DE1566732B2 - Schaltungsanordnung zur Ermittlung kurzzeitiger Schwankungen einer Meßwechselgröße in kapazitiven Raumschutzanlagen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Ermittlung kurzzeitiger Schwankungen einer Meßwechselgröße in kapazitiven RaumschutzanlagenInfo
- Publication number
- DE1566732B2 DE1566732B2 DE19671566732 DE1566732A DE1566732B2 DE 1566732 B2 DE1566732 B2 DE 1566732B2 DE 19671566732 DE19671566732 DE 19671566732 DE 1566732 A DE1566732 A DE 1566732A DE 1566732 B2 DE1566732 B2 DE 1566732B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit arrangement
- capacitor
- transistor
- voltage
- pulses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/26—Electrical actuation by proximity of an intruder causing variation in capacitance or inductance of a circuit
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung kurzzeitiger Schwankungen
einer Meßwechselspannung bzw. eines Meßwechselstroms in kapazitiven Raumschutz-Alarmanlagen. In
derartigen Raumschutzanlagen werden langsame Zustandsänderungen, beispielsweise Temperaturschwankungen,
Änderungen der Luftfeuchtigkeit u. ä., durch eine Differentiation der elektrischen Meßgrößen nach
der Zeit unterdrückt; bei diesen Zustandsändenmgen reicht dann im Gegensatz zu raschen, beispielsweise
durch Bewegungen von Menschen verursachten Zustandsänderungen der Differentialquotient nicht aus,
um die Alarmeinrichtungen zum Ansprechen zu bringen. Bei diesen Einrichtungen werden meist elektrische
Wechselfelder mit Frequenzen in der Größenordnung von 20 kHz und höher verwendet. Bei derartigen
Frequenzen ist es aber von vornherein ausgeschlossen, daß selbst durch kurzzeitige oder ruckartige
Bewegungen eines Menschen eine Feldänderung nur während einer oder weniger Perioden der,
Arbeitsfrequenz erfolgt, so daß demnach eine nur wenige Perioden dauernde Feldänderung nicht erkannt
zu werden braucht.
In einer bekannten Schaltungsanordnung (F i g. 1) wird daher z. B. eine am Ausgang des Raumschutzempfängers
1 anliegende Spannung
U = A-smcot-f(t),
die sich aus der periodischen Funktion des Wechselfeldes A · sin ω t und ,der durch Eindringen einer Person
in das Wechselfeld entstandenen nichtperiodischen Funktion f(i) zusammensetzt, durch eine
Diode 2 gleichgerichtet, danach durch eine als Tiefpaß wirkende Kombination aus einem Kondensator
3 und einem Lastwiderstand 4 die periodische Funktion A · sin ω t ausgefiltert und die nichtperiodische
Funktion f(t) mittels eines nachfolgenden weiteren RC-Gliedes 5, 6 nach der Zeit differenziert.
Derartige Schaltungen sind aber nur dann brauchbar, wenn die Zeitkonstante des Differenziergliedes sehr
viel größer als die Periodendauer der verwendeten Wechselspannung ist.
Für elektrische Wechselfelder mit sehr niedrigen Frequenzen, beispielsweise 50 Hz, sind diese Schaltungsanordnungen
ungeeignet, da zu hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Zeitkonstanten der elektrischen Integrier- oder Differenzierglieder zu
stellen sind. Bei Verwendung einer solchen niedrigen Arbeitsfrequenz muß aber eine Trennung zwischen
der periodischen Funktion A ■ sin ω t und der unbekannten,
ihr überlagerten Funktion f(t) auch dann sicher erfolgen, wenn diese Funktion /(() nur wäh
rend einer Periodendauer T =
d/ω
ein Differential
d/
aufweist.
Schwankungen der Meßwechselgröße von der Dauer nur einer oder einiger Perioden einer sehr niederfrequenten
Wechselspannung werden dadurch erkannt, daß erfindungsgemäß von der Meßwechselgröße
mit Hilfe einer Reihenschaltung von Koppelkondensator, Gleichrichter und Widerstand, wobei
zwischen Koppelkondensator und Gleichrichter ein Entladewiderstand gegen den gemeinsamen Pol der
Schaltung liegt, Impulse abgeleitet sind, welche ihr hinsichtlich Frequenz und Größe entsprechen, und
daß diese Impulse einer Vergleichsschaltung zugeführt sind, die andererseits durch' eine konstante
Gleichspannung (U8) beeinflußt ist und die bei Abweichung
des Mittelwertes der zugeführten Impulse von der Vergleichsspannung eine zur Alarmgabe benutzte
Ausgangsspannung liefert.
