DE1257276B

DE1257276B - Zeigerfrequenzmesser

Info

Publication number: DE1257276B
Application number: DE1964G0041707
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Michael Sangl; Heinz Strasser
Original assignee: P Gossen and Co GmbH
Current assignee: P Gossen and Co GmbH
Priority date: 1960-07-26
Filing date: 1964-10-06
Publication date: 1967-12-28

Description

Zeigerfrequenzmesser Zusatz zum Patent: 1 167972 Die im folgenden näher beschriebene Erfindung bezieht sich auf die Weiterbildung eines Zeigerfrequenzmessers nach Patent 1167 972, dessen Grundschaltung in F i g. 1 nochmals dargestellt ist, 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 Drehspulmeßinstrument verbunden ist, während der andere Pol über zwei parallele Leitungszüge zum Meßwerk führt, wobei in dem einen Leitungszug ein ohmscher Widerstand 10 und ein Gleichrichter 9 und im anderen Leitungszug eine Kapazität 6 und ein entgegengesetzt gepolter Gleichrichter 12 in Reihe liegen. Dabei wird die Eingangsspannung durch einen Vorwiderstand 3 und mindestens zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden 4, 5 konstant gehalten, und es ist nur noch eine einzige Ableitstrecke vorhanden, welche die Mitte einer aus dem Kondensator 6 und dem Gleichrichter 12 bestehenden Reihenschaltung über einen Widerstand 7 und einen entgegengesetzt gepolten Gleichrichter 8 mit dem direkt zu einem Drehspulmeßwerk 11 führenden Pol der Frequenzquelle verbindet, wobei in dem den kapazitiven Strom führenden Leitungszug ein Reihenwiderstand 13 liegt.
Diese vorbekannte Schaltung ist jedoch für einen Frequenzhauptwertmesser mit einem schmalen Frequenzbereich nicht unmittelbar zu verwenden, weit die in diesem Fall geforderte Genauigkeit 0,1 bis 0,50/0 Fehler vom Skalenwert beträgt. Dazu ist es erforderlich, die Spannungs-, Temperatur- und Oberwellenunabhängigkeit erheblich zu steigern. Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung enthält ferner die Forderung nach minimalem Mehraufwand an Bauelementen gegenüber der vorbekannten Ausführung gemäß dem Hauptpatent. Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Kondensator 16 zwischen den gemeinsamen Bezugsleiter und den Punkt zwischen dem ohmschen Widerstand 10 und den Gleichrichter 9 angeschaltet ist, daß ferner in an sich bekannter Weise ein regelbarer Parallelwiderstand zum Meßwerk vorgesehen ist und daß die Zeitkonstante des aus Kondensator 16, dem Innenwiderstand des Meßwerks 11 und dem Widerstand 10 bestehenden Gliedes so gewählt wird, daß sie im Verhältnis zur Periodendauer der zu messenden Frequenz groß ist und daß ferner der Widerstand 10 so groß gegenüber den parallelgeschalteten Widerstän-11 und 15 ist, daß die Skalenanfangs- bzw. Skalenendwerte praktisch unabhängig voneinander durch die Widerstände 10 bzw. 15 festsetzbar sind.
Die erfindungsgemäße neue Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 dargestellt. Dabei sind die aus der vorbekannten Schaltung gemäß Fig. 1 übernommenen Bauelemente mit den jeweils gleichen Bezugszahlen 1 bis 14 versehen worden.
Zur Erläuterung des Meßprinzips soll zuerst noch einmal der ohmsche Strompfad nach F i g. 1 betrachtet werden, der aus dem Gleichrichter 9, dem Widerstand 10 und dem Meßwerk 11 besteht. Die erste Halbwelle des Meßstromes, die zur Ladung des Meßkondensators 6 dient, läßt gleichzeitig über den ohmschen Strompfad den Kompensationsstrom R fließen.
Der Kondensatorentladestrom i, entsteht in der zweiten Halbwelle und bildet mit dem ohmschen Strom iR eine Differenz, nämlich den Meßwerkstrom i. Der Widerstand 10 bestimmt dabei den Betrag der Anfangsbereichsunterdrückung und somit den Anfang des Meßbereiches. Der Strom iR ist dabei ein Abbild des arithmetischen Mittelwertes der Spannung an den Zenerdioden; es liegt also ein Gleichrichter-B-Betrieb vor, da die Gleichrichtung ohne Vorspannung, also an der Basis der Kennlinie, stattfindet.
In der erfindungsgemäßen Anordnung nach F i g. 2, bei welcher der Widerstand 3 auch durch eine Drossel oder einen Kondensator ersetzt werden kann, liegt der Widerstand 10 wiederum in Serie mit dem Gleichrichter 9 und dem Meßwerk 11. Parallel zu letzterem liegt der übliche Abgleichwiderstand 15.
Parallel zu der Serienschaltung von Meßwerk 11 und Widerstand 10 ist nunmehr ein Kondensator 16 angeschlossen, der pulsweise über den Gleichrichter 9 auf die volle Zenerspannung aufgeladen wird.
Die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 16, dem Innenwiderstand des Meßwerks 11 und dem Widerstand 10 bestehenden Gliedes wird so gewählt, daß sie im Verhältnis zur Periodendauer der zu messenden Frequenz groß ist. Dadurch wird der Kompensationsstrom iR unabhängig von der Frequenz und der Kurvenform der Eingangsspannung wie auch von geringen änderungen des Kondensators 16, die etwa durch Alterung hervorgerufen werden könnten. Die Größe des Widerstandes 10 wird dabei so gewählt, daß der Kondensator 16 nicht genügend Zeit findet, um sich über den Widerstand 10 und das Meßwerk 11 zu entladen. Daher ffießt nunmehr vom Kondensator 16 ein nahezu konstanter Gleichstrom über das Meßwerk 11. Gleichzeitig stellt sich eine geringe negative Vorspannung am Gleichrichter 9 ein und damit der Gleichrichter-C-Betrieb.
Der soeben beschriebene Teil der Anordnung ist dimensionsmäßig so ausgelegt, daß der resultierende Kompensationsstrom iR dem Scheitelwert der Zenerspannung entspricht. Das gleiche trifft auch, abgesehen von der gewollten Frequenzabhängigkeit, für das Zustandekommen des Stromes ic zu.
Dadurch bekommen also der Kompensationsstrom iR und der Meßstrom ic in Abhängigkeit von der Eingangsspannung, den Oberwellen und der Temperatur nahezu gleiches Verhalten, wodurch sich die durch diese Einflußgrößen herrührenden Fehler in bislang nicht erreichtem Maß aus der Messung herausheben.

