now applies a defined current to line 1. In this arrangement, two currents flow through line 1: Despite the existing resistors 5.1, 5.2 between the outer circuit connection points 4.2, 4.4 of line 1 and the ground connections 6.1,6.2, compensating currents can flow along line 1. Compensating currents can originate from different ground potentials 6.1.6.2. The direction of the equalizing current is the same at a certain point in time along line 1 in both sections 2.3, 3.3.
[0045] Daneben fliessen die durch die Stromquelle 4.1 eingebrachten Ströme entlang der Leitung 1, insbesondere auch zu den Masseanschlüssen 6.1,6.2. Die Richtungen der durch den Stromkreis eingebrachten Ströme bestimmen sich durch einschlägige Gesetze der Elektrotechnik in den Stromkreisverbindungspunkten 4.2, 4.3 und sind in einem bestimmten Zeitpunkt in den Abschnitten 2.3, 3.3 entlang der Leitung 1 entgegen gerichtet.In addition, the currents introduced by the current source 4.1 flow along the line 1, in particular also to the ground connections 6.1,6.2. The directions of the currents introduced by the circuit are determined by relevant laws of electrical engineering in the circuit connection points 4.2, 4.3 and are directed at a certain time in sections 2.3, 3.3 along the line 1.
[0046] Die Messkreise 2, 3 dienen zur Messung des Spannungsabfalls über den jeweiligen, zwischen den Kontaktierungen 2.1, 2.2 und 3.1, 3.2 liegenden Leitungsabschnitten 2.3, 3.3. Aus der Kenntnis des Spannungsabfalls an den Leitungsabschnitten 2.3, 3.3 und deren definierten Längen lässt sich der Widerstand pro Länge der Leitung 1 der Leitungsabschnitte 2.3, 3.3 bestimmen.The measuring circuits 2, 3 serve to measure the voltage drop across the respective line sections 2.3, 3.3 lying between the contacts 2.1, 2.2 and 3.1, 3.2. From the knowledge of the voltage drop at line sections 2.3, 3.3 and their defined lengths, the resistance per length of line 1 of line sections 2.3, 3.3 can be determined.
[0047] Der Gesamtwert für den Widerstand pro Länge der Leitung 1 ergibt sich als arithmetischer Mittelwert der zwei bestimmten Einzelwiderstandswerte. Durch die Mittelwertbildung wird der Einfluss des entlang der Leitung 1 jeweils mit gleicher Richtung fliessenden Ausgleichsstroms eliminiert. Werden beide Spannungsmessungen über den Leitungsabschnitten 2.3, 3.3 gleichzeitig vorgenommen, kann die Mittelwertbildung darüber hinaus auch gegebenenfalls vorhandene Störströme eliminieren. Störströme sind zeitlich veränderliche Ströme, die durch Komponenten der Verseilmaschine bedingt sein können. Wird die Messung beispielsweise von einem einzigen, zwischen den Leitungsabschnitten 2.3, 3.3 umschaltbaren Spannungsmessgerät 2a, 3a unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgend vorgenommen, gilt dies im Rahmen von akzeptierten Toleranzen im Hinblick auf die gegenüber einer solchen Messfolge geringen zeitliche Änderungen der Störströme auch in entsprechender Weise. Bezeichnen - wie in Fig. 2 angegeben - R2, R3 die Widerstände der (Mess-)Abschnitte 2.3, 3.3, l2, l3, den jeweils durch diese Leitungsabschnitte fliessenden Strom und U2, U3, die über die Leitungsabschnitte 2.3, 3.3 gemessenen Spannungen, so ergibt sich der gemittelte Spannungswert Um gemäss [0048] Im Hinblick auf einen gegebenen Ausgleichs- und Störstrom und dem Konstantstrom der Stromquelle 4.1 wird der positive Spannungsabfall vom mittleren Stromkreisverbindungspunkt 4.3 neben den Leitungsabschnitten 2.3, 3.3 zu den äusseren Stromkreisverbindungspunkten 4.2 bzw. 4.4 gemessen, wie dies durch Pfeile in der Fig. 2 angedeutet ist.The total value for the resistance per length of line 1 is the arithmetic mean of the two determined individual resistance values. The influence of the equalizing current flowing along line 1 with the same direction is eliminated by averaging. If both voltage measurements are carried out simultaneously over the line sections 2.3, 3.3, the averaging can also eliminate any interference currents that may be present. Interference currents are currents that change over time and can be caused by components of the stranding machine. If, for example, the measurement is carried out directly in succession by a single voltage measuring device 2a, 3a which can be switched between the line sections 2.3, 3.3, this also applies in a corresponding manner within the framework of accepted tolerances with regard to the temporal changes in the interference currents which are small compared to such a measuring sequence. Designate - as indicated in FIG. 2 - R 2 , R3 the resistances of the (measuring) sections 2.3, 3.3, l 2 , l 3 , the current flowing through each of these line sections and U 2 , U 3 , which pass through the line sections 2.3 , 3.3 measured voltages, this gives the averaged voltage value U m according to [0048] With regard to a given equalizing and interference current and the constant current of the current source 4.1, the positive voltage drop from the middle circuit connection point 4.3 is next to the line sections 2.3, 3.3 to the outer circuit connection points 4.2 or 4.4 measured, as indicated by arrows in FIG. 2.
