DE1267858B - Anwendung einer Anordnung zum Phasenabgleich zwischen Mess- und Kompensationsspannung einer Kompensationsmesseinrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES #f?!l PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOId

Deutsche Kl.: 42 d-1/12

P 12 67 858.9-52
21. Dezember 1962
9. Mai 1968

Es sind Kompensationseinrichtungen bekannt, bei denen passive elektrische Meßwertgeber und ein Kompensator gemeinsam über einen Transformator mit Wechselspannung gespeist werden. Die aus rein ohmschen Widerstandsänderungen der Geber resultierende Meßspannung wird mit Hilfe des Kompensators kompensiert. Obwohl die durch die Meßgröße verursachte Beeinflussung der Meßwertgeber sich nur in einer Amplitudenänderung auswirkt, kann doch zwischen der Meßspannung und der Kompensationsspannung ein Phasenunterschied vorhanden sein. Er wird durch die verschiedenen Induktivitäten und Kapazitäten innerhalb des Speise- und Meßstromkreises hervorgerufen. Dieser Phasenunterschied ist zwar bei einer fertiggestellten Kompensationseinrichtung im wesentlichen konstant, doch muß er, wenn eine einwandfreie Kompensation erreicht werden soll, ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck wurde bisher die Kompensationsspannung über ein phasenschiebendes Schaltglied dem Kornpensator entnommen. Vor Inbetriebnahme der Kompensationseinrichtung wurde die Phasenlage zwischen Meßspannung und Kompensationsspannung mit Hilfe dieses Phasenschiebers ausgeglichen. Sollte mit Hilfe der Phasenschieberanordnung ein großer Unterschied in der Phasenlage zwischen Meß- und Kompensationsspannung ausgeglichen werden, so würde die Genauigkeit der Meßschaltung beeinträchtigt.

Es ist auch eine Trägerfrequenz-Meßeinrichtung bekanntgeworden, bei der der Meßwertgeber als Brücke geschaltet ist, die, um ein eindeutiges Meßsignal zu erhalten, nach Betrag und Phase abgeglichen sein muß. Bei der Erfindung soll demgegenüber eine Meßspannung und eine zur Kompensation der Meßspannung dienende Spannung phasengleich gemacht werden. Weiter ist ein Phasenschieber bekannt, mit dem der Bezugsspannung eines Ringmodulators eine feste Phasenverschiebung von 90° gegenüber der Steuerspannung des Ringmodulators erteilt wird. Die Steuerspannung wird aus dem gleichen Oszillator wie die Bezugsspannung abgeleitet.

Die Erfindung betrifft die Anwendung einer Anordnung zum Phasenabgleich zwischen Meßspannung und Kompensationsspannung bei einer aus Meßwertgeber und Kompensator bestehenden Kompensationsmeßeinrichtung, die gemeinsam von Wechselstrom gespeist und durch Kabelleitungen miteinander verbunden sind. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen die zwei Adern der Speise- als auch der Meßleitung zusätzlich eine als Induktivität wirk-Anwendung einer Anordnung zum
Phasenabgleich zwischen Meß- und
Kompensationsspannung einer
Kompensationsmeßeinrichtung

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr. Klaus Horn, 7500 Karlsruhe

same, in Stufen einstellbare Primärwicklung eines Transformators und eine kontinuierlich einstellbare, an der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossene Kapazität geschaltet ist.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Ursachen der Phasenverschiebung der Meßspannung zu eliminieren, die Phasenlage der Kompensationsspannung dagegen nicht zu ändern. Es wird damit einmal erreicht, daß im Kompensationskreis keine Genauigkeitseinbuße durch das früher verwendete Phasenschieberglied auftritt. Zusätzlich ergeben sich durch die Anordnung nach der Erfindung zwei weitere Vorteile. Es braucht erstens die Speisespannungsquelle keine Blindleistung für die Blindwiderstände der Speiseleitung mehr aufzubringen, und zweitens wird der Meßwertgeberausgang nicht mehr durch die Kapazität der Meßleitung belastet. Der Kompensationskreis kann also hochohmig gehalten werden.

Die einstellbaren Induktivitäten zur Belastung der Speise- und Meßleitung können aus Transformatoren bestehen, deren Primärwicklungen mit mehreren Anzapfungen versehen sind, von denen zwei an Zu- und Ableitung der Speise- bzw. der Meßleitung angeschlossen sind. An Sekundärwicklungen der Transformatoren können die einstellbaren Kapazitäten, beispielsweise Drehkondensatoren, angeschlossen sein. Die Auswahl der Anzapfungen an den Primärwicklungen kann mit Hilfe von Schaltern vorgenommen werden, deren Einstellglieder für die induktive Belastung der Speise- und der Meßleitung mechanisch miteinander gekoppelt sein können. Ebenso können die Einstellglieder der Kapazitäten mechanisch miteinander verbunden sein.

