DE1269720B

DE1269720B - Circuit arrangement for measuring the order of magnitude of the rate of change in the magnitude of a voltage

Info

Publication number: DE1269720B
Application number: DE19651269720
Authority: DE
Inventors: Karl Seerieder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-09-03
Filing date: 1965-09-03
Publication date: 1968-06-06

Description

Schaltungsanordnung zur Messung der Größenordnung der Ändenmgsgeschwindigkeit der Größe einer Spannung Die Erfindung betrifft eine aus zwei parallelen Längszweigen, die jeweils aus der Serienschaltung einer Zenerdiode und einem ohmschen Widerstand bestehen, und einem Querzweig bestehende Brückenschaltung, bei der die Zenerspannung der einen Diode größer als die der anderen Diode gewählt ist, zur Messung der Größenordnung der Änderungsgeschwindigkeit der Größe einer Spannung, die insbesondere aus der gleichgerichteten Differenzwechselspannung miteinander zu koppelnder Wechselspannungsgeneratoren gewonnen ist.Circuit arrangement for measuring the magnitude of the rate of change the size of a voltage The invention relates to one of two parallel series branches, each consisting of the series connection of a Zener diode and an ohmic resistor exist, and a shunt branch existing bridge circuit, in which the Zener voltage one diode is chosen larger than that of the other diode to measure the order of magnitude the rate of change of the magnitude of a voltage, in particular from the rectified differential alternating voltage to be coupled to each other alternating voltage generators is won.

Brückenschaltungen, die Zenerdioden enthalten, sind an sich bekannt. So ist z. B. im Bulletin SEV 53 (1962), Heft 25, vom 15. Dezember auf S. 1234 eine derartige Schaltung dargestellt (F i g. 20) und beschrieben. Diese Brückenschaltung dient jedoch zur Stabilisierung einer Ausgangsgleichspannung und ist zur Messung der Änderungsgeschwindigkeit einer Eingangsspannung nicht geeignet. Bridge circuits that contain Zener diodes are known per se. So is z. B. in Bulletin SEV 53 (1962), issue 25, of December 15 on p. 1234 such circuit shown (Fig. 20) and described. This bridge circuit but serves to stabilize a DC output voltage and is used for measurement not suitable for the rate of change of an input voltage.

Zum Messen der Größe von Sprüngen einer Eingangsspannung ist ferner aus der USA.-Patentschrift 2564829 eine Anordnung bekannt, bei der im wesentlichen zwei zueinander parallelgeschaltete Kondensatoren sich unterschiedlich schnell auf einen neuen Wert der Eingangsspannung umladen. Die dabei zwischen den Kondensatoren auftretende Differenzspannung wird zur Anzeige der Spannungsänderung verwendet. Auch diese Schaltung ist z. B. zur Messung der Änderungsgeschwindigkeit der Differenzspannung zweier miteinander zu koppelnder Wechselspannungsgeneratoren nicht geeignet, da die aus der USA.-Patentschrift bekanntgewordene Schaltungsanordnung zunächst eine für eine gewisse Zeitspanne konstante Eingangsspannung benötigt, während der sich die dort verwendeten Kondensatoren auf diese Gleichspannung aufladen können. To measure the size of jumps in an input voltage is also from the USA. Patent 2564829 an arrangement is known in which essentially two capacitors connected in parallel to each other at different speeds reload a new value of the input voltage. The one between the capacitors Any differential voltage that occurs is used to display the change in voltage. This circuit is also z. B. to measure the rate of change of the differential voltage two alternating voltage generators to be coupled to one another are not suitable because the circuit arrangement known from the USA patent specification initially one requires constant input voltage for a certain period of time, during which can charge the capacitors used there to this DC voltage.

Beim Parallelschalten von Wechselspannungsgeneratoren schwankt jedoch in aller Regel die zwischen den Generatoren auftretende Differenzspannung ständig. When alternating voltage generators are connected in parallel, however, fluctuations As a rule, the differential voltage occurring between the generators is constant.