Claims

Patentanspruch: 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 fiihrt, 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 und bei dem die Eingangsspannung durch einen Vorwiderstand und mindestens zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden konstant gehalten wird und nur noch eine einzige Ableitstrecke vorhanden ist, welche die Mitte der Reihenschaltung der Kapazität und des in diesem Leitungszug liegenden Gleichrichters über einen Widerstand und einen entgegengesetzt gepolten Gleichrichter mit dem direkt zum Drehspulmeßwerk führenden Pol der Frequenzwelle verbindet, und ferner in dem den kapazitiven Strom führenden Leitungszug ein Reihenwiderstand liegt, nach Patent 1 167 972, dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Verwendung als Frequenz-Hauptwertmesser ein Kondensator (16), zwischen den gemeinsamen Bezugsleiter und den Punkt zwischen dem ohmschen Widerstand (10) und den Gleichrichter (9) angeschaltet ist, ferner in an sich bekannter Weise ein regelbarer Parallelwiderstand zum Meßwerk vorgesehen ist und daß die Zeitkonstante des aus Kondensator (16), dem Innenwiderstand des Meßwerks (11) und dem Widerstand (10) bestehenden Gliedes so gewählt wird, daß sie im Verhältnis zur Periodendauer der zu messenden Frequenz groß ist, und daß ferner der Widerstand (10) so groß gegenüber den parallelgeschalteten Widerständen (11) und (15) ist, daß die Skalenanfangs- bzw. Skalenendwerte praktisch unabhängig voneinander durch die Widerstände (10) bzw. (15) festsetzbar sind.