Bei dieser Schaltungsanordnung wird also nach der Gleichrichtung die aus der periodischen Funktion und
der überlagerten, unbekannten Funktion bestehende Wechselgröße nicht differenziert, sondern eine Mittelwertbildung
über ein dem Stromflußwinkel proportio-
nales Produkt aus Strom · Zeit gebildet. Eine Anzeige
ergibt sich aber immer nur dann, wenn eine Veränderung der periodischen Eingangswechselgröße eingetreten
ist. Durch die Verwendung eines Transistors läßt sich dessen Basis-Emitter-Strecke als Gleichrichter
verwenden und seine Stromverstärkung so einstellen, daß der Transistor ,sofort in seine Sättigung
kommt. Hierdurch wird dann durch jede Schwankung der Eingangswechselgröße nur noch die Dauer der
3 4
Ausgangsimpulse verändert. Eine weitere Ausgestal- gangsspannung an den Klemmen la und Ib wird jetungsmöglichkeit
der Erfindung sieht vor, die mitein- doch das Gleichgewicht zwischen Lade- und Entander
zu vergleichenden Ströme auf die gleiche Weise ladewechselstrom an dem Kondensator 8 gestört und
zu erzeugen. Die Schaltungsanordnung ist in diesem der Ladestrom bis zu einem neuerlichen Ausgleich
Fall symmetrisch aufgebaut, wobei lediglich die Kon- 5 so verändert, daß an dem Indikator eine Störung anstanten
der Kondensatorwiderstandsanordnung sehr gezeigt ist, die zur Alarmgabe benutzt ist.
voneinander abweichen, so daß der Kondensator mit In den folgenden Ausführungsbeispielen sind die der größeren Kapazität einem Differential entsprechenden, in dieser prinzipiellen Schaltung verwendeten Elemente immer mit denselben Bezugszei-
voneinander abweichen, so daß der Kondensator mit In den folgenden Ausführungsbeispielen sind die der größeren Kapazität einem Differential entsprechenden, in dieser prinzipiellen Schaltung verwendeten Elemente immer mit denselben Bezugszei-
d/w ίο chen versehen. Die beschriebene Grundschaltung
di kann in der Weise erweitert werden, daß an Stelle
der Diode 10 ein Transistor 16 verwendet ist. Hierbei
durch seinen Ladungszustand nur sehr langsam folgt, wird die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 16 als
während der andere Kondensator mit der kleinen Ka- Gleichrichter verwendet und der Ladestrom des Kon-
pazität diesem Differential rasch zu folgen vermag. 15 densators 8 vor dem Vergleich mit dem über den Wi-
Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich derstand 15 fließenden Gleichstrom verstärkt, so daß
aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- ein weniger empfindlicher Indikator, beispielsweise
beispielen. ein Instrument 13, verwendbar ist. Auch kann die
Es zeigt Stromverstärkung dieses Transistors 16 und der Wert
Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung für atj des Widerstandes 11 so gewählt werden, daß der
hohe Frequenzen, Transistor 16 sofort bei Fließen des Ladestroms in
F i g. 2 die prinzipielle Schaltungsanordnung gemäß seine Sättigung kommt, so daß bei einer Änderung
der Erfindung, der Eingangsspannung sich nur die Dauer der am
F i g. 3 den Stromverlauf nach dem Gleichrichter- Kollektor des Transistors anliegenden Impulse verventil,
25 ändert und nicht mehr deren Amplitude (F i g. 5). ■ F i g. 4 eine Erweiterung der Schaltungsanordnung Hierdurch entfällt auch der Einfluß der Hilfsgleichgemäß
F i g. 2, - spannung UB.