Da das Zusammenschalten der Generatoren häufig mittels mechanisch zu betätigender Schaltelemente erfolgt und deshalb eine gewisse Zeit zwischen einer Spannungsmessung und dem Parallelschalten verstreicht, darf also die Differenzwechselspannung, die sich aus einem Vergleich der Wechselspannungen der beiden Generatoren ergibt, nur eine sehr niedrige Frequenz aufweisen. Es soll sich also die zu einem bestimmten Zeitpunkt unter dem für das Zusammenschalten gerade noch zulässigen Grenzwert liegende Differenzspannung mit der Zeit nur noch wenig ändern. Es würde sonst ein zu hoher, synchronisierender Ausgleichsstrom zwischen den Generatoren auftreten, der unter Umständen sogar zu einer Überlastung der Generatoren führen könnte. Since the interconnection of the generators is often done mechanically to be operated switching elements takes place and therefore a certain time between one Voltage measurement and the parallel connection elapses, so the differential alternating voltage, which results from a comparison of the alternating voltages of the two generators, only have a very low frequency. So it should turn out to be a particular one Point in time below the limit value just allowed for the interconnection Change the differential voltage only a little over time. Otherwise it would be too high synchronizing compensating current occur between the generators, which is below Certain circumstances could even lead to an overload of the generators.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Größenordnung der Anderungsgeschwindigkeit der Größe einer sich ständig ändernden Spannung zu messen. It is therefore an object of the invention to provide a circuit arrangement with which it is possible to control the order of magnitude of the rate of change to measure the magnitude of a constantly changing voltage.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß ein Kondensator parallel zu dem Widerstand angeordnet ist, der in Serie zu der Zenerdiode mit der größeren Zenerspannung geschaltet ist und daß der Querzweig eine Diode enthält, derart, daß ein den Kondensator ladender Stromstoß im Querzweig verhindert wird, daß ferner in den Querzweig ein einen Stromstoß anzeigendes Element eingefügt ist. To solve this problem, a circuit arrangement is the one at the outset named type according to the invention designed such that a capacitor in parallel to the resistor that is in series with the Zener diode with the larger one Zener voltage is connected and that the shunt arm contains a diode, such that a current surge charging the capacitor in the shunt arm is prevented from furthermore an element indicating a rush current is inserted into the shunt arm.

Insbesondere ist vorgesehen, daß im Querzweig als Spannungsschwelle eine zur Diode entgegengesetzt gepolte Zenerdiode angeordnet ist. In particular, it is provided that in the shunt branch as a voltage threshold a Zener diode polarized opposite to the diode is arranged.

In besonders vorteilhafter Weise kann das den im Querzweig fließenden Stromstoß anzeigende Element aus einer derart ausgebildeten Kippschaltung bestehen, daß ein Stromstoß die Kippschaltung in die Arbeitslage bringt und ein Nulldurchgang der Diflerenzwechselspannung eine Rückstellung der Kippschaltung in ihre Ausgangslage bewirkt. In a particularly advantageous manner, this can be the flowing in the transverse branch The element indicating a current surge consist of a flip-flop circuit designed in this way, that a current surge brings the flip-flop into the working position and a zero crossing the diflerential alternating voltage resets the flip-flop to its starting position causes.

Ein Vorteil der Schaltungsanordnung ist ihr sehr geringer Aufwand und ihr einfacher Aufbau. One advantage of the circuit arrangement is that it is very easy to use and their simple structure.

Weitere Vorteile und Merkmale einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind einem nachfolgend an Hand einer Figur näher erläuterten Ausführungsbeispiel entnehmbar. Further advantages and features of a circuit arrangement according to the Invention are an exemplary embodiment explained in more detail below with reference to a figure removable.

Dabei sind zwei Klemmen 1, 2 durch zwei zueinander parallele Zweige miteinander verbunden. Die beiden Zweige bestehen jeweils aus der Serienschal- tung einer Zenerdiode D 1, D 2 mit einem ohmschen Widerstand R1, R 2. Die eine der beiden Zenerdioden D 1 ist dabei so gewählt, daß sie eine um etwa z. B. den Faktor 1,1 größere Zenerspannung als die der anderen Zenerdiode D 2 aufweist. Dem Widerstand R 1, der mit derjenigen Zenerdiode in Serie geschaltet ist, die die größere Zenerspannung aufweist, ist ein Kondensator C parallel geschaltet. Der Querzweig der Brückenschaltung enthält einen Stromindikator 5, der einen im Querzweig fließenden Stromstoß anzeigt, eine weitere Zenerdiode D 3 und eine Diode D 4. Die Diode D 4 ist dabei so gepolt, daß sie einen den Kondensator C ladenden Stromfluß im Querzweig verhindert. Mit zu dieser Diode entgegengesetzter Polung ist die Zenerdiode D 3 in den Querzweig eingefügt. Sie ist so gewählt, daß sie etwa die halbe Zenerspannung der Zenerdiode D 2 aufweist. There are two terminals 1, 2 by two parallel branches connected with each other. The two branches each consist of the series tion a Zener diode D 1, D 2 with an ohmic resistor R1, R 2. One of the two Zener diodes D 1 is chosen so that they have a by about z. B. the factor 1.1 has greater Zener voltage than that of the other Zener diode D 2. The resistance R 1, which is connected in series with that Zener diode which has the greater Zener voltage has, a capacitor C is connected in parallel. The cross arm of the bridge circuit contains a current indicator 5, which indicates a current surge flowing in the shunt arm, another Zener diode D 3 and a diode D 4. The diode D 4 is polarized so that that it prevents a current flow charging the capacitor C in the shunt arm. With to this diode of opposite polarity is the Zener diode D 3 in the shunt branch inserted. It is chosen so that it is about half the Zener voltage of the Zener diode D 2 has.

