DE1195406B - Schaltungsanordnung zur Spannungsmessung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Spannungsmessung

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DE1195406B
DE1195406B DER28710A DER0028710A DE1195406B DE 1195406 B DE1195406 B DE 1195406B DE R28710 A DER28710 A DE R28710A DE R0028710 A DER0028710 A DE R0028710A DE 1195406 B DE1195406 B DE 1195406B
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Germany
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voltage
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Dipl-Ing Fritz Valet
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GEORG REICHERTER FA
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GEORG REICHERTER FA
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/08Circuits for altering the measuring range

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zur S'pannungsmessung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Spannungsmessung, bei der ein für die Messung mehrerer Werte vorgesehener Gesamtbereich in gleiche, jeweils etwa über die ganze Skala an einem Meßinstrument reichende Teilbereiche unterteilt ist, die so aneinandergesetzt sind, daß der Meßwert am Endpunkt eines Teilbereiches identisch ist mit dem Meßwert am Anfangs- oder Nullpunkt eines andern Teilbereichs, wozu zur Anzeige in einem Teilbereich der zu messenden Spannung eine in ihrer Größe von der Lage des Teilbereichs im Gesamtbereich abhängige Gegenspannung eingekoppelt ist.
  • Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wirkt eine zu messende Größe auf einen Geber oder Wandler, der die Meßgröße in eine elektrisch meßbare Größe umwandelt. Da die Geberspannungen meist klein sind, werden sie mit Hilfe eines nachfolgenden Verstärkers- so verstärkt, daß sie durch ein Anzeigeinstrument angezeigt werden können. Soll ein großer Meßbereich erfaßt werden, so wird ein Verstärker mit umschaltbarem Verstärkungsfaktor gewählt. Das Diagramm nach F i g. 1 der Zeichnung gibt für das Beispiel einer Längenmessung den Zusammenhang zwischen der Meßgröße x in Millimeter und den Ausschlag des Anzeigeinstrumentes A in Skalenteilen wieder. Durch stufenweise Regelung der Verstärkung können drei Meßbereiche I, II und III eingestellt werden, so daß Vollausschlag jeweils den Endwerten von 1, 2 oder 3 mm entspricht. Die Verbindungslinien vom Nullpunkt zu den Bereichsendpunkten x 1, x2 und x 3 sind die Kennlinien des Meßsystems. Die Steigungen dieser Kennlinien bzw. die Winkel 1, q? 2 und (p3 entsprechen den drei Verstärkungsgraden.
  • Bei linearer Verstärkung ergibt sich ein ebenfalls linearer Zusammenhang zwischen der Meßgröße x und der Geber- oder Wandlungsspannung Ux.
  • Dem Vorteil einer einfachen Multiplikation bei der Meßbereicherweiterung steht der Nachteil gegenüber, daß bei größeren Meßbereichen die Ablesegenauigkeit immer geringer wird, da jeder Meßbereich auf dem konstanten Anzeigebereich anzuzeigen ist.
  • Es ist auch eine Schaltungsanordnung bekannt, die es gestattet, aus einem gegebenen Bereich eines Meßinstrumentes einen Abschnitt herauszugreifen und diesen über den gesamten Skalenbereich des Meßinstrumentes aufzuweiten oder zu vergrößern. Hierzu dient - die Einfügung einer Kompensationsspannung für das Meßinstrument unter gleichzeitigem Parallelschließen eines Widerstandes zum Vorwiderstand des Meßinstrumentes. Hierdurch läßt sich ein von der Messung zu erfassender Gesamtbereich in Teilbereiche unterteilen, die so aneinandergesetzt bzw. addiert werden, daß der Meßwert am Endpunkt eines Teilbereiches identisch ist mit dem Meßwert am Anfangs- oder Nullpunkt des nachfolgenden Teilbereichs. Der Nullpunkt des Gesamtmeßbereichs ist nur mit dem Nullpunkt des ersten Teilbereichs identisch.
  • Auf den übrigen Teilbereichen ist er unterdrückt.