F i g. 5 den Verlauf des Koüektorstroms in der In einer Erweiterung (F i g. 6) der Schaltungsan-
Schaltungsanordnung nach F i g. 4, Ordnung nach F i g. 4 ist vorgesehen, daß die beiden
F i g. 6 eine Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 30 durch den Indikator, beispielsweise das Instrument
mit einem nachgeschalteten monostabilen Multivi- 13, miteinander verglichenen Ströme im Ruhezustand
brator, dieselbe Zeitfunktion besitzen. Dies wird dadurch er-
F i g. 7 eine Erweiterung der prinzipiellen Schal- reicht, daß die steigende Flanke der Stromimpulse,
tungsanordnung nach F i g. 4. wie sie in F i g. 5 dargestellt sind, einen monostabilen
F i g. 8 den zeitlichen Verlauf des Stromes nach 35 Multivibrator 18 (F ig. 6) in den nichtstäbilen Zu-
der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7, stand umsteuert und er in diesem Zustand für die
F i g. 9 eine nach der prinzipiellen Schaltungsan- Dauer eines Ladestromimpulses verharrt.
Ordnung gemäß F i g. 7 ausgeführte Schaltung. , Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfin-
In F i g. 2 ist mit 7 eine Raumschutzeinrichtung dung besteht darin, daß gemäß F i g. 7 die in dem
bezeichnet, die beispielsweise aus einer Brücken- 4° Instrument 13 miteinander verglichenen Ströme auf
schaltung mit Meßelektroden und einer nachfolgen- die gleiche Art erzeugt werden. In diesem Fall muß
den Verstärkerschaltung besteht. An den Ausgangs- die Schaltung symmetrisch aufgebaut sein, und die
klemmen la und Ib der Raumschutzeinrichtung 7 Ströme an den Ausgängen 7a, Ib und Ic der Raumkann
betriebsmäßig eine von der Verstimmung der schutzeinrichtung 22 müssen gleichphasig zueinander
erwähnten Brückenschaltung abhängige Wechsel- 45 sein. Unterschiedlich sind lediglich die Zeitkonstanspannung
abgenommen werden. Diese wird durch ten der beiden Kondensatorwiderstandsanordnuneine
Diode 10 gleichgerichtet, steht an einem Wider- gen 8, 9 und 20, 21. Beispielsweise besitzt der Konstand
11 an und lädt einen Kondensator 8 auf. Durch densator 8 eine größere Kapazität als der Kondensaden
Spannungsabfall an einem Widerstand 9 wird die tor 20, so daß einer Änderung der Eingangsspannung
Nullinie der Eingangsspannung verschoben; bei Feh- 5° an den Klemmen 7 α und Ib der Kondensator 8 mit
len dieses Widerstandes 9 würde sich der Kondensa- seinem Ladungszustand nur sehr langsam folgt, wähtor
8 rasch auf den Spitzenwert der Wechselspannung rend der kleinere Kondensator 20 rascher zu folgen
aufladen und durch die hierdurch entstehende Ge- vermag.
genspannung jeden weiteren Strom verhindern. So Hierdurch ergibt sich vorübergehend eine unterwird
aber durch den Widerstand 9 der Kondensa- 55 schiedliche Impulslänge an den Kollektoren der
tor 8 während jeder Periode der Eingangsspannung Transistoren 16 und 19, so daß in diesem Fall an
wieder geringfügig entladen und die fehlende Ladung dem Indikator eine Störung angezeigt ist. Der Veranschließend
durch den über die Diode 10 und den lauf der Ströme an den Kondensatoren 8 und 20 auf
Widerstand 11 fließenden Strom ergänzt. Der Strom- Grund einer Veränderung der Eingangsspannung ist
verlauf hinter der Diode 10 an dem Widerstandll 60 Jn Fig. 8 dargestellt. Hierbei ist durch die strichist
in F i g. 3 dargestellt. punktierten Kurven der Ladezustand am Kondensa-
Durch einen weiteren Widerstand 15 ist ein kon- tor 8 wiedergegeben, während die durchgehend ge-
stanter Gleichstrom einer Gleichspannungsquelle UB strichelte Kurve den Zustand am Kondensator 20 bei
so eingestellt, daß im störungsfreien Fall sich die La- Auftreten beispielsweise einer Sprungfunktion wieder-
dungen an einem Kondensator 12 aufheben und an 65 gibt, wie sie ebenfalls in F i g. 8 als durchgehende
einem zu diesem Kondensator parallelliegenden Indi- Linie gezeigt ist.