Die Spannung, deren Größenänderung in der Zeiteinheit festgestellt werden soll, wird an die Klemmen 1, 2 gelegt. The voltage, the change in size of which is determined in the unit of time is to be applied to terminals 1, 2.

Sie kann z. B. aus der Differenzwechselspannung der Spannungen von zwei miteinander zu koppelnder Wechselspannungsgeneratoren gewonnen sein. Sinkt der Wert dieser Spannung mit der Zeit ab, dann wird zunächst die Zenerdiode D 1 und nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit die Zenerdiode D 2 stromlos werden, weil die zwischen den Klemmen 1, 2 wirksame Spannung die Zenerspannungen dieser Dioden nacheinander unterschreitet. In der Zeitspanne zwischen dem Stromloswerden der Zenerdiode D 1 und dem der Zenerdiode D 2 kann sich der Kondensator C über den Widerstand R 1 entladen. You can z. B. from the differential alternating voltage of the voltages of two alternating voltage generators to be coupled to one another can be obtained. Sinks the value of this voltage decreases over time, then the Zener diode D 1 and after a certain time the Zener diode D 2 will be de-energized, because the voltage effective between terminals 1, 2 is the zener voltages of these Below the diodes one after the other. In the period between the power failure the Zener diode D 1 and that of the Zener diode D 2, the capacitor C via the Discharge resistor R 1.

Ist diese Zeitspanne so kurz, daß die an dem Kondensator C liegende Spannung die Zenerspannung der Zenerdiode D 3 noch übersteigt, wenn die Zenerdiode D 2 stromlos wird, dann kann sich nun der Kondensator C zusätzlich auch über die ZenerdiodeD3 entladen. Im Querzweig fließt daher nun ein Strom. Dieser dient als Kriterium dafür, daß die Änderungsgeschwindigkeit der Größe der zwischen den Klemmen 1, 2 liegenden Spannung zu groß ist und wird durch den Stromindikator 5 angezeigt. If this period of time is so short that the one lying on the capacitor C. Voltage still exceeds the Zener voltage of the Zener diode D 3 when the Zener diode D 2 is de-energized, then the capacitor C can now also use the Zener diode D3 discharged. A current therefore now flows in the shunt branch. This serves as a Criterion that the rate of change of the size of the between the terminals 1, 2 lying voltage is too high and is indicated by the current indicator 5.

Mit Hilfe weiterer Zenerdioden kann die Spannung an der Brückenschaltung begrenzt werden. Der Beginn der Messung, also das Unterschreiten des z. B. für eine Zusammenschaltung der Generatoren gerade noch zulässigen Spannungswertes durch die zwischen den Klemmen 1, 2 wirksame Spannung, kann durch einen weiteren Stromindikator6 angezeigt werden, der in Serie mit einer Zenerdiode D5 parallel zu der Brückenanordnung an die Klemme 1, 2 angeschlossen ist. With the help of further Zener diodes, the voltage at the bridge circuit be limited. The beginning of the measurement, i.e. falling below the z. B. for a Interconnection of the generators just permissible voltage value by the effective voltage between terminals 1, 2, can be indicated by a further current indicator6 in series with a Zener diode D5 in parallel with the bridge arrangement is connected to terminals 1, 2.

Claims

Claims: 1. From two parallel longitudinal branches, each consist of a series connection of a Zener diode and an ohmic resistor, and a shunt arm existing bridge circuit, in which the Zener voltage of the one Diode is chosen larger than that of the other diode to measure the order of magnitude the rate of reduction of the magnitude of a voltage, which is derived in particular from the rectified differential alternating voltage to be coupled to each other alternating voltage generators is obtained, d a -characterized in that a capacitor (C) in parallel with the Resistor (R 1) is arranged in series with the Zener diode (D 1) with the larger one Zener voltage is connected and that the shunt arm contains a diode (D 4), in such a way that a current surge charging the capacitor in the shunt arm is prevented; an element indicating a current surge (current indicator) is inserted into the shunt branch is.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in the shunt branch as a voltage threshold one polarized opposite to the diode (D 4) Zener diode (D 3) is arranged.

3. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the element indicating a current surge in the shunt arm (current indicator) (5) consists of a flip-flop circuit designed in such a way that a current surge Brings toggle switch in the working position and a zero crossing of the differential alternating voltage causes the flip-flop to be reset to its initial position.

References considered: U.S. Patent No. 2564 829; Bulletin SEV, 1962, No. 25, p. 1234.