DE1208401B

DE1208401B - Compensation circuit for measuring AC voltages that are subject to interference

Info

Publication number: DE1208401B
Application number: DEB66852A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Diebel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1962-04-17
Filing date: 1962-04-17
Publication date: 1966-01-05
Also published as: GB1020475A

Description

Kompensationsschaltung zur Messung von Wechselspannungen, die mit Störgrößen behaftet sind In der angewandten elektrischen Meßtechnik ist ll.iufig die Aufgabe gestellt, die zu bestimmende Größe X als Quotient zweier anderer direkt meßbarer Größen und B zu ermitteln. Es ist bekannt, für eine solche Quotientenbildung das Poggendorfsche Kompellsationsverfallren anzuwenden. Hierbei wird an ein Abgleichpotentiometer eine Spannung angelegt die der Meßgröße B proportional ist. Die Differenz zwischen der Spannung B zu X und der am Poten tiometer abgegriffenen Spannung wird einem \'erstärllçer so zugeführt, daß der sich durch den Ser\-omntor der Kompensationsschaltung selbsttätig cinstellende Abgnff des Potentiometers ein Maß für die zu messende Größe X = .4/B ist. Diese bekannte ,Xrt der Quoti entenbildung mit elektrischen Mitteln +ircl beispielsweise bei lBrückenschaltungen und bei i1 agn etischen Durchflußmessern für flüssige Medien II) ge"endet.Compensation circuit for measuring AC voltages with Disturbances are afflicted in the applied electrical measuring technology is usually set the task of determining the quantity X as the quotient of two others directly measurable quantities and B to be determined. It is known for such a quotient formation to apply Poggendorf's Kompellationsverfallren. An adjustment potentiometer is used here a voltage is applied which is proportional to the measured variable B. The difference between the voltage B to X and the voltage tapped at the potentiometer becomes a \ 'erstärllçer supplied in such a way that the servomotor of the compensation circuit automatic adjustment of the potentiometer is a measure of the variable to be measured X = .4 / B. This well-known, Xrt of quotation formation by electrical means + ircl, for example, with bridge circuits and with i1 agn etic flow meters for liquid media II) ends.

Es ist auch bekannt. die Quotientenbildung zur Ermittlung einer Meßgröße X mittels eines Differentialtransformators vorzunehmen. Hierbei ist die Stel-1 und des Transformatorkernes von der Störgröße dann unabhängig, wenn eine zur Störgröße B proportionale Spannung zur Speisung der Spulen des Differentialtransformators verwendet wird. It is also known. the formation of quotients to determine a measured variable X using a differential transformer. Here the digit is 1 and of the transformer core is independent of the disturbance variable if one is related to the disturbance variable B proportional voltage to feed the coils of the differential transformer is used.

Die Schaltungen zur Quotientenbildung nach dem Poggendorfschen Kompensationsverfahren sowie diejenigen mit Hilfe eines Differentialtransformators erfordern zum fortlaufenden selbsttätigen Abgleich nicht nur bewegte mechanische Glieder, sondern auch einen großen Aufwand an elektrischen Schaitmitteln. The circuits for the formation of quotients according to the Poggendorf compensation method as well as those using a differential transformer require to be continuous automatic adjustment not only moving mechanical links, but also one large amount of electrical switching means.

Ihre Anwendung zum Aufbau betrieblicher Meßeinrichtungen ist daher wegen der unvermeidlich größeren Störanfälligkeit aller mechanischen und elektrischen Elemente beschränkt.Their application for the construction of operational measuring devices is therefore because of the inevitably greater susceptibility to failure of all mechanical and electrical ones Elements restricted.

Ferner ist bekannt, zur Quotientenbildung zweier elektrischer Größen einen Hall-Generator einzusetzen. Hierfür ist eine Schaltung üblich, bei der der Hall-Generator mit seiner Hall-Ausgangsspannung in Reihe mit einer der Meßgröße A entsprechenden Spannung an einem Verstärkereingang liegt. Ein der Meßgröße B proportionaler Strom erzeugt in dieser Schaltung ein magnetisches Feld, in dem der Hall-Generator angeordnet ist. Den Ausgangsstrom des Verstärkers leitet man als Steuerstrom über den Hall-Generator, und dieser Strom bildet das Maß für die zu messende Größe X unabhängig von der Meßgröße B (s. Siemenszeitschrift, 8, 1954). It is also known to form the quotient of two electrical quantities to use a Hall generator. For this purpose, a circuit is common in which the Hall generator with its Hall output voltage in series with one of the measured variables A corresponding voltage is applied to an amplifier input. One of the measured variable B proportional In this circuit, electricity generates a magnetic field in which the Hall generator is arranged. The output current of the amplifier is passed on as a control current the Hall generator, and this current forms the measure for the quantity X to be measured independent of the measured variable B (see Siemens magazine, 8, 1954).