  • Zu diesem Zweck wird zwischen einem Geber oder Wandler G und einem Verstärker V eine Gegenspannung UG eingekoppelt (Fig.5), welche die Geberspannung Ux vermindert, so daß dem Verstärker eine kleinere Spannung Uv als die Geberspannung Ux zugeführt wird. Die Gegenspannung UG wird für jeden einzelnen Teilbereich so bemessen, daß sie am Anfang des betreffenden Teilbereichs gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet ist wie die Geberspannung Ux. Da zu Beginn eines jeden Teilbereichs UG = Ux gemacht wird, ist die an dem Verstärker liegende Spannung Uv = O, und das Anzeigeinstrument steht auf Null. Steigt die Geber- oder Wandlerspannung Ux an, so schlägt das Anzeigeinstrument aus und zeigt die Spannung Uv = Ux- UG an.
  • Ein der F i g. 1 entsprechend gewähltes Beispiel zeigt F i g. 3 der Zeichnung. Die konstante Verstärkung in jedem Teilbereich ist im Diagramm nach F i g. 3 an dem konstanten Steigungswinkel <p für alle Bereiche ersichtlich.
  • Es ist auch bekannt, bei einer Meßbrücke, die nach der Ausschlagmethode arbeitet, zur Meßbereichumschaltung den Widerstand eines Brückenzweiges zu ändern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Unterteilung des Meßbereichs in gleich große Teilbereiche eine von einer Geraden abweichende Kennlinie eines Gebers oder Wandlers zu berücksichtigen, wobei unter Geber ein Schaltungsteil zu verstehen ist, der selbst einen Strom erzeugt, und unter Wandler ein Schaltungsteil, der den Strom einer konstanten Spannungsquelle ändert. Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die aus der Differenz der zu messenden Spannung und der gegebenenfalls eingekoppelten Gegenspannung sich ergebende und von einem Geber oder Wandler mit beliebig gekrümmter Kennlinie stammende Meßspannung in jedem Teilbereich der auf einer der beiden Koordinaten der Kennlinie eingeteilten gleichen Teilbereiche in einem solchen Maß verstärkt ist, daß die maximale Meßspannung eines Teilbereichs gerade Vollausschlag am Anzeigeinstrument ergibt. Hierdurch läßt sich eine gekrümmte Kennlinie, die sonst bei gleicher Einteilung auf einer ihrer Koordinaten ungleich große Teilbereiche auf der anderen Koordinate ergibt, in einer Weise ändern, daß auch die Teilbereiche auf der anderen Koordinate gleich groß sind.
  • Die Verstärkung ist hierbei der Geber- oder Wandlercharakteristik angepaßt. Bei Anwendung der Erfindung ist es möglich, in Bereichen, in denen die Kennlinie gekrümmt ist, annähernd der gleichen Genauigkeit zu messen wie in Bereichen mit gerader Kennlinie, so daß sich bei Anwendung eines Gebers oder Wandlers mit gekrümmter Kennlinie ein größerer Meßbereich ergibt als bei einer der bekannten Schaltungsanordnungen.
  • In der Zeichnung sind verschiedene Schaltungsanordnungen als Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung und verschiedene Diagramme dargestellt. Es zeigen F i g. 1 und 3 Diagramme bekannter Schaltungsanordnungen, F i g. 2 und 4 Diagramme der Schaltungsanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, F i g. 5 das erste Ausführungsbeispiel, F i g. 6 das zweite Ausführungsbeispiel, Fig.7 ein Diagramm des zweiten Ausführungsbeispieles.
  • Fig.2 zeigt ein willkürlich angenommenes Beispiel für eine Temperaturmessung, aus dem der nichtlineare Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Geber- oder Wandlerspannung Ux ersichtlich ist.
