DE1167972B - Zeigerfrequenzmesser - Google Patents

Description

• Zeigerfrequenzmesser Es sind Zeigerfrequenzmesser bekannt, die nach der sogenannten Kondensatorlademethode arbeiten.
• Derartige Geräte haben den Vorteil, daß sie im allgemeinen schaltungsmäßig einfach aufgebaut sind und daß sich bei ihnen der Frequenzbereich leicht ändern läßt, da außer dem Kondensator, der den Anzeigewert bestimmt, nur Bauteile Verwendung finden, die praktisch keinen oder nur einen vernachlässigbar geringen Frequenzgang aufweisen.
• So gibt es beispielsweise eine Meßanordnung, bei der einer Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand der Strom durch einen Eisenwasserstoffwiderstand aufgezwungen wird; bei dieser Anordnung sind vier Gleichrichter erforderlich bzw. zwei Parallelpfade für die beiden Halbwellen. Bei einer derartigen Anordnung können aber plötzlich auftretende Spannungsspitzen wegen der Wärmeträgheit des Eisenwasserstoffwiderstandes nicht ausgeregelt werden. Außerdem ist die Meßanzeige temperatur-und oberwellenabhängig.
• Bei der im folgenden näher beschriebenen Erfindung, die sich auf einen Zeigerfrequenzmesser bezieht, der ebenfalls nach der Methode der Kondensatorladung arbeitet und bei dem die Differenz zwischen einem kapazitiven und einem ohmschen Strom als Maß für die Frequenz dient und bei dem der eine Pol der zu messenden Frequenzquelle direkt mit einem Drehspulmeßwerk verbunden ist, während der andere Pol über zwei parallele Leitungszüge zum Meßwerk führt, wobei in dem einen Leitungszug ein ohmscher Widerstand und ein Gleichrichter und im anderen Leitungszug eine Kapazität und ein entgegengesetzt gepolter Gleichrichter in Reihe liegen, treten diese Nachteile nicht auf. Sein Hauptkennzeichen ist darin zu sehen, daß die Eingangsspannung in an sich bekannter Weise durch einen Vorwiderstand und mindestens zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden konstant gehalten wird und daß nur noch eine einzige Ableitstrecke vorhanden ist, welche die Mitte einer aus einem Kondensator und einem Gleichrichter bestehenden Reihenschaltung über einen Widerstand und über einen entgegengesetzt gepolten Gleichrichter mit dem direkt zu einem Drehspulmeßwerk führenden Pol der Frequenzquelle verbindet, wobei in dem den kapazitiven Strom führenden Leitungszug ein Reihenwiderstand liegt.
• Zwei Ausführungsbeispiele dieser neuen Anordnung sind in den A b b. 1 und 3 dargestellt, während A b b. 2 ein die Arbeitsweise erläuterndes Diagramm zeigt.
• Gemäß A b b. 1 sind die Eingangsklemmen 1 und 2 mit dem Vorwiderstand 3 und, mit letzterem in Serie liegend, den gegeneinandergeschalteten Zenerdioden 4 und 5 verbunden. Diesen Zenerdioden liegt die Reihenschaltung des Kondensators 6, des Widerstandes 7 und der Diode 8 parallel. Parallel zur letztgenannten Serienschaltung liegt eine dritte Serienschaltung, die aus der Diode 9, dem ohmschen Widerstand 10 und der Wicklung 11 eines Drehspulmeßwerks besteht. Vervollständigt wird die Schaltung durch die dritte Diode 12 und den Widerstand 13, die zwischen dem Verbindungspunkt der Teile 6 und 7 und dem der Teile 10 und 11 liegen. Parallel zum Meßwerk 11 liegt noch der Kondensator 14.
• Diese Schaltungsanordnung arbeitet folgendermaßen: An den Punkten A und B der Zenerdioden-Serienschaltung steht eine Wechselspannung mit relativ gut ausgeprägter Rechteckform und konstanter Amplitude.