In Anlehnung an die oben angegebene Verwendung eines Hall-Generators zur Quotientenbildung ist für spezielle Fälle auch folgende Anordnung üblich. Ist die Störgröße B selbst ein Magnetfeld, so erreicht man eine von der Stärke dieses Magnetfeldes unabhängige Messung der Größe X dadurch, daß der Hall-Generator entweder unmittelbar in dieses Magnetfeld oder in ein äquivalentes störungsabhängiges Magnetfeld eingebaut ist. Diese Anordnung wird insbesondere für die magnetisch-induktive Durchflußmessung verwendet. Based on the above-mentioned use of a Hall generator For special cases, the following arrangement is also common for the formation of quotients. is the disturbance B itself reaches a magnetic field one of the strength of this Magnetic field independent measurement of the size X by having the Hall generator either directly into this magnetic field or into an equivalent disturbance-dependent magnetic field is built in. This arrangement is used in particular for magnetic-inductive flow measurement used.

Nach einer bekannten Mompensationsschaltung ist der Ausgangsspannung des Meßfühlers die Hall-Spannung eines Hall-Generators entgegengeschaltet, welcher unmittelbar dem Feld des an der Meßstrecke angeordneten Magneten ausgesetzt ist. Die so entstehende Differenzspannung ist einem Verstärker zugeführt, dessen Ausgangsstrom über Gleichrichter den Hilfsstromkreis des Hall-Generators speist. According to a known compensation circuit, the output voltage is of the sensor is switched against the Hall voltage of a Hall generator, which is directly exposed to the field of the magnet arranged on the measuring section. The resulting differential voltage is fed to an amplifier whose output current feeds the auxiliary circuit of the Hall generator via rectifier.

Die bekannte mittels eines Hall-Generators aufgebaute Schaltung weist jedoch folgende Mängel auf. The known circuit constructed by means of a Hall generator has however, the following shortcomings.

Auf Grund der mechanischen Empfindlichkeit und des großen Temperaturkoeffizienten des Hall-Generators ist der direkte Einbau dieses Schaltelementes in das unmittelbar die Meßgröße liefernde magnetische Wechselfeld unzweckmäßig. In diesem Magnetfeld ist nämlich wegen der in allen Zuleitungen induzierten Wechselspannungen eine ausreichende Temperaturkompensation nur sehr schwierig zu erreichen. Ähnlich schwierig ist es aber auch, zur Aufnahme des Hall-Generators ein magnetisches Hilfsfeld von stets gleicher Phasenlage zu erzeugen, das die gleiche Temperaturabhängigkeit wie das magnetische Hauptfeld besitzt. Zum Beispiel ist bei den obenerwähnten magnetischen Durchflußmessern die vom Hall-Generator abgegebene und phasentreu zu transformierende Spannung sehr klein und daher entsprechend störanfällig. Eine verhältnismäßig kleine Spannung ist besonders bei großen Nennweiten solcher Durchflußmesser gegeben. Schwierigkeiten bereitet ferner die galvanische Verbindung zwischen der Kompensationsspannung und dem Kompensationsstrom, der gleichzeitig Meßstrom ist. Diesbezüglich ist eine phasentreue Transformation ebenfalls unerläßlich, deren Störanfälligkeit jedoch nicht mit einfachen Schaltmaßnahmen zu beseitigen ist.Due to the mechanical sensitivity and the large temperature coefficient of the Hall generator is the direct installation of this switching element in the immediate the alternating magnetic field supplying the measured variable is inexpedient. In this magnetic field is namely sufficient because of the alternating voltages induced in all supply lines Temperature compensation is very difficult to achieve. It is just as difficult but also, to accommodate the Hall generator, an auxiliary magnetic field of always the same phase position that has the same temperature dependency as that possesses main magnetic field. For example, in the above-mentioned magnetic Flow meters the output from the Hall generator and to be transformed in phase Voltage very small and therefore prone to failure. A relatively small one Tension is particularly important for large sizes such flow meter given. The galvanic connection between the Compensation voltage and the compensation current, which is the measuring current at the same time. In this regard, an in-phase transformation is also indispensable, its susceptibility to failure however, it cannot be eliminated with simple switching measures.

Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile an Kompensationsschaltungen zur Messung elektrischer Größen, die mit Störgrößen multiplikativ oder additiv behaftet sind, bei denen in bekannter Weise eine Hall-Spannung der Meßspannung entgegengeschaltet ist und die Kompensation der Störgröße durch den Hall-Strom erfolgt, dadurch beseitigt werden können, daß gemäß der Erfindung der Hall-Generator in einem elektromagnetischen Feld angeordnet ist, das vom Ausgangsgleichstrom des Verstärkers erzeugt ist. It has now been found that these disadvantages of compensation circuits for measuring electrical quantities that have multiplicative or additive disturbance variables are in which, in a known manner, a Hall voltage is connected in opposition to the measuring voltage and the disturbance variable is compensated by the Hall current, thus eliminated can be that according to the invention of the Hall generator in an electromagnetic Field is arranged, which is generated by the output DC current of the amplifier.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung wird der Ausgangswechselstrom des Verstärkers phasenabhängig gleichgerichtet, gesiebt und vor der Anzeige und Kompensation in einem Gleichstromverstärker weiterverstärkt. In Weiterbildung dieses Gedankens speist der verstärkte Gleichstrom ein magnetisches Hilfsfeld, für das vorzugsweise ein Eisenkern mit Luftspalt verwendet wird, in dessen Luftspalt sich der Hall-Generator befindet.According to a further embodiment of the invention, the output alternating current of the amplifier rectified depending on the phase, screened and in front of the display and Compensation further amplified in a DC amplifier. In continuing this Thoughtfully, the amplified direct current feeds an auxiliary magnetic field for the preferably an iron core with an air gap is used, in the air gap of which the hall generator is located.

Besteht eine multiplikative Abhängigkeit der Meßgröße von einer Störgröße, so wird nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens als Steuerstrom für den Hall-Generator ein der multiplikativen Störgröße proportionaler Strom von gleicher Phasenlage wie die Meßspannung verwendet. Als Beispiel hierfür sei die Anwendung der Schaltung in Verbindung mit magnetisch-induktiven Mengenmessern erwähnt. Ist eine Abhängigkeit der Meßgröße von einem Hauptmagnetfeld gegeben, so wird diese ähnlich wie bei Verwendung des Poggendorfschen Kompensationsverfahrens dadurch beseitigt, daß gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens der Strom zur Erzeugung des Hauptmagnetfeldes als Maß für dessen Magnetfeldstärke dient und, vorzugsweise mittels eines Meßwandlers, über den Hall-Generator als Steuerstrom geleitet wird. If there is a multiplicative dependency of the measured variable on a disturbance variable, so according to a further embodiment of the inventive concept as a control current for the Hall generator a current of proportional to the multiplicative disturbance variable the same phase position as the measuring voltage is used. An example of this is the Use of the circuit in connection with magnetic-inductive flow meters mentioned. If the measured variable is dependent on a main magnetic field, then this will be similar to when using the Poggendorf compensation method, that according to a further development of the inventive concept of the electricity for generation of the main magnetic field serves as a measure of its magnetic field strength and, preferably by means of a transducer through which the Hall generator is passed as a control current.

Es sind folgende Vorteile dieser Art der Kompensationsschaltung hervorzuheben. Die Kompensationsspannung ist vom Meßstrom galvanisch getrennt. Der Meßstrom fließt nur über die Feldwicklung des Hilfsmagnetfeldes. Die Kompensationsspannung kann also am Eingang des Verstärkers direkt gegen die Meßspannung geschaltet werden. Eine Temperaturkompensation des Hall-Generators bereitet keine Schwierigkeiten, da im magnetischen Gleichfeld des Hall-Generators keine störenden Wechselspannungen in Zuleitungen u. dgl. induziert werden können. The following advantages of this type of compensation circuit are to be emphasized. The compensation voltage is galvanically separated from the measuring current. The measuring current flows only via the field winding of the auxiliary magnetic field. The compensation voltage can be switched directly against the measuring voltage at the input of the amplifier. A temperature compensation of the Hall generator does not cause any difficulties, because there are no interfering alternating voltages in the magnetic constant field of the Hall generator can be induced in supply lines and the like.

