DE1143586B

DE1143586B - Gleichstrommesseinrichtung mit Hallsonden

Info

Publication number: DE1143586B
Application number: DES72331A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedr Kuhrt; Dipl-Ing Karl Maaz; Erich Rainer; Dr Julius Brunner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-02-02
Filing date: 1961-02-02
Publication date: 1963-02-14
Also published as: GB984982A; US3226640A; CH388450A

Description

Gleichstrommeßeinrichtung mit Hallsonden Es ist bekannt, Hallsonde zur Messung von Gleichströmen heranzuziehen. Hierzu kann man beispielsweise um den Stromleiter ein weichmagnetisches Joch mit einem oder mehreren Luftspalten legen, in denen die Hallsonde angeordnet sind. Sie werden vom Feld des Gleichstromes magnetisch erregt und von einem Steuergleichstrom durchflossen, so daß die Hallspannung bzw. die Summe der Hallspannungen ein Maß für den im Leiter fließenden Gleichstrom darstellt.
Für hochgenaue Messungen ist es erforderlich, den Steuerstrom mit relativ großem Aufwand sehr genau konstant zu halten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleichstrommeßeinrichtung mit Hallsonden zu schaffen, bei der Konstanthalteeinrichtungen für den Steuerstrom nicht erforderlich sind.
Die Gleichstrommeßeinrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Hallmodulator, einen Verstärker mit Gleichstromausgang, der von der Differenz von Meßhallspannung und Modulatorhallspannung gesteuert wird und die Erregerwicklung des Hallmodulators speist, und eine gemeinsame Steuerwechselstromquelle für alle Hallspannungserzeuger, wobei die Ausgangsgröße des Verstärkers den Meßwert bildet.
Der in der Erregerwicklung des Hallmodulators fließende Strom ist beim Erfindungsgegenstand proportional dem zu messenden Leiterstrom, da der Verstärker die Differenz zwischen Meßhallspannung und Modulatorhallspannung auf Null zu bringen trachtet.
Der Leiterstrom kann also durch ein Gleichstrommeßinstrument im Ausgang des Verstärkers bestimmt werden. Wird die Gleichstrommeßeinrichtung als Meßfühler eines Regelkreises benutzt, so kann wahlweise oder zusätzlich der Ausgangsstrom des Verstärkers als Meßsignal herangezogen werden.
Die gemeinsame Steuerwechselstromquelle wird am einfachsten durch einen Transformator realisiert, der aus je einer Sekundärwicklung die Steuerströme für die Hallsonden und den Hallmodulator liefert. In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Einfachheit halber ist nur eine Hallmeßsonde vorgesehen, doch ist die Erfindung auch bei der Verwendung von zwei oder mehreren Meßsonden vorteilhaft anwendbar. Es ist beispielsweise bereits bekannt, an den gegenüberliegenden Schenkeln des um den Gleichstromleiter gelegten Jochs je eine Hallsonde anzuordnen und deren Hallspannungen in Reihe zu schalten. Dadurch lassen sich Meßfehler durch Fremdfelder und Eisenmassen vermeiden.
In der Figur ist mit 1 eine mehrteilige Stromschiene bezeichnet, um die ein weichmagnetisches Joch 2 gelegt ist. In dem übertrieben breit dargestellten Luftspalt des Jochs ist eine Hallsonde 3 angeordnet.
Gemäß der Erfindung ist ein zusätzlicher Hallmodulator 4 vorgesehen, dessen Hallspannung in Reihe mit der von der Hallsonde 3 gelieferten Meßhallspannung einem Verstärker 5 mit Gleichstromausgang zugeführt ist. Der Verstärker speist die Erregerwicklung 6 des Hallmodulators.
Die Steuerwechselströme für die beiden Hallspannungserzeuger 3 und 4 werden von je einer Sekundärwicklung 7 bzw. 8 eines Netztransformators 9 geliefert. Im Ausgangskreis des Verstärkers 5 ist ein MeßinstrumentlO angeordnet, das in Einheiten des Leiterstromes geeicht werden kann.
Der Strom in der Erregerwicklung 6 des Hallmodulators wird vom Verstärker 5 so eingestellt, daß die Hallspannungen von Hallsonde 3 und Hallmodulator 4 gleich groß sind. Dann ist der Erregerstrom zugleich auch proportional dem Strom im Leiter 1. Der Steuerwechselstrom muß nicht konstant gehalten werden, da Spannungsschwankungen im Wechselstromnetz nur die Regelsteilheit der gesamten Meßeinrichtung ändern. Dies ist bei genügend großem Verstärkungsfaktor belanglos. Darüber hinaus ist im Gegensatz zu den bekannten Gleichstrommeßeinrichtungen mit Hallsonde ein Linearisierungsabgleich in Abhängigkeit von der Meßbürde nicht mehr erforderlich. Man erhält also mit relativ geringem Aufwand eine Meßeinrichtung, die auch hohen Genauigkeitsanforderungen über längere Betriebszeiten entspricht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gleichstrommeßeinrichtung mit Hallsonden, die vom Feld des Gleichstromes magnetisch erregt werden, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Hallmodulator (4), einen Verstärker (5) mit Gleichstromausgang, der von der Differenz von Meßhallspannung und Modulatorhallspannung gesteuert wird und die Erregerwicklung (6) des Hallmodulators speist, und eine gemeinsame Steuerwechselstromquelle (9) für alle Hallspannungserzeuger, wobei die Ausgangsgröße des Verstärkers den Meßwert bildet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gleichstrommeßinstrument (10) im Ausgang des Verstärkers.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerströme für die Hallsonden und den Hailmodulator von je einer Sekundärwicklung (7, 8) eines Transformators geliefert werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: ))Elektrotechnische Zeitschrift« Ausgabe A, 1956, Heft 14, S. 487 bis 490.