[0049] Es gilt weiter (2) [0050] Damit folgt:The following also applies (2):
[0051] Setzen sich die Ströme zusammen als durch die Stromquelle fliessende Ströme I = lq2 + lq3 und Ausgleichs- und Störströme la und ls, so gilt:If the currents are composed as currents I = l q2 + l q3 flowing through the current source and equalizing and interference currents l a and l s , the following applies:
CH 711 878 B1 [0052] Somit folgt:CH 711 878 B1:
UU
2 und damit2 and so
R = (6)R = (6)
I [0053] Damit kompensiert die erfindungsgemässe Vorrichtung bei gleichzeitiger Spannungsmessung der Messkreise 2, 3 auftretende Ausgleichsströme und auftretende Störströme bzw. deren Einfluss wird bei Mittelwertmessung durch unmittelbar aufeinanderfolgende Messungen eliminiert.I The device according to the invention thus compensates for occurring compensating currents and occurring interference currents and their influence when measuring the voltage of the measuring circuits 2, 3 or their influence is eliminated in the case of mean value measurement by immediately successive measurements.
[0054] Alternativ kann - wie gesagt - auch nur eine Spannungsmesseinheit 2a, 3a, die zwischen den Abschnitten 2.2,Alternatively, as already mentioned, only one voltage measuring unit 2a, 3a, which is located between sections 2.2,
3.2 umgeschaltet wird, verwendet werden. Zunächst wird der Spannungsabfall an einem definierten Leitungsabschnitt 2.3 gemessen. Nach Erfassung des Spannungswerts und (Zwischen-)Speicherung wird auf den anderen Leitungsabschnitt3.2 is to be used. First, the voltage drop across a defined line section 2.3 is measured. After acquiring the voltage value and (temporarily) storing it on the other line section
3.3 umgeschaltet. Die Messungen der Spannung an den Leitungsabschnitten 2.3, 3.3 erfolgen somit zeitlich - unmittelbar3.3 switched. The measurements of the voltage on the line sections 2.3, 3.3 are thus carried out temporally - directly
- nacheinander durch die gleiche Spannungsmesseinheit, z.B. 2a.successively by the same voltage measuring unit, e.g. 2a.
[0055] In einer weiteren Ausführungsform ist ein zweiter Stromkreis 4.5 über den mittleren StromkreisverbindungspunktIn a further embodiment, a second circuit 4.5 is across the middle circuit connection point
4.3 und dem anderen, äusseren Stromkreisverbindungspunkt 4.4 angeschlossen, wie dies in Fig. 2a eingezeichnet ist. Beide Stromkreise 4, 4.5 weisen die gleiche Stromquelle 4.1 auf.4.3 and the other, outer circuit connection point 4.4, as shown in FIG. 2a. Both circuits 4, 4.5 have the same current source 4.1.
[0056] Durch diese Ausgestaltung fliesst selbst in dem Fall, dass der Widerstand des zweiten Leitungsabschnitts 3.3 hochohmig ist, ein Strom durch diesen Leitungsabschnitt 3.3. Damit kann auch in diesem Fall eine Bestimmung des Widerstands der Leitung 1 durch Mittelwertbildung durchgeführt werden, mit einer besseren Genauigkeit des Ergebnisses. Für das Verfahren wird auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen.With this configuration, even in the event that the resistance of the second line section 3.3 is high-resistance, a current flows through this line section 3.3. In this case too, the resistance of line 1 can be determined by averaging, with better accuracy of the result. For the procedure, reference is made to the preceding explanations.
