DE1170064B

DE1170064B - Measuring device for DC and AC voltages

Info

Publication number: DE1170064B
Application number: DEG35508A
Authority: DE
Inventors: Horst Loesch; Heinz Strasser
Original assignee: P Gossen and Co GmbH
Current assignee: P Gossen and Co GmbH
Priority date: 1962-07-19
Filing date: 1962-07-19
Publication date: 1964-05-14

Description

Meßgerät für Gleich- und Wechselspannungen Die im folgenden näher beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Messung von Gleich- und Wechselspannungen, bei der im Anzeigeinstrument eine Skalendeckung zwischen den beiden Stromarten erreicht wird, obwohl nur insgesamt zwei Anschlußklemmen, ein Meßbereichumschalter mit nur einer Schaltebene und ein Stromartwahlschalter benötigt werden.Measuring device for direct and alternating voltages The invention described relates to a circuit arrangement for measuring DC and AC voltages with a scale coverage between the two types of current is achieved, although only a total of two terminals, a measuring range switch with only one switching level and a current type selector switch are needed.

Ahnliche Anordnungen sind bereits bekannt. In einem Falle wird ein Wandler mit mehreren Wicklungen verwendet, der eine entsprechende Kunstschaltung bedingt. Im anderen Falle wird ein Meßwerk benötigt, das mindestens drei Zuleitungen (Spiralen) zur Drehspule erfordert und somit kompliziert zu fertigen ist. Beide vorbekannten Anordnungen besitzen keinen Stromumschalter, so daß beim Meßvorgang nicht eindeutig feststellbar ist, ob man nach einer eventuellen Umpolung eine reine Gleichspannung oder aber eine Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung mißt. Similar arrangements are already known. In one case, a Converter with multiple windings used, which has a corresponding art circuit conditional. In the other case, a measuring mechanism is required that has at least three supply lines Requires (spirals) to the moving coil and is therefore complicated to manufacture. Both Previously known arrangements do not have a current switch, so that during the measurement process It is not possible to clearly determine whether a pure DC voltage or a DC voltage with superimposed alternating voltage measures.

Im Gegensatz dazu läßt sich mit der vorliegenden neuen Anordnung aber eine eindeutige Aussage über die zu messende Stromart machen. Sie ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß bei Wechselspannungsmessungen die Spannung über einen Meßbereichschalter und die entsprechenden Vorwiderstände einer symmetrischen Greinacher-Brücke, deren einer Brückenwiderstand zum Ausgleich des Formfaktors im Verhältnis 1 : 9 aufgeteilt ist, zugeführt wird und daß bei Gleichspannungsmessungen nach Umlegen des Meßarten schalters die Spannung der nunmehr unsymmetrischen Brücke über einen Widerstand, der für beide Meßarten gleiche Spannungsabfälle an der Brücke bewirkt, am Verbindungspunkt zwischen den Teilwiderständen zugeführt wird. In contrast, with the present new arrangement but make a clear statement about the type of current to be measured. It is according to the invention constructed in such a way that with AC voltage measurements the voltage is measured via a measuring range switch and the corresponding series resistors of a symmetrical Greinacher bridge, their a bridge resistor to compensate for the form factor in a ratio of 1: 9 is, is supplied and that for DC voltage measurements after changing the type of measurement switch the voltage of the now asymmetrical bridge over a resistor, which causes the same voltage drop at the bridge for both types of measurement, at the connection point is fed between the partial resistors.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist in F i g. 1 dargestellt. Bei einer Gleichspannungsmessung ergibt sich folgender Stromverlauf: Von der Plusklemme fließt der Strom über den Meßbereichschalter 1, einen der Vorwiderstände 2 bis 5, den Stromwahlschalter 6 und die Widerstände 7 und 8 zurück zur Minusklemme. Dabei wird der am Widerstand 8 auftretende Spannungsabfall über die Widerstände 9 und 10 vom Meßwerk 11 erfaßt. The circuit according to the invention is shown in FIG. 1 shown. At a DC voltage measurement results in the following current curve: Flows from the positive terminal the current through the measuring range switch 1, one of the series resistors 2 to 5, the current selector switch 6 and resistors 7 and 8 back to the negative terminal. This will be the one at the resistance 8 occurring voltage drop across the resistors 9 and 10 from the measuring mechanism 11 is detected.

Bei einer Wechselspannungsmessung fließt der Strom in der positiven Halbwelle von der Plusklemme über den Meßbereichschalter 1, einen der Vorwiderstände 2 bis 5, den Stromartwahlschalter 6, die Diode 12 und die Widerstände 10 und 8 zur Minusklemme. With an AC voltage measurement, the current flows in the positive one Half-wave from the positive terminal via the measuring range switch 1, one of the series resistors 2 to 5, the current type selection switch 6, the diode 12 and the resistors 10 and 8 for Negative terminal.

