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Vielfachmeßinstrument mit feiner tSberlastungs-Schutzeinriclitung
Die Erfindung betrifft ein Vielfachmeßinstrument mit einer Überlastungs-Schutzeinrichtung
und mit einem Meßbereich-Umschalter und/oder einem Meßart Wahlschalter.
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Vielfachmeßinstrumente sind sowohl für die Messung kleinster Werte
von Strom und Spannung als auch beträchtlicher Ströme und .Spannungen geeignet.
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Je nach Ausführungsform sind auch Meßbereiche für andere elektrische
Größen, z. B. Widerstände und Kapazitäten, vorhanden. Der Gesamtmeßbereich solcher
Geräte ist in mehrere Meßbereiche geteilt.
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Die Meßbereiche sind je nach Bauart und Schaltung des Instrumentes
entweder unmittelbar an hierfür vorgesehene, eigene Steckbüchsen oder Klemmen angeschlossen
oder können mittels eines Meßbereichschalters gewählt werden.
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Durch falsche Handhabung, sind Überlastungen von Vielfachmeßinstrumenten
möglich, wodurch eine mechanische oder/und thermische Beschädigung der Bauelemente
eintreten kann. Einer der häufigsten Überlastungsfälle tritt ein, wenn beispielsweise
während einer Spannungsmessung der Meßbereichschalter irrtümlich von einem Spannungsbereich
auf einen Strombereich weitergeschaltet wird. Über den niederen Innenwiderstand
des Instrumentes wird dann praktisch die Spannungsquelle kurzgeschlossen. Der dabei
auftretende Kurzschlußstrom kann je nach der Leistungsfähigkeit der Spannungsquelle
so hoch werden, daß das Instrument beschädigt wird. Diese Art der Überlastung wäre
vermeidbar, wenn zwei extreme Meßbereiche, - z. B. solche für Strom- und Spannungsmessungen,
nicht nebeneinander angeordnet wären. Es läßt sich aber im Interesse einer übersichtlichen
Meßbereichanordnung nicht immer vermeiden, daß neben einem gegen Überlastüng praktisch
- unempfindlichen Bereich, z. B. einem solchen für hohe Spannungen, ein anfälligerer
Bereich, ein Strombereich oder sonst ein Bereich mit: kleinem Innenwiderstand, zu
liegen kommt. Auch kann die t;efahr einer Oberlastung besteben, wenn während einer^
Messung ein Meßartumschalter (z.B. Strom-oder Spannungsmessung) oder ein Stromart-Umschalter
(z. B. für Gleich- und Wechselstrom) betätigt wird.
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Es sind Einrichtungen bekannt, die Überlastungen der vorher beschriebenen
Art verhindern. Bei einer Ausführungsform ist zwischen zwei extremen Meßbereichen
am Meßbereichschalter eine mechanische Sperre angeordnet. Diese Sperre verhindert
die unmittelbare Umschaltung beispielsweise von 'einem Spannungs- auf einen Strombereich;
die Umschaltung ist erst nach Lösen der Sperre möglich. Diese Art des
Schutzes hat
aber: den Nachteil,!, daß bei der Betätigung des Schalters vor einer Messung (im
sttoinlosen Zustand des Instrumentes) die mechanische Uinschaltsperre gelöst - werden
muß, obwohl in diesem Fall keine Gefahr einer Überlastung besteht.
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Ferner sind Schutzeinrichtungen für Viefachmeßinstrumente bekannt,
die erst bei Eintritt einer Überlastung wirksam werden und d,'a,'s Instrument im
beschränkten Umfang vor Beschädigung schützen.
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Eine Einrichtung besteht z. B. aus einem empfindlichen Mechanismus,
welcher, durch das Meßwerk direkt betätigt, einen Kontakt öffnet, der den gesamten
Stromkreis des Instrumentes,ùn,terbricht..Bei anderen Ausführungsformen ist in Serie
oder parallel zum Meßwerk ein empfindliches Relais geschaltet, welches im Fall einer
Überlastung einen Schutzkontakt öffnet. Bei einer Variante hiervon wird durch den
Schutzkontakt nur bei hoch,?ohmigen Kreisen des Instrumentes, z. B. bei Spannungsmeßbereichen,
der Instrumentenstromkreis unterbrochen, bei' niederohmigen Kreisen (Strommeßbereichen)
jedoch der Eingang des Instrumentes kurzgeschlossen. Der Schutz von Instrumenten
mittels Schmelzsicherungen hat sich bei Vielfachmeßinstrumenten im allgemeinen nicht
bewährt, da die Schmelzsicherung nur bei einem einzigen, bestimmten Stromwert wirksam
wird und der variable Widerstand'der Sicherungseinsätze die Anzeigegenauigkeit beeinflußt.