Zuweilen ist es zweckmäßig, eine Anzeige des Meßstromes in beiden Richtungen möglich zu machen, also gegensinnig gerichtete Meßströme zu erzeugen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist hierfür vorgesehen, daß ein Gegenstrom über die Feldspule des Hall-Generators und über ein Anzeige- oder Registrier- bzw. ein Regelgerät geleitet ist. Sometimes it is useful to have a display of the measuring current in both To make directions possible, ie to generate measuring currents directed in opposite directions. According to a further embodiment of the invention it is provided that a Countercurrent via the field coil of the Hall generator and via a display or registration or a control device is directed.

Die Vorteile der Kompensationsschaltung nach der Erfindung sind nicht nur bei magnetfeldabhängigen Größen gegeben, sondern auch bei anderen Meßgrößen, die multiplikativ mit einer weiteren elektrischen Größe verknüpft sind. Bei Meßbrücken ist z. B. die Ausgangsspannung der Brücke das Produkt aus der Brückenspeisespannung und der eigentlichen Brückenänderung, die zu messen ist. Es kann in diesem Fall die Abhängigkeit der Meßgröße von der Speisespannung der Brücke gemäß einer weiteren Ausbildungsform des Erfindungsgedankens dadurch beseitigt werden, daß ein der Brückenspeisespannung proportionaler Strom als Steuerstrom für den Hall-Generator verwendet wird. Für Wechselstrombrücken hat die erfindungsgemäße Kompensationsschaltung insbesondere noch folgenden Vorteil: Die am Ausgang des Verstärkers notwendige phasenabhängige Gleichrichteranordnung, vorzugsweise eine Ringmodulationsgleichrichtung, unterdrückt Störspannungen, deren Phasenlage gegenüber der Meßspannung um 900 verschoben ist, solange sie im Vergleich zur Meßspannung nicht zu groß sind, ohne weitere Schaltmaßnahmen. Es treten beispielsweise bei Leitfähigkeitsmessungen die Polarisationsspannungen an den Elektroden annähernd als um 900 phasenverschobene Störspannungen auf. Solche die Messung störende Polarisationseffekte werden mit der erfindungsgemäßen Meßanordnung weitgehend unterdrückt. Die verbesserte Schaltung hat demzufolge dieselbe Wirkung wie eine Leitfähigkeitsmeßanordnung wesentlich größeren Aufwandes mit einem stabilisierten Tonfrequenzgenerator für Frequenzen von einigen Kilohertz und mit einem zugehörigen stabilisierten Verstärker für die Ausgangsspannung. The advantages of the compensation circuit according to the invention are not only given for magnetic field-dependent variables, but also for other measured variables, which are multiplicatively linked to another electrical quantity. With measuring bridges is z. B. the output voltage of the bridge is the product of the bridge supply voltage and the actual bridge change that is to be measured. It can in this case the dependence of the measured variable on the supply voltage of the bridge according to another Form of the inventive concept can be eliminated in that one of the bridge supply voltage proportional current is used as the control current for the Hall generator. For The compensation circuit according to the invention has AC bridges in particular Another advantage: The phase-dependent one necessary at the output of the amplifier Rectifier arrangement, preferably a ring modulation rectification, suppressed Interference voltages whose phase position is shifted by 900 compared to the measuring voltage, as long as they are not too large compared to the measuring voltage, without further switching measures. For example, polarization voltages occur during conductivity measurements at the electrodes as interference voltages approximately 900 out of phase. Such Polarization effects that interfere with the measurement are eliminated with the measuring arrangement according to the invention largely suppressed. The improved circuit therefore has the same effect like a conductivity measuring arrangement, much more effort with a stabilized one Audio frequency generator for frequencies of a few kilohertz and with an associated stabilized amplifier for the output voltage.

Ähnliche Vorteile ergeben sich bei der Anwendung der Schaltung nach der Erfindung in Verbindung mit Differentialtransformatoren. Bei diesen Transformatoren ist die Ausgangsspannung das Produkt der an der Feldspule anliegenden Spannung und der zu messenden Bewegung des Eisenkernes. Um die Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Differentialtransformators von seiner Speisespannung zu beseitigen, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung über den Hall-Generator als Steuerstrom ein der Speisespannung proportionaler Strom geleitet. Damit entfällt die Stabilisierung der Versorgungsspannung des Transformators. Similar advantages result when using the circuit according to of the invention in connection with differential transformers. With these transformers the output voltage is the product of the voltage applied to the field coil and the movement of the iron core to be measured. To the dependency of the output voltage to eliminate the differential transformer from its supply voltage, is according to a further embodiment of the invention via the Hall generator as a control current a current proportional to the supply voltage is conducted. This eliminates the need for stabilization the supply voltage of the transformer.