[0057] Fig. 3 beschreibt eine weitere Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die entsprechende Fig. 3 zeigt die bereits erwähnte Ausgestaltung mit zwei Stromkreisen 4, 4.5 gemäss Fig. 2a. Es kann auch ein einzelner Stromkreis gemäss Fig. 2 verwendet werden. Beide Messkreise 2,3 sind nun jeweils mit zwei zusätzlichen Widerständen 2.4, 2.5,3.4,3 describes a further development of the device according to the invention. The corresponding FIG. 3 shows the embodiment already mentioned with two circuits 4, 4.5 according to FIG. 2a. A single circuit according to FIG. 2 can also be used. Both measuring circuits 2, 3 are now each provided with two additional resistors 2.4, 2, 5, 3, 4,
3.5 versehen. Der Wert dieser Widerstände beträgt ein Vielfaches, vorzugsweise mindestens das Zehnfache des Werts der Widerstände R2, R3 der jeweiligen Leitungsabschnitte 2.3 und 3.3. Es ist eine gemeinsame Spannungsmesseinheit3.5 provided. The value of these resistors is a multiple, preferably at least ten times the value of the resistors R 2 , R3 of the respective line sections 2.3 and 3.3. It is a common voltage measurement unit
2.6 vorhanden. Die dem mittleren Stromkreisverbindungspunkt 4.3 der Stromquelle 4.1 nahe bei 2.2, 3.1 mit der Leitung 1 verbundenen Widerstände 2.5, 3.4 und die Leitung 1 bei 2.1,3.2 entsprechend kontaktierenden Widerstände 2.4, 2.5 sind jeweils auf der Leitung 1 abgewandten Seite miteinander verbunden, während die Spannungsmesseinheit 2.6 zwischen einerseits der Widerstandsgruppe 2.5, 3.4 und andererseits der Widerstandsgruppe 2.4, 3.5 angeordnet ist. Durch diesen2.6 available. The resistors 2.5, 3.4 connected to the line 1 at the middle circuit connection point 4.3 of the current source 4.1 close to 2.2, 3.1 and the line 1 at 2.1,3.2 correspondingly contacting resistors 2.4, 2.5 are connected to each other on the side facing away from line 1, while the voltage measuring unit 2.6 is arranged between the resistance group 2.5, 3.4 on the one hand and the resistance group 2.4, 3.5 on the other. Through this
- auch in Fig. 3 gezeigten - Aufbau entfällt die Notwendigkeit der Messung zweier Spannungen und die rechnerische Bestimmung des Spannungsmittelwerts Um über die Leitungsabschnitte 2.3,3.3. Vielmehr stellt sich bei der gemeinsamen Spannungsmesseinheit 2.6 der arithmetische Mittelwert Um der Messspannungen ein. Durch die fliessenden Ströme und diese «analoge» Mittelwertbildung wird der Widerstand pro Länge der Leitung 1 - messtechnisch/physikalisch gemäss Formel (6) bestimmt. Die rechnerische Mittelwertbildung entfällt mit dieser Anordnung und wird durch die vorrichtungsbedingte «physikalische» Mittelung der Spannungen ersetzt. Die Einflüsse auftretender Ausgleichs- und Störströme werden dabei kompensiert.- Also shown in Fig. 3 - structure eliminates the need to measure two voltages and the mathematical determination of the mean voltage value U m via the line sections 2.3.3.3. Rather, the arithmetic mean value U m of the measuring voltages is established in the common voltage measuring unit 2.6. Due to the flowing currents and this «analog» averaging, the resistance per length of the line 1 - is determined metrologically / physically according to formula (6). With this arrangement, the computational averaging is omitted and is replaced by the device-related «physical» averaging of the voltages. The influences of equalizing and interference currents are compensated for.
[0058] Wie schon gesagt, sind die Kontaktierungen 2.1,2.2,3.1,3.2 der Messkreise 2,3 vorzugsweise als zweiteilige (oder auch mehrteilige) Schneiden mit gegeneinander isolierten Kontaktbereichen ausgebildet (Fig. 1, Fig. 1a, Fig. 4). Diese sind V-förmig gestaltet und durch ihre Kerben läuft die verseilte Leitung 1. Sie weisen vorzugsweise Kontakt-Komponenten aus Messing auf. Die Schneiden 2.1,2.2 dienen zur elektrischen Kontaktierung der verseilten Leitung 1 mit den Messkreisen 2, 3 und speziell in Fig. 4 mit dem Messkreis 2. Durch die zweiteilige Ausgestaltung der Schneiden 2.1, 2.2 erfolgt somit eine Kontaktierung der Leitung 1 an zwei Stellen über den Umfang der Leitung 1.As already mentioned, the contacts 2.1.2.2.3.1.3.2 of the measuring circuits 2, 3 are preferably designed as two-part (or also multi-part) cutting edges with mutually insulated contact areas (FIGS. 1, 1a, 4). These are V-shaped and the stranded line 1 runs through their notches. They preferably have contact components made of brass. The cutting edges 2.1.2.2 are used for electrical contacting of the stranded line 1 with the measuring circuits 2, 3 and especially in FIG. 4 with the measuring circuit 2. The two-part design of the cutting edges 2.1, 2.2 thus makes contact with the line 1 at two points the scope of line 1.