Außerdem sind derartige Sicherungen für den angegebenen Zweck meist zu träge.
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Diese bekannten Schutzeinrichtungen haben - allein verwendet - den
Nachteil, daß sie bei den oben beschriebenen möglichen hohen Überlastungen infolge
falscher Bedienung das Vielfachmeßinstrument nur unzureichend vor einer Beschädigung
schützen, nachdem bei durch eine Fehlbedienung der beschriebenen Art derart hohe
Ströme auftreten können, daß das Meßinstrument trotz des Vorhandenseins der Sicherungseinrichtung
Schaden nehmen kann.
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Dieser Nachteil kann nun dadurch behoben werden, daß gemäß der Erfindung
zwischen jenen Schaltstellungen des Umschalters und/oder des Wahlschalters, bei
denen durch den Übergang von der einen in die andere Stellung eine Überlastung des
Vielfachmeßinstrumentes eintreten könnte, eine zusätzliche Schaltstellung mit einem
Schaltkontakt vorgesehen ist, über den eine an sich bekannte Überlastungs-Schutzeinrichtung-vor
Erreichen der durch den -Überstrom gefährdeten nächsten Schalterstellung zur Wirkung
gebracht wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Meßbereich-Umschalter
und/oder der Meßart-Wahlschalter mit je einem weiteren Schalter gekuppelt, dessen
einzelne Schaltstellungen jeweils zwischen den Schaltstellungen des mit ihm gekuppelten
Meßbereich-Umschalters und/oder Meßart-Wahlschalters liegen und über dessen Schaltkontakte
die Überlastungs-Schutzeinrichtung unmittelbar in den Stromkreis eingeschaltet wird.
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Kommt also eine Fehlbedienung dadurch zustande, daß z. B. der -Meßbereich-Umschalter
vom höchsten Spannungsbereich auf den höchsten Strombereich umgelegt wird, so wird
die Überlastungs-Schutzeinrichtung - gleich welcher Art sie nun sein mag -unmittelbar
in den Stromkreis gelegt und muß zwangläufig ansprechen und damit den Stromkreis
unterbrechen, ohne daß hierbei ein nennenswerter Strom über die Schaltelemente des
Meßinstrumentes selbst fließt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert, welche in ihren
beiden Figuren die Schaltbilder zweier verschiedener Ausbildungsformen der Erfindung
zeigt.
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In Fig. 1 ist das Schaltbild eines Instrumentes zur Messung von Strom
und Spannung in je vier Bereichen gezeigt. Die Klemmen des Meßinstrumentes sind
mit kt und k2 bezeichnet, der Umschalter für die einzelnen Bereiche der Ströme bzw.
Spannungen mit S und das Meßwerk mit M. Die den einzelnen Spannungsmeßbereichen
zugeordneten Kontakte (bzw. Stellungen) sind mit Vt bis V4 bezeichnet, während die
zugehörigen Vorwiderstände die Bezeichnungen W1 bis W4 tragen. Analog bedeuten A,
bis A4 die Kontakte bzw. Stellungen für die Strombereiche, während die Nebenwiderstände
für die Strommeßbereiche mit Nt bis N4 benannt sind.
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Zwischen den Stellungen bzw. Kontakten Vj und A,, welche beispielsweise
dem Bereich für die höchsten Spannungen bzw; dem Bereich für die größten Ströme
entsprechen, ist ein Kontakt Ü angeordnet, welcher jedesmal, wenn der Schleifer
des Schalters 8 vom genannten Spannungsbereich auf den benachbarten Strombereich
umgelegt wird, von diesem berührt wird. Von -dem Kontakt Ü führt eine Leitung über
einen Begrenzungswiderstand W zu einem Relais R einer Oberlastungs-Schutzeinrichtung
und von diesem zur Klemme k,; der Schleifer des Schalters 8
liegt unmittelbar an
der Klemme k2. In der vom Relais zur Klemme k3 führenden Leitung ist ein Kontakt
r vorgesehen, welcher vom Relais geöffnet wird, wenn über dieses ein Strom einer
bestimmten, gegebenenfalls einstellbaren Mindeststärke fließt.
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Zwischen den Stellungen V4 und Ag kann ein Anschlag T vorgesehen
sein, welcher verhindert, daß der Schleifer des Schalters S von V4 zu A4 oder umgekehrt
bewegt wird. Es ist aber auch möglich, an Stelle dieses Anschlags T einen weiteren
Kontakt 82 vorzusehen und diesen, wie in der Fig. 1 strichliert angedeutet, mit
der vom Kontakte, kommenden Leitung und damit mit der Überlastungs-Schutzeinrichtung
zu verbinden.