Die Anwendbarkeit der Erfindung ist indes nicht auf Wechselspannungen beschränkt, die von einer anderen elektrischen Größe multiplikativ abhängig sind. In der elektrischen Meßtechnik treten neben der eigentlichen Meßspannung oft auch additive, phasenverschobene Störspannungen auf. Bei der magnetischinduktiven Durchflußmessung liegen sie z. B. als induzierte Wechselspannungskomponente vor, und, wie oben schon erwähnt, bei Anordnungen zur Messung der Leitfähigkeit sind additive Störspannungen als weitere Folge von Polarisationseffekten zu berücksichtigen. Sind diese Störspannungen klein, so werden sie in der für den Verstärkerausgang vorgesehenen phasenabhängigen Gleichrichteranordnung ohne weiteres unterdrückt. Sind sie aber größer oder in ihrer Phasenlage nicht um 900 gegenüber der Meßspannung verschoben, so wird der Verstärker übersteuert, bzw. die phasenabhängige Gleichrichteranordnung läßt mehr oder weniger von der Störspannung durch, je nach dem Maß der von 900 abweichenden Phasenlage. However, the invention cannot be applied to alternating voltages limited, which are multiplicatively dependent on another electrical quantity. In electrical measurement technology, the actual measurement voltage also often occurs additive, phase-shifted interference voltages. For magnetic-inductive flow measurement are they z. B. as an induced AC voltage component, and, as above mentioned, in arrangements for measuring the conductivity there are additive interference voltages to be taken into account as a further consequence of polarization effects. Are these interference voltages small, they are phase-dependent in the phase provided for the amplifier output Rectifier arrangement suppressed easily. But are they bigger or in theirs The phase position is not shifted by 900 with respect to the measuring voltage, so the amplifier overdriven, or the phase-dependent rectifier arrangement leaves more or less of the interference voltage through, depending on the extent of the phase position deviating from 900.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden zur Beseitigung solcher Schwierigkeiten mehrere der angegebenen Kompensationsschaltungen angewendet, d. h., es wird für jede additiv auftretende Störkomponente ein Hall-Generator in einem eigenen elektromagnetischen Gleichfeld als Hall-Multiplikator verwendet. Für jeden einzelnen der Hall-Multiplikatoren ist eine eigene phasenabhängige Gleichrichteranordnung vorgesehen, die auf die Phasenlage der jeweiligen Störspannung eingestellt ist. Durch derartige Vielfachanordnungen, bei denen jeder phasenabgeglichene Gleichrichter den Gleichstrom für das Gleichfeld des Hall-Generators liefert, können auch Störspannungen unterdrückt werden, die gegenüber der Meßspannung nur wenige Grad Phasenverschiebung besitzen. Die Steuerströme der einzelnen Hall-Generatoren besitzen die entsprechenden Phasenlagen. Eine weitere Abhängigkeit der Meßspannung von einer multiplikativen Störgröße wird, wie oben angegeben, durch entsprechende Abhängigkeiten des entsprechenden Hall-Steuerstromes beseitigt. According to a further development of the inventive concept, for elimination such difficulties applied several of the specified compensation circuits, d. This means that a Hall generator in your own electromagnetic constant field as a Hall multiplier used. For each of the reverb multipliers there is a separate phase-dependent one Rectifier arrangement is provided, which is based on the phase position of the respective interference voltage is set. By such multiple arrangements in which each phase balanced Rectifier supplies the direct current for the direct field of the Hall generator interference voltages are also suppressed, which are only a few compared to the measuring voltage Possess degree phase shift. The control currents of the individual Hall generators have the appropriate phase positions. Another dependency of the measuring voltage of a multiplicative disturbance variable is, as indicated above, by corresponding Dependencies of the corresponding Hall control current eliminated.

In den F i g. l bis 4 sind Schaltungsbeispiele nach der Erfindung wiedergegeben, die mehreren praktischen Anwendungsmöglichkeiten entsprechen. In the F i g. 1 to 4 are circuit examples according to the invention reproduced, which correspond to several practical uses.