  • Im Bereich 0 bis 2000 C hat die Kennlinie einen annähernd linearen Verlauf mit dem Steigungswinkel ar: im Bereich 200 bis 4000 C ist sie gekrümmt mit einem mittleren Steigungswinkel ß, und im Bereich 400 bis 6000 C ist der Steigungswinkel y. Bezogen auf eine linear geteilte Temperaturskala, müßte das Anzeigeinstrument eine nichtlineare Teilung aufweisen, bei welcher der Bereich 400 bis 6000 C auf den letzten zehn Skalenteilen zusammengedrängt ist. Eine Ablesung in diesem Bereich ist sehr ungenau. Eine Meßbereichumschaltung entsprechend dem Beispiel nach F i g. 2 würde für den kleinsten Meßbereich 0 bis 2000 C eine annähernd lineare Skalenteilung ergeben, wobei die Verstärkung für Vollausschlag entsprechend dem Verhältnis lp 1 zu a erhöht werden müßte.
  • Der Bereich 0 bis 4000 C überdeckt schon 900/0 des Skalenbereichs von 0 bis 6000 C, so daß eine Verstärkungserhöhung, um Vollausschlag des Anzeigeinstrumentes am Ende dieses Bereiches zu erreichen, nicht mehr sinnvoll ist, zumal dadurch die nichtlineare Skaleneinteilung gegenüber dem Bereich von 0 bis 6000 C noch geändert werden müßte. Bei einer Unterteilung der Meßbereiche wären also mindestens zwei verschieden geteilte Skalen erforderlich, und trotzdem wäre eine Verbesserung der Anzeige- oder Ablesegenauigkeit im Bereich von 400 bis 6000 C nicht möglich.
  • In dem Diagramm nach Fig.4 ist der Gesamtbereich 0 bis 6000 C wieder in drei Teilbereiche A, B und C von je 2000 C eingeteilt. Die Teilbereiche A, B und C schneiden auf der gekrümmten Kennlinie die Teilabschnitte a, b und c ab. Diese zum Teil gekrümmten Teilabschnitte werden näherungsweise durch die Geraden a', b' und c' mit den Steigungswinkeln oc, ß, y ersetzt. Durch eine entsprechend feine Unterteilung kann diese Annäherung beliebig genau gemacht werden.
  • Die Teilbereiche sollen erfindungsgemäß so aneinandergesetzt werden, daß der Zeiger des Anzeigeinstrumentes zu Beginn jedes Teilbereiches auf Null steht, d.h., die Anfangspunkte der Teilabschnitte müssen alle auf der X-Achse des Diagramms liegen.
  • Soll nun für jeden Teilbereich A, B, und C von je 2000 C der Vollausschlag von 100 Skalenteilen erreicht werden, so müssen die Winkel a, ß und y auf den in jedem Teilbereich gleich großen Winkel ç gebracht werden, d. h., in jedem der einzelnen Teilbereiche muß die Verstärkung des nachfolgenden Verstärkers verschieden groß gemacht werden. Am einfachsten kann die Verstärkungsänderung durch einen Spannungsteiler vor dem Verstärkereingang erreicht werden. Es können natürlich auch andere bekannte Mittel für die stufenweise Verstärkungsänderung eingesetzt werden, z. B. eine umschaltbare Gegenkopplung, durch Schalten von Parallel- oder Vorwiderständen am Anzeigeinstrument usw. Die Erfindung ermöglicht also bei entsprechender Unterteilung des Gesamtmeßbereiches die Ablesung der Meßwerte an einer linear geteilten Skala auch bei nichtlinearem Zusammenhang zwischen der Meßgröße x und der Geber- oder Wandlerausgangsspannung Ux F i g. 5 zeigt die prinzipielle Schaltung für eine beliebige Geberspannung Ux und Gegenspannung UG, wobei wieder als Beispiel eine Meßanordnung mit drei Teilbereichen A, B, und C gewählt wurde.
  • Zwischen dem Geber oder Wandler G und dem Verstärker V mit dem davorliegenden Spannungsteiler R4, R 5 und R 6 befindet sich das Glied M, mit welchem die notwendige Verminderung der Geberspannung Ux durch stufenweises Einschalten einer Gegenspannung UG erreicht werden kann. Im einfachsten Falle kann dieses Glied z. B. ebenfalls aus einem Spannungsteiler mit den Widerständen R 1, R 2 und R 3 bestehen.