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Wird also mit dem Meßinstrument eine Spannung, deren Wert im Bereich
für die höchsten Spannungen (Kontakt V1) liegt, gemessen und der Umschalter S auf
den dem Kontakt V1 benachbarten Strombereich-Kontakt A1 gelegt, so fließt ein dieser
Spannung und der Summe der Widerstandswerte von W und R entsprechender Strom, welcher
hinreicht, das Relais zum Ansprechen zubringen und damit den Kontaktr zu öffnen.
Ein weiteres Betätigen des Schalters S auf den Kontakt (die Stellung) A, bleibt
daher ohne Wirkung auf das'Meßinstrument, da der Stromkreis über das Instrument
bereits unterbrochen ist.
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In Fig. 2 ist die wesentlich vereinfachte Schaltung eines Meßinstrumentes
zur Messung von Strom,, Spannung, Widerstand und Kapazität gezeigt, welches einen
UmschalterS, zur Wahl der einzelnen Meßbereiche und einen Umschalter 8.2 zur Wahl
der Meßarten besitzt. Die Klemen sind wieder mit kl und k2 bezeichnet, das Meßwerk
mit M, das Relais und der Kontakt der Oberlastungs-Schutzeinrichtung mit R bzw.
r und der Begrenzungswiderstand mit W.
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A1 bis A3, V1 bis V3, F1 und Z1 bedeuten die einzelnen Meßbereiche,
während A, V, 0 und F am Umschalter 82 die einzelnen Meßarten bedeuten, und zwar
Strom, Spannung, Widerstand bzw. Kapazität.
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Zwischen den Bereichen für Strom und Spannung, und zwar in der gleichen
Weise wie beim Instrument nach der Fig. 1, ist der Kontakt vorgesehen, welcher mit
der Überlastungs-Schutzeinrichtung verbunden ist. Ein weiterer Kontakt 82 befindet
sich zwischen dem am anderen Ende des Strombereiches befindlichen Kontakt V3 und
dem Kontakt Z1 und ist mit der Überlastungs-Schutzeinrichtung sowie dem Kontakt
V; verbunden.
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Mit dem Meßart-Wahlschalter 82 ist ein weiterer Schalter S starr
gekuppelt, welcher jeweils dort einen Kontakt U3, U4 bzw. U5 aufweist, wo eine Zwischenstellung
zwischen je einem Kontaktpaar des Schalters S2 vorhanden ist. Ist also der Schalter
S2 auf einen seiner Kontakte eingestellt, so steht der Schleifer des Schalters 83
zwischen je zweien seiner Kontakte; wird jedoch der Schalter S2 verstellt, so berührt
der Schleifer des Schalters S3 einen der Kontakte 83, Ug und 85. Diese Kontakte
sind so wie die Kontakte tAl und 82 mit der Überlastungs-Schutzeinrichtung - dem
Relais R - über den Widerstand W verbunden.
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Die Überlastungs-Schutzeinrichtung wird demnach immer dann ansprechen,
wenn einer der Schalter S1 oder S2 von einer bisher innegehabten Stellung in eine
andere Stellung gebracht wird, in welcher - falls an den Klemmen K1 und K2 eine
hinreichende Spannung liegt - ein zu hoher Strom über das Meßwerk bzw. das ganze
Instrument- fließenwürde,
und den Kontakt r öffnen, so daß jede
Beschädigung des Instrumentes verhindert wird.
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Die Erfindung ist keineswegs an die gezeigten Ausführungsbeispiele
gebunden, sondern kann auch in andersartigen - Meßinstrumenten Anwendung finden.
So kann beispielsweise ein Kontakt der Überlastungs-Schutzeinrichtung zwischen den
Stellungen für Gleich- oder Wechselstrom bzw. -Spannung eines Stromart-Umschalters
an einem solchen Instrument vorgesehen werden. Ein zusätzlicher Schalter kann auch
mit dem Meßbereichschalter gekuppelt sein, wobei die Kontakte des zusätzlichen Schalters
jeweils zwischen den Stellungen des Meßbereichschalters liegen. Weiter können auch
die Zwischenstellungen der Umschalter bzw. die Stellungen des Schleifers des zusätzlichen
Schalters, in denen der Schleifer mit einem der Kontakte Ü in Berührung steht, gerastet
sein, d. h., daß die das Meßinstrument bedienende Person am Einrasten des Umschalters
in einer Zwischenstellung merkt, daß eine Umschaltung auf einen »gefährlichen Bereich«
vorgenommen wird.