Die F i g. 1 zeigt die verbesserte Kompensationsschaltung in Verbindung mit einem magnetischen Durchflußmengenmesser. An die Durchflußmeßstrecke mit den beiden Elektroden 1 sind außen die Feldspulen 2 und 2' angelegt. Der Hall-Generator 3 ist im magnetischen Gleichfeld einer Spule 4 angeordnet. Der Strom der Feldspulen 2 und 2' des magnetischen Durchflußmessers als Maß für die Magnetfeldstärke wird mittels eines Stromwandlers 5 als Steuerstrom über den Hall-Generator 3 geleitet. The F i g. Figure 1 shows the improved compensation circuit in conjunction with a magnetic flow meter. To the flow meter with the the field coils 2 and 2 'are placed on the outside of both electrodes 1. The hall generator 3 is arranged in the constant magnetic field of a coil 4. The current of the field coils 2 and 2 'of the magnetic flow meter as a measure of the magnetic field strength conducted as a control current via the Hall generator 3 by means of a current transformer 5.

Die Ausgangsspannung des Hall-Generators 3 ist in der üblichen Weise der von den Elektroden 1 gelieferten und im Transformator 6 übertragenen Meßspannung gegengeschaltet und die daraus resultierende Differenzspannung an den Eingang des Verstärkers 7 gelegt. Die verstärkte Meßspannung wird zunäcllst mittels der phasenabhängigen Gleichrichteranordnung 8 gleichgerichtet. Diese Gleichrichteranordnung 8 erhält die die Phasenlage bestimmende Bezugsspannung mittels eines Transformators 9 aus dem Feldstrom des an der Meßstrecke aufrechterhaltenen Magnetfeldes 2, 2'. Der Ausgangsgleichstrom des Ringmodulators 8 wird im Gleichstromverstärker 10 weiterverstärkt und dient dann zur Speisung des magnetischen Gleichfeldes 4 für den Hall-Generator 3.The output voltage of the Hall generator 3 is in the usual way the measuring voltage supplied by the electrodes 1 and transmitted in the transformer 6 counter-connected and the resulting differential voltage to the input of the Amplifier 7 placed. The amplified measuring voltage is initially determined by means of the phase-dependent Rectifier arrangement 8 rectified. This rectifier arrangement 8 receives the reference voltage determining the phase position by means of a transformer 9 the field current of the magnetic field 2, 2 'maintained at the measuring section. The output direct current of the ring modulator 8 is further amplified in the direct current amplifier 10 and is used then for supplying the DC magnetic field 4 for the Hall generator 3.

Der verstärkte Gleichstrom gibt ferner an einem Anzeige- oder Registriergerät 11 den Meßwert wieder.The amplified direct current is also available on a display or recorder 11 the measured value again.

In der Ei g. 2 ist eine Kompensationsschaltung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen wiedergegeben, bei der eine Meßbrücke 12 die Meßspannung liefert. In the egg g. Figure 2 is a compensation circuit incorporating those of the present invention Features reproduced in which a measuring bridge 12 supplies the measuring voltage.

Die Spannung des Hall-Generators 3 und die Ausgangsspannung der Brücke 12 sind in diesem Fall so gegeneinandergeschaltet. daß die resultierende Differenzspannung wiederum am Eingang des Verstärkers 7 liegt. Der Steuerstrom des Hall-Generators 3 ist zur Beseitigung der Abhängigkeit des Brückenausgangs von der Speisespannung aus derselben Spannungsquelle 13 entnommen, die auch die Brücke 12 speist. In Reihe mit dem Hall-Generator 3 liegt ein Widerstand 14, um durch eingeprägten Strom thermische Widerstandsänderungen des Hall-Generators zu kompensieren. Die Verstärkeranordnung 7, 8 und 10 sowie die Speisung des magnetischen Gleichfeldes 4 für den Hall-Generator 3 und die Wiedergabe des Meßwertes an einem Anzeige- oder Registriergerät 11 entsprechen vollständig den in F i g. 1 beschriebenen Schaltungsmerkmalen. Die Ringmodulationsspannung für den Ringmodulator 8 wird in diesem Fall über den Transformator 9 der gleichen Stromquelle 13 entnommen, die auch die Brücke 12 speist und den Hall-Steuerstrom liefen.The voltage of the Hall generator 3 and the output voltage of the bridge 12 are switched against each other in this way. that the resulting differential voltage again at the input of the amplifier 7. The control current of the Hall generator 3 is to eliminate the dependency of the bridge output on the supply voltage taken from the same voltage source 13 that also feeds the bridge 12. In row with the Hall generator 3 is a resistor 14 to generate thermal by impressed current To compensate for changes in resistance of the Hall generator. The amplifier arrangement 7, 8 and 10 as well as the supply of the magnetic constant field 4 for the Hall generator 3 and the reproduction of the measured value on a display or recording device 11 correspond completely the in F i g. 1 described circuit features. The ring modulation voltage for the ring modulator 8 is in this case via the transformer 9 the same Power source 13 taken, which also feeds the bridge 12 and ran the Hall control current.