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Der Grobabgleich der Phasenlage kann mit Hilfe der Anzapfungen der Primärleitung und der Femabgleich mit Hilfe der Kapazitäten vorgenommen werden.

Das Kriterium für den richtigen Phasenabgleich stellt ausschließlich die erzielte gleiche Phasenlage zwischen Meßspannung und Kompensationsspannung dar. Eine exakte Eliminierung der Blindlasten im Speise- und Meßadernpaar braucht dabei nicht vorhanden zu sein.

Die Erfindung wird an Hand einer Figur näher erläutert. Ein Transformator 1 ist über Klemmen 2 und 3 an eine Speisespannungsquelle angeschlossen. Die gleiche Speisespannung wird über ein Adernpaar 4, 5 einem Meßwertgeber 6 zugeführt. Zwischen den Adern 4 und 5 der Speiseleitung tritt eine Kapazität C_sp auf, die von der Lange der Leitung und den übrigen geometrischen Abmessungen sowie dem verwendeten Isoliermaterial abhängt. Der Meßwertgeber 6 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einer Brückenschaltung von Widerständen, die beispielsweise Dehnungsmeßstreifen darstellen können.

Eine Sekundärwicklung des Transformators 1 speist ein digitales Potentiometer 7, das beispielsweise aus einem feinabgestuften Spartransformator bestehen kann. Die am digitalen Potentiometer 7 abgegriffene Spannung U_v ist der über ein Meßleitungsadernpaar 8, 9 zurückgeführten Meßspannung U_m entgegengeschaltet. Die Differenz der beiden Spannungen speist einen Kompensationsverstärker 10, dessen Ausgangsspannung beispielsweise über einen Motor 11 den Selbstabgleich des Potentiometers 7 bewirkt. Dieser Abgleich kann jedoch auch über nicht dargestellte Relaisschaltungen vorgenommen werden. Zwischen dem Adernpaar 8 und 9 besteht die Kapazität C_m. Das Speiseleitungsadernpaar 4 und 5 und das Meßleitungsadernpaar 8 und 9 ist zusätzlich mit den Induktivitäten L_sp und L_m belastet. An Sekundärwicklungen der beiden Induktivitäten sind Drehkondensatoren 12 bzw. 13 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen der Induktivitäten L_sp und L_m sind angezapft, die Abgriffe beider Primärwicklungen sind mechanisch miteinander gekoppelt. Ebenso sind die drehbaren Plattensätze der Kondensatoren 12 und 13 mechanisch starr miteinander verbunden. Je nach Kabellänge der Speiseleitung und der Meßleitung stehen durch die Anzapfung Induktivitätswerte von solcher Größe zur Verfügung, daß mit Sicherheit trotz der kapazitiven Vorbelastung durch C_sp bzw. C_m eine insgesamt induktive Adernbelastung vorgenommen werden kann. Mit Hilfe der veränderlichen Kapazität der Drehkondensatoren 12 und 13 kann die grob eingestellte induktive Adernbelastung durch eine Feineinstellung vollständig aufgehoben werden. Die Anordnung erreicht mit Hilfe der Elimination der Blindbelastung, daß die Speisespannungsquelle praktisch nur noch reell durch den Meßwertumformer belastet wird. Bei großen Kabellängen könnte sonst die Blindbelastung praktisch die Wirkbelastung der Speisespannungsquelle um ein Vielfaches überschreiten. Weiterhin wird im Meßadernpaar die Ursache für die Phasenverschiebung der Meßspannung beseitigt. Dadurch bleibt der Kompensationskreis gleichzeitig hochohmig und reell.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anwendung einer Anordnung zum Phasenabgleich zwischen Meßspannung und Kompensationsspannung bei einer aus Meßwertgeber und Kompensator bestehenden Kompensationsmeßeinrichtung, die gemeinsam von Wechselstrom gespeist und durch Kabelleitungen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen die zwei Adern (4, 5 bzw. 8, 9) der Speise- als auch der Meßleitung zusätzlich eine als Induktivität wirksame, in Stufen einstellbare Primärwicklung eines Transformators (L_sp bzw. L_m) und eine kontinuierlich einstellbare, an der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossene Kapazität (12 bzw. 13) geschaltet ist.

2. Anwendung einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Einstellglieder der Induktivitäten (L_sp, L_m) als auch die Einstellglieder der Kapazitäten (12, 13) mechanisch miteinander gekoppelt sind.

3. Anwendung einer Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasengrobabgleich mit Hilfe der Induktivitäten (L_sp, L_n) und der Feinabgleich mit Hilfe der Kapazitäten (12, 13) vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1131 900;
Elektrotechnik und Maschinenbau (EuM), Jg. 69, Heft 15/16, S. 352 bis 355.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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