Der an den Widerständen 8 und 10 auftretende Spannungsabfall wird über den Widerstand 9, der als Vorwiderstand dient, vom Meßwerk 11 erfaßt In der negativen Halbwelle fließt der Strom von der Minusklemme über den Widerstand 9, die Diode 13, einen der Vorwiderstände 2 bis S und den Bereichschalter 1 zur Plusklemme. Jetzt wird der am Widerstand 9 auftretende Spannungsabfall über die Widerstände 8 und 10, die gemeinsam als Vorwiderstand arbeiten, vom Meßwerk 11 erfaßt.The voltage drop occurring across resistors 8 and 10 is Across the resistor 9, which serves as a series resistor, detected by the measuring mechanism 11 In the negative Half-wave the current flows from the negative terminal via the resistor 9, the diode 13, one of the series resistors 2 to S and the range switch 1 to the positive terminal. now the voltage drop occurring across the resistor 9 across the resistors 8 and 10, which work together as a series resistor, detected by the measuring mechanism 11.

Dabei ist aus Symmetriegründen der Widerstand 9 gleich der Summe der beiden Widerstände 8 und 10, die gegenüber dem Innenwiderstand des Meßwerkes 11 hochohmig ausgelegt sind. For reasons of symmetry, the resistor 9 is equal to the sum of the two resistors 8 and 10, which are opposite to the internal resistance of the measuring mechanism 11 are designed with high resistance.

Um die erstrebte Skalendeckung im Gleich- und Wechselstrombereich zu erhalten, wird nun erfindungsgemäß einer der beiden gleich großen Brückenwiderstände 9 bzw. 8 plus 10 für die Gleichstrommessung in zwei Einzelwiderstände, im vorliegenden Beispiel also in die Widerstände 8 und 10, unterteilt, die, wie weiter unten näher beschrieben, in einem bestimmten wertmäßigen Verhältnis zueinander stehen müssen. Letzteres ist erforderlich, um den Formfaktor zwischen den beiden Stromarten wertmäßig zu erfassen und auszugleichen. Dies wird auf folgende Weise erreicht: Legt man die Brückenwiderstände hochohmig gegenüber dem Meßwerkinnenwiderstand und den Dioden aus, so kann man gemäß Fig. 2 als Ersatzschaltbild der Brücke, also ohne die Vorwiderstände 2 bis 5, eine Parallelschaltung von Widerstand 9 zu den Widerständen 8 plus 10 annehmen. Die Aufteilung des zweiten Brückenwiderstandes in die Einzelwiderstände 8 und 10 beinhaltet bereits den Ausgleich um den Betrag des Formfaktors. Der Widerstand 9 soll dabei gleich sein der Summe der Widerstände 8 plus 10. Legt man 9 parallel zu 9 plus 10, dann ist die Brücke im Gleichgewicht, und ihr Gesamtwiderstand ist gleich der Hälfte eines Einzelbrückenwiderstandes. About the desired scale coverage in the direct and alternating current range to obtain, is now one of the two equal bridge resistances according to the invention 9 or 8 plus 10 for the direct current measurement in two individual resistors, in this case Example so divided into resistors 8 and 10, which, as detailed below described, must be in a certain value-related relationship to each other. The latter is required to value the form factor between the two types of current to capture and balance. This is achieved in the following way: If you place the Bridge resistances high in relation to the internal resistance of the measuring mechanism and the diodes off, one can use an equivalent circuit diagram of the bridge as shown in FIG. 2, that is, without the series resistors 2 to 5, assume a parallel connection of resistor 9 to resistors 8 plus 10. The division of the second bridge resistor into the individual resistors 8 and 10 already includes the compensation for the amount of the form factor. Resistance 9 should be equal to the sum of the resistances 8 plus 10. Put 9 in parallel to 9 plus 10, then the bridge is in equilibrium, and its total resistance is equal to half of a single bridge resistance.

Macht man nun den einen Brückenwiderstand größer als den anderen, und das geschieht ja bei der Umschaltung von Wechsel- auf Gleichstrommessung, so wird der Widerstand der Brückenschaltung, wenn Rg = R8 + Rlo ist, gemäß B (Rg » 2Rg 2Rg verstimmt, und zwar im vorliegenden Falle um den Betrag von 11°/o. Zeichnet man nun gemäß Fig. 3 die Funktion dieser Verstimmung auf, so erkennt man, daß der Fehler in der Deckungsgleichheit vernachlässigbar klein ist und innerhalb der normalen Toleranzen liegt.If you now make one bridge resistance greater than the other, and that happens when switching from alternating to direct current measurement, like this will the resistance of the bridge circuit when Rg = R8 + Rlo, according to B (Rg »2Rg 2Rg disgruntled, in the present case by the amount of 11 per cent. One draws Now, according to FIG. 3, the function of this detuning, it can be seen that the error is negligibly small in congruence and within normal Tolerances.

Claims

Claim: Multiple voltmeter with scale coverage for equal and alternating voltage, denoted by the fact that with alternating voltage voltage measurements the voltage via a measuring range switch (1) and the corresponding series resistors (2 to 5) of a symmetrical Greinacher bridge, one of which is bridge resistance (8, 10) is divided in a ratio of 1: 9 to compensate for the form factor and that in the case of direct voltage measurements after the measuring mode switch (6) has been flipped over, the Voltage of the now asymmetrical bridge across a resistor (7), which is for both Measurement types causes the same voltage drops at the bridge, at the connection point between the partial resistors (8, 10) is supplied.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,056,737.