• Zu einem Zeitpunkt, an dem der Punkt A negatives und der Punkt B positives Potential führen, wird der Kondensator 6 über die Diode 8 und den Widerstand 7 aufgeladen. Gleichzeitig fließt über das Meßwerk 11, den Widerstand 10 und die Diode 9 ein StromiR. In der anderen Halbwelle hingegen fließt ein Strom ic über den Kondensator 6, die Diode 12, den Widerstand 13 und das Meßwerk 11. Von diesen beiden Strömen ist iR frequenzunabhängig, während der Kondensatorstrom ic in bekannter Weise von der Höhe der zu messenden Frequenz abhängt. Der resultierende Meßwerkstrom iM ist demgemäß gleich der Differenz beider Ströme. Dies ist dem Diagramm gemäß A b b. 2 zu entnehmen, in welchem auf der Ordinate der Meßwerkstrom iM und auf der Abszisse die Frequenz aufgetragen sind. Im Punkt C sind beide Ströme einander gleich. Diesen Punkt kann man durch entsprechende Bemessung des Widerstandes 10 entweder dem Bereichsanfang oder auch der Mittel- oder Hauptfrequenz des Gerätes zuordnen. Im erstgenannten Fall erstreckt sich der Meßbereich vom Punkt C bis zum Punkt D der oberen Grenzfrequenz des Meßbereiches. Der Punkt D wird durch die Meßwerksempfindlichkeit bestimmt und läßt sich daher auf einfache Weise, beispielsweise durch einen nicht mitgezeichneten veränderbaren Parallelwiderstand zum Meßwerk, einjustieren.
• Der Oberwelleneinfluß ist bei dieser Anordnung vernachlässigbar klein, da zur Bildung des Anzeigewertes nur die durch die Funktion der Zenerdioden erhaltenen Basisregionen der an den Eingangsklemmen 1 und 2 liegenden Halbwellen dienen. Die durch einen eventuell vorhandenen Oberwellenanteil bewirkten Formverzerrungen der oberen Regionen der Meßfrequenz-Halbwellen kommen daher praktisch nicht zur Auswirkung.
• Der Temperaturgang der Zenerdioden, der im Fluß- und Zenerbereich entgegengesetztes Vorzeichen hat, wird durch die Gegeneinanderschaltung selbsttätig auskompensiert.
• Um die Entladespitzen des Kondensators 6 zu dämpfen und um somit das Vibrieren des Meßwerkszeigers einzuschränken, liegt der Widerstand 13 vor der Diode 12. Dieser Widerstand ist so bemessen, daß die Zeitkonstante aus ihm und dem Kondensator 6 klein gegenüber der Schwingungsdauer T der anliegenden Meßfrequenz ist. Der Widerstand 13 dient aber außerdem noch zur Festlegung der oberen MeßbereichsgrenzeD, während der Punkt C gemäß A b b. 2 durch den Widerstand 10 bestimmt wird.
• Schließlich dient der Widerstand 13 auch noch zur Linearisierung der Durchlaßwiderstände der Dioden mit Bezug auf das Meßwerk.
• Der Widerstand 7 hat die Aufgabe, den Einfluß des nicht konstanten Durchlaßwiderstandes der Diode 8, der als Parallelwiderstand zum Meßwerk wirkt, entsprechend abzuschwächen.
• A b b. 3 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der der den kapazitiven Strom führende Leitungszug mit einer Anzapfung der Drehspule 11 verbunden ist, wobei der Widerstand 7 fehlt und der Widerstand 13 in Fortfall kommen kann. Die Arbeitsweise dieser An- ordnung entspricht derjenigen gemäß Abt.1 und braucht somit nicht wiederholt zu werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Zeigerfrequenzmesser nach der Kondensatorlademethode, bei dem die Differenz zwischen einem kapazitiven und einem ohmschen Strom als Maß für die Frequenz dient und bei dem der eine Pol der zu messenden Frequenzquelle direkt mit einem Drehspulmeßwerk verbunden ist, während der andere Pol über zwei parallele Leitungszüge zum Meßwerk führt. wobei in dem einen Leitungszug ein ohmscher Widerstand und ein Gleichrichter und im anderen Leitungszug eine Kapazität und ein entgegengesetzt gepolter Gleichrichter in Reihe liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung in an sich bekannter Weise durch einen Vorwiderstand (3) und mindestens zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden (4, 5) konstant gehalten wird und daß nur noch eine einzige Ableitstrecke vorhanden ist, welche die Mitte der Reihenschaltung von Kapazität (6) und Gleichrichter (12) über einen Widerstand (7) und über einen entgegengesetzt gepolten Gleichrichter (8) mit dem direkt zum Drehspulmeßwerk (11) führenden Pol der Frequenzquelle verbindet, und daß in dem den kapazitiven Strom führenden Leitungszug ein Reihenwiderstand (13) liegt.
2. 2. Zeigerfrequenzmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den kapazitiven Strom führende Leitungszug (6, 12) mit einer Anzapfung der Drehspule (11) verbunden ist.
3. 3. Zeigerfrequenzmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Meßwerk (11) eine Kapazität (14) liegt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 168 859, französische Patentschrift Nr. 1 200471; Zeitschrift »Elektronik«, 1959, H. 10, S. 319.