[0059] Die elektrische Verschaltung zweier Schneiden 2.1, 2.2 ist in Fig. 4 dargestellt. Jeweils ein Teil einer Schneide 2.1 ist mit einem Teil der anderen Schneide 2.2 verbunden. Die dazwischen liegenden Leitungsabschnitte 2.7, 2.8 sind wiederum in den Zeichnungen als Widerstände symbolisiert. Durch Spannungsmessungen werden die über den Leitungsabschnitten 2.7, 2.8 abfallenden Spannungen gemessen. Daraus kann nach einem der oben aufgeführten Verfahren der Widerstand pro Länge der Leitung 1 bestimmt werden. Diese Methode hat durch die zweiteilige Ausgestaltung der Kontaktierungen 2.1, 2.2 den Vorteil, inhomogene Stromverteilungen entlang des Umfangs der Leitung 1 zu berücksichtigen. So kann beispielsweise beim Herstellungsprozess eine Gruppe von Drähten der Leitung 1 mit dem Rest der Drähte in beeinträchtigtem Kontakt stehen. Durch die Messung an - mindestens - zwei Umfangsstellen der Leitung 1 können Abweichungen durch eine daraus folgende, inhomogene Stromverteilung erkannt werden.The electrical connection of two cutting edges 2.1, 2.2 is shown in FIG. 4. A part of a cutting edge 2.1 is connected to a part of the other cutting edge 2.2. The line sections 2.7, 2.8 in between are again symbolized in the drawings as resistors. The voltages falling across line sections 2.7, 2.8 are measured by voltage measurements. From this, the resistance per length of line 1 can be determined according to one of the methods listed above. Due to the two-part design of the contacts 2.1, 2.2, this method has the advantage of taking into account inhomogeneous current distributions along the circumference of the line 1. For example, in the manufacturing process, a group of wires of line 1 may be in poor contact with the rest of the wires. By measuring at - at least - two circumferential points of line 1, deviations can be recognized by a consequent, inhomogeneous current distribution.
[0060] Höchst vorzugsweise können sich in einer weiteren Ausgestaltung an der Kontaktierung der Schneiden 2.1, 2.2 Widerstände 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 anschliessen. Deren Wert beträgt ein Vielfaches, vorzugsweise das Zehnfache desIn a further embodiment, the contacts 2.1, 2.2, resistors 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 can most preferably be connected to the contact. Their value is a multiple, preferably ten times the
CH 711 878 B1 geschätzten Leitungswiderstandes 2.7, 2.8. Auf diese Weise wird ein Abfliessen von Strömen über die zusätzlich angeordneten Widerstände 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 vermieden. Zwischen den gemeinsam parallel geschalteten Widerständen 2.9, 2.10 einer Schneide 2.1 einerseits und jenen 2.11,2.12 der anderen Schneide 2.2 andererseits ist eine gemeinsame Spannungsmesseinheit 2.13 geschaltet. An ihr fällt infolge der Schaltungsanordnung das arithmetische Mittel aus den Einzelspannungen 2.7, 2.8 der Leitung 1 ab. Diese Vorrichtung ist unempfindlich gegenüber inhomogen entlang des Umfangs der Leitung 1 verteilten Strömen.CH 711 878 B1 estimated line resistance 2.7, 2.8. In this way, an outflow of currents via the additionally arranged resistors 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 is avoided. A common voltage measuring unit 2.13 is connected between the common resistors 2.9, 2.10 of one cutting edge 2.1 on the one hand and those 2.11,2.12 of the other cutting edge 2.2 on the other hand. As a result of the circuit arrangement, the arithmetic mean of the individual voltages 2.7, 2.8 of line 1 drops there. This device is insensitive to currents distributed inhomogeneously along the circumference of the line 1.
[0061] Mithilfe einer Auswerteeinheit 7 wird der Widerstand pro Länge der Leitung 1 anhand der gemessenen Spannungen und der definierten Stromstärken und Leitungsabschnitte 2.3, 3.3 bestimmt und direkt mit festgelegten Grenzwerten verglichen werden. Die Auswerteeinheit 7 gibt das Ergebnis des Vergleichs unmittelbar als optisches und/oder akustisches Warnsignal aus. Alternativ oder ergänzend dazu ist auch eine Weitergabe des Ergebnisses sowie aller dazu erfassten Parameter zur Weiterverarbeitung möglich.With the aid of an evaluation unit 7, the resistance per length of line 1 is determined on the basis of the measured voltages and the defined current strengths and line sections 2.3, 3.3 and compared directly with defined limit values. The evaluation unit 7 outputs the result of the comparison directly as an optical and / or acoustic warning signal. As an alternative or in addition, it is also possible to pass on the result and all the parameters recorded for further processing.
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