  • Bei exakt linearer Kennlinie sind die stufenweise über den Schalter S1 eingekoppelten Teilspannungen, welche z. B. an den Spannungsteiler R 1, R 2 und R 3 abgegriffen werden, alle gleich groß und dem Betrage bzw. der Phase nach entgegengesetzt gleich der Geberspannung Ux für einen Teilbereich. Im ersten Teilbereich A ist die Gegenspannung gleich Null, da die Geberspannung Ux ja voll zur Anzeige kommen soll. Bei nichtlinearem Zusammenhang zwischen Geberspannung Ux und Meßwert x wird eine Anderung der Verstärkung gleichzeitig mit dem Umschalten der Teilbereiche erreicht.
  • In der F i g. 5 sind die Schalter S1 und 82 mechanisch oder bei Relaisumschaltung elektrisch miteinander gekuppelt, so daß mit dem Umschalten der Gegenspannung, welche die Nullstellung des Anzeigeinstrumentes bewirkt, gleichzeitig auch die richtige Verstärkung für diesen Teilbereich eingeschaltet wird.
  • Die über den Schalter 81 eingekoppelten Teilspannungen sind nun verschieden groß, da der Geber oder Wandler entsprechend der gekrümmten Kennlinie gemäß F i g. 4 in jedem Teilbereich einen anderen Spannungszuwachs für Ux bringt. Von besonderer Wichtigkeit ist die Konstanz der für die Teilbereiche eingekoppelten Gegenspannung UG, denn davon hängt die Genauigkeit der Messung ab. Änderungen dieser Spannung geben eine Verschiebung der Anfangspunkte der einzelnen Teilbereiche und führen dadurch zu Fehlmessungen. An einem besonders geeigneten Beispiel soll gezeigt werden, wie diese Schwierigkeit durch entsprechende Schaltungsmaßnahmen bewältigt werden kann.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine dekadisch abgestufte Längenmeßeinrichtung mit einem induktiven Geber. Der induktive Geber besteht z. B. aus zwei Spulen 8 und 9 gleicher Größe und Windungszahl, die konzentrisch zueinander angeordnet und in Reihe eingeschaltet sind. In den beiden Spulen ist axial verschiebbar ein Kern 10 aus Hochfrequenzeisen angeordnet. Liegt der Kern 10 symmetrisch in beiden Spulen, so sind die beiden induktiven Widerstände gleich groß, und die Brückenschaltung mit den Wicklungen2 und 4 ist abgeglichen. Wird der Kern 10 in axialer Richtung verschoben, so tritt in der Brückenschaltung eine Diagonal- oder Geberspannung proportional dieser Verschiebung auf. Induktive Geber in der beschriebenen Anordnung haben bekanntlich eine Kennlinie, die, vom Symmetrie-Abgleich- oder Nullpunkt ausgehend, ein gewisses Stück linear verläuft und dann gegen die Waagrechte abbiegt. Sie liegt symmetrisch zum Nullpunkt. Beim Nulldurchgang ändert sich die Richtung bzw. die Phasenlage der Spannung um 1800, so daß mit Hilfe des bekannten phasenempfindlichen Gleichrichters richtungsabhängig nach beiden Seiten gemessen werden kann.