Die F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung für die Kompensation mehrerer auftretender Störspannungen. Die Meßspannung U1 ist mit mehreren Hall-Generatoren 3 a, 3 b und 3 c in Reihe geschaltet; die daraus insgesamt resultierende Differenzspannung liegt am Eingang des Verstärkers 7. In dieser Anordnung kann die Meßspannung Ut neben einer eventuell multiplikativen Störkomponente noch mehrere additive Störkomponenten bekannter Phasenlagen enthalten. Für die zu messende Komponente ist nach der Vorverstärkung im Verstärker 7 die phasenabhängige Gleichrichteranordnung 8 a und eine eventuelle Gleichstromnachverstärkung für die Feldspule 4 a vorgesehen, in deren magnetischem Gleichfeld sich der Hall-Generator 3 a befindet. In entsprechender Weise ist für jede additiv auftretende Störkomponente je eine weitere phasenabhängige Gleichrichteran ordnung 8 b, 8c dem Verstärker 7 nachgeschaltet. The F i g. 3 shows a circuit according to the invention for compensation several occurring interference voltages. The measurement voltage U1 is with several Hall generators 3 a, 3 b and 3 c connected in series; the resulting total differential voltage is at the input of the amplifier 7. In this arrangement, the measurement voltage Ut In addition to a possibly multiplicative interfering component, there are also several additive interfering components known phase positions included. The component to be measured is after the pre-amplification in the amplifier 7 the phase-dependent rectifier arrangement 8 a and a possible one DC amplification provided for the field coil 4 a, in their magnetic The Hall generator 3 a is constant field. In a corresponding way is for each additively occurring interfering component has an additional phase-dependent rectifier Order 8 b, 8 c connected downstream of the amplifier 7.

Die entsprechenden Feldspulen 4 b und 4c zur Erzeugung je eines Gleichfeldes für die Hall-Generatoren 3 b und 3 c können gegebenenfalls ohne weitere Gleichstromverstärkung an den Gleichstromausgang der Gleichrichteranordnung 8 b und 8 c angeschlossen sein. Der über die Feldspule 4a fließende Strom gibt an einem Anzeige- oder Registriergerät 11 gleichzeitig die von den Störeinflüssen befreite Meßgröße wieder.The corresponding field coils 4b and 4c for generating a constant field each for the Hall generators 3 b and 3 c can optionally without further direct current amplification be connected to the direct current output of the rectifier arrangement 8 b and 8 c. The current flowing through the field coil 4a is shown on a display or recording device 11 at the same time the measured variable freed from the interfering influences again.

Die Bezugsspannungen Ua, Ub und U, der phasenabhängigen Gleichrichteranordnungen 8 a, 8 b und 8 c sowie die Steuerströme i,, io.und ic der Hall-Generatoren haben die gleiche Phasenlage wie die entsprechenden Komponenten der Eingangsspannung. Der Steuerstrom i, des Hall-Generators 3 a der Meßkomponente besitzt ferner die gleiche Abhängigkeit von magnetischen Feldern, von Netzspannungsschwankungen bzw. von anderen multiplikativen elektrischen Störgrößen wie die Meßkomponente.The reference voltages Ua, Ub and U, of the phase-dependent rectifier arrangements 8 a, 8 b and 8 c as well as the control currents i ,, io. And ic of the Hall generators have the same phase position as the corresponding components of the input voltage. The control current i, the Hall generator 3 a of the measuring component also has the same dependence on magnetic fields, on mains voltage fluctuations or of other multiplicative electrical disturbances such as the measuring component.