  • Für das vorliegende Beispiel interessiert nur der rechte Teil der Kennlinie, da vom Nullpunkt aus nur in einer Richtung gemessen werden soll. Der Geber soll z. B. die in Fig. 7 wiedergegebene Kennlinie haben, aus welcher zu ersehen ist, daß der Zusammenhang zwischen der Kernverschiebung oder dem Meßweg bzw. der Meßgröße in Zentimetern und der Diagonalspannung UD in Volt etwa über einen Weg von 5 cm linear ist und dann langsam abbiegt, d. h., pro Zentimeter Weg wird immer weniger Spannung abgegeben. Für die dekadische Messung des Gesamtintervalls mit einer linear geteilten Skala werden die beiden Merkmale: Addition der Teilbereiche und Änderung der Verstärkung in bestimmten Teilbereichen, kombiniert, wodurch bei dem in Fig.7 angegebenen Kennlinienbeispiel eine Verdoppelung des ausnutzbaren Geberbereiches erreicht wird. Die wesentlichsten Teile der Schaltung werden in ihrem Zusammenhang und in ihrer Funktion an Hand der Fig.6 erklärt. Der linke Teil der Schaltung weist einen Oszillator 6 und einen Transformator mit den Wicklungen 1 bis 4 auf. Die Primärwicklung 12 des Transformators 12, 21 bis 29 hat mehrere Anzapfungen, mit welchen unterschiedliche Empfindlichkeiten des Gebers G bzw. dessen Fertigungsstreuungen ausgeglichen werden können. Die Sekundärseite des Transformators trägt neun Wicklungen 21 bis 29, von denen nur die Wicklungen 21, 22, 28 und 29 dargestellt sind, mit entsprechend abgestuften Windungszahlen, welche die Gegenspannung für die einzelnen Teilbereiche liefern. Mit jeder Wicklung ist ein kleiner, regelbarer, induktiver Widerstand 31 bis 39 (gezeigt sind nur die Widerstände 31, 32, 38 und 39) in Reihe geschaltet, der eine Variation jeder Teilspannung um einen geringen Betrag gestattet.
  • Damit ist eine genaue, stufenlose Einstellung des Nullpunktes für jeden einzelnen Teilbereich möglich.
  • Die einzelnen Teilbereiche können z. B. über einen zehnstufigen Schalter eingestellt werden. Auf andere Möglichkeiten der Bereichsauswahl wird noch eingegangen. Der Schalter hat zwei Schaltebenen S' 1 und S'2 mit je zehn Schaltkontakten41 bis 50 bzw. 71 bis 80 (die Kontakte 43 bis 47 sind nicht gezeigt), die mechanisch miteinander gekuppelt sind. In der Anfangsstellung (Kontakte 50 und 80 geschlossen), die gleichzeitig der Schaltstufe für den ersten Teilbereich entspricht und damit für den Geberweg 0 bis 1 cm gültig ist, verbindet der Schalter S'1 die Wicklung 2 des Transformators über das Variometer 52, mit der Wicklung4 des Transformators. Diese Elemente bilden zusammen mit dem Geber 8 bis 10 die eigentliche Brückenschaltung. Der Nullpunkt des Gesamtmeßbereiches bzw. des ersten Teilbereiches wird mit Hilfe des Variometers 52 eingestellt. In der Praxis wird damit die mechanische Einstellung des Gebers korrigiert, der mit einer Genauigkeit von etwa 1/1000 mm justiert werden muß. Das Variometer 52 besteht ähnlich wie der Geber 8 bis 10 aus zwei konzentrischen Spulen, in denen ein Hochfrequenzeisenkern mechanisch verschoben werden kann.
  • Die Mittelanzapfung 53 des Variometers52, die im Schaltungsbeispiel der Fig. 6 auf Erdpotential gelegt ist, bildet den einen Punkt der Brückendiagonale. Der andere Punkt ist die Mittelanzapfung 54 des Gebers 8 bis 10. Zwischen diesen beiden Punkten tritt bei der Messung, d. h. bei einer Kernverschiebung des Gebers 8 bis 10, eine Diagonalspannung UD bzw. die Geberspannung Ux entsprechend der Kennlinie F i g. 7 auf. Diese Spannung wird auf den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 61 bis 66, gegeben. Die einzelnen Abgreifpunkte dieses Spannungsteilers gehen auf den Schalter 82, der ebenfalls zehn Stufen hat, und die Geberspannung als Eingangsspannung UE auf den Verstärker 82 weitergibt. Für die ersten fünf Teilbereiche hat die Kennlinie eine lineare Charakteristik und auch die größte Steigung. Für diese fünf Bereiche muß also die Verstärkung konstant und außerdem am kleinsten sein.
  • Die Schalterebene 8' 2 greift für die ersten fünf Stufen 80 bis 76 immer dieselbe Spannung an dem Teilerwiderstand 61 ab, welcher als unterster Teilerwiderstand der kleinsten Verstärkung entspricht. Im linken Brückenzweig wird eine von Stufe zu Stufe linear ansteigende Gegenspannung eingekoppelt. Die Differenz zwischen Geberspannung und Gegenspannung ist für die Endpunkte der Teilbereiche konstant, solange die Geberkennlinie linear ist. In den Teilbereichen mit gekrümmter Kennlinie wird die Differenz immer kleiner, so daß die Verstärkung entsprechend erhöht werden muß. Dies geschieht mit Hilfe der Schalterebene S'2, die eine entsprechend größere Spannung an dem Spannungsteiler 62 bis 66 abgreift.
  • Dem Verstärker wird damit in jedem Teilbereich eine gleich große Spannung zugeführt, so daß auch das Anzeigeinstrument am Ende eines jeden Teilbereiches auf Vollausschlag kommt. Zwischen der Zei gerstellung Null und Vollausschlag ist der angezeigte Meßwert infolge der linearen Skalenteilung mit einem kleinen Fehler behaftet, der von der Kennlinienkrümmung des betreffenden Skalenbereiches abhängig ist.
  • Die Umschaltung der einzelnen Meßbereiche kann mit entsprechenden Hilfsmitteln auch automatisiert werden. Wird für die Gleichrichtung der verstärkten Wechselspannung die schon erwähnte phasenempfindliche Gleichrichtung eingesetzt, so ändert der durch das Anzeigeinstrument fließende Gleichstrom seine Richtung, wenn der Meßwert unterhalb des Nullpunktes des eingestellten Teilbereiches liegt. Durch ein elektrisches Organ, welches auf die Stromrichtung und auf die Größe des Stromes anspricht, kann die automatische Umschaltung auf den richtigen Meßbereich gesteuert werden. Im einfachsten Fall kann dieses Organ aus einem polarisierten Relais 84 bestehen, mit einer mittleren Ruhelage des Ankers und zwei Arbeitskontakten oder mehreren Kontaktpaaren, z. B. 86, 87, 88, 89 und 90, 91 die bei einer bestimmten Größe des Stromes und entsprechend der Stromrichtung, nach links oder nach rechts geschlossen werden. Die Kontakte können in mehrfacher Weise ausgenutzt werin. Mit einem Paar (86, 87) kann z. B. das Anzeigeinstrument kurzgeschlossen werden, um es vor Überbelastung zu schützen, solange der Meßwert noch nicht die dem eingestellten Teilbereich entsprechende Größe erreicht hat, oder wenn der Meßwert die dem Vollausschlag entsprechende Größe überschreitet Das zweite Kontaktpaar 88, 89 zeigt ich entsprechende andersfarbige Lampen 93, 94 -an, ob der Meßwert über oder unterhalb des eingestellten Meßbereiches liegt. Das Anzeigeinstrument 85 ist in diesem Falle ja kurzgeschlossen und steht auf Null, so daß am Instrument die Lage des Meßwertes nicht zu erkennen ist. Das dritte Kontaktpaar 90, 91 kann schließlich zur Steuerung des automatischen Umschaltvorganges benutzt werden. Da beide Schaltrichtungen, d. h. die Betätigung des Meßbereichumschalters zu höheren oder tieferen Bereichen, vorkommen, wird für die automatische Umschaltung z. 3. ein Drehwähler96 mit Rechts- und Linkslauf eingesetzt. Die Drehrichtung wird von dem dritten Kontaktpaar gesteuert. Sobald ein Kontakt geschlossen wird, läuft der Wähler an und dreht sich in der von dem polarisierten Relais ausgewählten Richtung stufenweise so lange, bis der richtige, dem Meßwert entsprechende Teilbereich eingeschaltet ist. In diesem Augenblick wird der Steuerkontakt des polarisierten Relais 90, 91 geöffnet, und der Wähler bleibt auf der betreffenden Schaltstufe stehen. Das erste Kontaktpaar 86, 87 gibt gleichzeitig das Instrument zur Anzeige frei, die Kontakte des zweiten Paares 88, 89 werden geöffnet, so daß die Anzeigelampen 93, 94 für die Meßwertlage erlöschen. Ändert