In F i g. 4 ist eine Kompensationsschaltung wiedergegeben, bei welcher dem Wediselspannungsverstärker 7 eine Ringmodulations-Oleichrichteranordnung, bestehend aus den Elementen 15, 16 und 17, mit anschließender Siebung durch einen Kondensator 18 nachgeschaltet ist. Es folgt eine Gleichstromverstärkung 19, deren verstärkter Ausgangsstrom über das Anzeigegerät 11 und die Feldspule 4 des Hall-Generators 3 fließt. Eine nach beiden möglichen Seiten gerichtete Anzeige des die Meßgröße wiedergebenden Stromes kommt auf folgende Weise zustande: Ein Gegenstrom wird von der zusätzlichen Spannungsquelle 20 über einen Widerstand 21, die Feldspule 4 und das Anzeigegerät 11 geleitet. Demzufolge werden insgesamt entweder zwei Spannungsquellen 20 und 22 benötigt, oder beide gegenläufig gerichteten Ströme werden mittels eines Spannungsteilers aus einer Spannungsquelle entnommen. In Fig. 4 shows a compensation circuit in which the Wediselvoltage amplifier 7, a ring modulation rectifier arrangement, consisting from the elements 15, 16 and 17, with subsequent sieving by a condenser 18 is connected downstream. This is followed by a direct current gain 19, the amplified Output current via the display device 11 and the field coil 4 of the Hall generator 3 flows. A display of the measured variable directed to both possible sides Stream comes about in the following way: A countercurrent is created by the additional Voltage source 20 via a resistor 21, the field coil 4 and the display device 11 headed. As a result, there are either two voltage sources 20 and 22 in total required, or both currents directed in opposite directions are determined by means of a voltage divider taken from a voltage source.

Für die zweckdienliche Anordnung der Hall-Generatoren 3 in einem unabhängigen Hilfsmagnetfeld 4 können Eisenkerne mit Luftspalt verwendet werden, in deren Luftspalt die Hall-Generatoren eingefügt sind. Die Feldspulen dieser Luftspalttransformatoren sind mit dem Gleichstromausgang der Verstärkeranordnung 8 bzw. 10 verbunden. For the appropriate arrangement of the Hall generators 3 in one independent auxiliary magnetic field 4 iron cores with air gap can be used, the Hall generators are inserted in the air gap. The field coils of these air-gap transformers are connected to the direct current output of the amplifier arrangement 8 and 10, respectively.

Claims

Claims: 1. Compensation circuit for measuring AC voltages, that are subject to multiplicative or additive disturbances, by means of a Hall generators, in which the Hall voltage is connected in the opposite direction to the measuring voltage and the one resulting from it resulting differential voltage is at an amplifier input, the compensation the disturbance is effected by the Hall current, d a -characterized in that the Hall generator (3) is placed in an electromagnetic field (4) generated by the output direct current the amplifier arrangement (7, 8, 10) is generated.

2. Compensation circuit according to claim 1, characterized in that that the output alternating current of the amplifier (7) rectified phase-dependent, sieved and before display and compensation in a DC amplifier (10) is further reinforced.

3. Compensation circuit according to claims 1 and 2, characterized in that that the amplified output direct current via the coil of an iron core with an air gap is conducted, in the air gap of which the Hall generator is arranged.

4. Compensation circuit according to Claims 1 and 2, in which a multiplicative There is a dependency of the measured variable on a disturbance variable, characterized in that that the control current for the Hall generator (3) is a multiplicative disturbance variable proportional alternating current of the same phase position as the measuring voltage is used is.

5. Compensation circuit according to claims 1 and 2 for use in magnetic flow meters, in which the measuring voltage supplied by the electrodes is dependent on a magnetic field, characterized in that to eliminate this Dependence of the field current of the magnet (2, 2!) As a control current for the Hall generator (3) is used.

6. Compensation circuit according to claims 1 and 2, characterized in that that to generate an oppositely directed measuring current a countercurrent over the Field coil of the Hall generator (3) and the display, registration or control device (11) is directed.

7. Compensation circuit according to claims 1 and 2 for use in Bridge circuits in which the bridge output voltage differs from the bridge supply voltage is dependent, characterized in that to eliminate this dependency a current proportional to the bridge supply voltage as control current for the Hall generator (3) is used.

8. Compensation circuit according to claims 1 and 2 for use in Differential transformers, where the output voltage is derived from the supply voltage of the differential transformer is dependent, characterized in that for elimination this dependence is proportional to the supply voltage of the differential transformer Current is used as a control current for the Hall generator (3).

9. Compensation circuit according to claims 1 and 2 for measuring arrangements, in which, in addition to the actual measuring voltage, one or more phase-shifted Interference voltages occur additively, characterized in that to eliminate several phase-shifted interference voltages a corresponding number of Hall generators (3a, 3 b, 3c) is provided, all of which are consecutively and with the measuring voltage in Are connected in series.

10. Compensation circuit according to claim 9, characterized in that that each of the Hall generators connected in series and with the measuring voltage (3a, 3b, 3c) receives a control current whose phase position is that of the one to be eliminated Corresponds to interference voltage, the respective field coil (4a, 4b, 4c) from a direct current is traversed by the associated phase-dependent rectifier arrangement (8a, 8b, 8c), which is set to the corresponding phase position, is supplied.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1010634.