sich der Meßwert wieder, so daß der Anzeigebereich des Instrumentes über oder unterschritten wird, so wird in der beschriebenen Art automatisch der richtige Teilmeßbereich wieder nachgesteuert. Für die Steuerung können selbstverständlich auch die bekannten Anzeigeinstrurnente mit eingebauten Grenzkontakten, die auf mechanischer, fotoelektrischer oder induktiver Basis arbeiten, eingesetzt werden. Des weiteren können zu diesem Zwecke auch Drehspulrelais oder elektronische Schaltungen mit den sogenannten Zenerdioden oder Transistoren- bzw. Röhrenschaltungen usw. verwendet werden.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Spannungsmessung, bei der ein für die Messung mehrerer Werte vorgesehener Gesamtbereich in gleiche, jeweils etwa über die ganze Skala an einem Meßinstrument reichende Teilbereiche unterteilt ist, die so aneinandergesetzt sind, daß der Meßwert am Endpunkt eines Teilbereiches identisch ist mit dem Meßwert am Anfangs- oder Nullpunkt eines andern Teilbereichs, wozu zur Anzeige in einem Teilbereich der zu messenden Spannung eine in ihrer Größe von der Lage des Teilbereichs im Gesamtbereich abhängige Gegenspannung eingekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Differenz der zu messenden Spannung und der gegebenenfalls eingekoppelten Gegenspannung sich ergebende und von einem Geber oder Wandler mit beliebig gekrümmter Kennlinie stammende Meßspannung in jedem Teilbereich der auf einer der beiden Koordinaten der Kennlinie eingeteilten gleichen Teilbereiche in einem solchen Maß verstärkt ist, daß die maximale Meßspannung eines Teilbereichs gerade Vollausschlag am Anzeigeinstrument ergibt.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler eine induktive Brückenschaltung ist, deren Speisespannung und einzukoppelnde Gegenspannung von derselben Stromquelle stammen.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Geber oder Wandler ein elektrisches Glied nachgeschaltet ist, das zur stufenweisen Einschaltung der Teilbereiche die Geberspannung stufenweise so vermindert, daß die Eingangsspannung des Verstärkers zu Beginn eines jeden Teilbereiches Null ist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit Wechselstrom arbeitenden Gebern oder Wandlern als spannungsverminderndes Glied ein geschirmter Transformator dient, welcher so eng mit der Speisespannungsquelle des Wandlers gekoppelt ist, daß die spannungsvermindernde Gegenspannung des Transformators den Änderungen der Speisespannung folgt.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu jeder Sekundärwicklung des Teilertransformators ein regelbarer induktiver Widerstand liegt, der eine stufenlose Einstellung der Nullpunkte der einzelnen Teilbereiche ermöglicht.
  6. 6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichs auswahl selbsttätig durch ein Organ gesteuert ist, daß im Stromkreis des Anzeigeinstrumentes liegt und auf die Höhe des Stromes und auf die Stromrichtung anspricht.
  7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung zur Längenmessung unter Zwischenschalten eines induktiven Gebers und mit dekadischer Vorwahl der Teilbereiche.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 885 286, 905404.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2914697A1 (de) * 1979-04-11 1980-10-16 Gossen Gmbh Schaltungsanordnung fuer einen spannungsmesser mit zwei linearen teilbereichen

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DE885286C (de) * 1951-05-24 1953-08-03 Sophie Cueni Aufweitung von Messbereichausschnitten bei elektrischen Messinstrumenten
DE905404C (de) * 1943-04-15 1954-03-01 Siemens Ag Thermischer Spannungsmesser

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