kator, beispielsweise einem Instrument 13, kein Aus- In F i g. 9 ist ebenfalls eine symmetrisch aufge-
schlag sichtbar ist. Bei jeder Veränderung der Ein- baute Schaltung dargestellt, in der zwei Transistoren
23 und 24 gemeinsam von einem Strom aus der Raumschutzeinrichtung 7 angesteuert werden. An den
Kollektor-Widerständen 31 und 32 der beiden Transistoren 23 und 24 steht jeweils eine Wechselspannung
zur Verfügung. Die Gleichrichtung wird auch in diesem Fall durch die Basis-Emitter-Strecke des
Transistors 16, dem Widerstand 9 und dem Kondensator 8 bzw. der Basis-Emitter-Strecke des Transistors
19, dem Widerstand 21 und dem Kondensator 20 durchgeführt. Der Kondensator 8 wird über den Widerstand
32, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 16 und eine nicht näher dargestellte Batterie UB aufgeladen
und entlädt sich über den Widerstand 9 und den Transistor 23. Das Verhältnis zwischen den Widerständen
32 und 9 bestimmt bei konstanter Kollektor-Wechselspannung des Transistors 23 den
Stromflußwinkel durch das Gleichrichterventil der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 16. Die Widerstände
32, 31 sowie 9 und 21 sind betragsgleich. Bei unveränderter Eingangsspannung sind deswegen auch
die an den Kollektoren der Transistoren 16 und 19 anliegenden Impulse gleich. Auch in dieser Schaltungsanordnung
sind die Widerstände 27 und 29 in den Kollektorzweigen der Transistoren 16 und 19 so
gewählt, daß die Transistoren sofort in ihre Sättigung kommen und damit als Schalter wirken, so daß sich
auch in diesem Fall, wie schon in F i g. 5 gezeigt, nur noch die Dauer der Impulse bei einer Beeinflussung
der Eingangsspannung an den Klemmen la und Ib
ändert.
Tritt nun beispielsweise eine solche Änderung des Eingangsstromes an den Klemmen la und Ib auf,
beispielsweise nach einer Sprungfunktion, wie sie in F i g. 8 dargestellt ist, so verändert sich an dem Kondensator
8 infolge seiner größeren Kapazität sein Ladezustand nur sehr langsam, so daß am Kollektor
des Transistors 16 sofort breitere Impulse als im ungestörten Zustand anliegen und die Impulse erst nach
längerer Zeit wieder ihre Breite erreichen, die sie vorher im ungestörten Zustand besaßen. Im Gegensatz
hierzu benötigt der Kondensator 20 zur Angleichung an die neuen Spannungsverhältnisse infolge seiner erheblich
kleineren Kapazität auch einen kleineren Ladungszuwachs, so daß nach einer kurzzeitigen Verbreiterung
der Impulse am Kollektor des Transistors
ίο 19 diese rasch wieder ihre ursprüngliche Breite einnehmen.
Eine Veränderung der Eingangsspannung bewirkt also vorübergehend eine unterschiedliche Impulsbreite
an den Kollektoren der beiden Transistoren 16 und 19.
Diese beiden Transistoren bilden mit ihren Kollektor-Widerständen 27 und 29 eine Brückenschaltung,
in deren Diagonale die Basis-Emitter-Strecken zweier weiterer Transistoren 25 und 26 liegen. Im ungestörten
Fall werden die beiden Transistoren 16 und 19 gleich angesteuert, und es fließt kein Diagonalstrom;
das bedeutet, keiner der beiden Transistoren 25 und 26 wird leitend. Sobald allerdings die Impulsbreite
an den Kollektoren der Transistoren 16 und 19 unterschiedlich ist, ergibt sich ein Diagonalstrom, und
einer der beiden Transistoren 25 und 26 wird kurzzeitig leitend und gibt einen Erregungsstrom, beispielsweise
für ein Relais 30, ab. Dieser Impulsstrom wird durch einen zu dem Relais parallelgeschalteten
Kondensator 33 ausgeglichen. Reicht der Strom aus, um das Relais 30 anzuregen, so schaltet es über
einen seiner Kontakte 301 Lampen oder ähnliche Anzeigen, durch die zu erkennen ist, daß sich die
Eingangsspannung an den Klemmen la, Ib der
Schaltungsanordnung innerhalb sehr kurzer Zeit um einen nicht vernachlässigbaren Betrag verändert hat
und der Alarmfall gegeben ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zur Ermittlung kurzzeitiger Schwankungen einer Meßwechselspannung
bzw. eines Meßwechselstromes in kapazitiven Raumschutzalarmanlagen, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Meßwechselgröße mit Hilfe einer Reihenschaltung von Koppelkondensator
(8), Gleichrichter (10) und Widerstand (11), wobei zwischen Koppelkondensator (8) und
Gleichrichter (10) ein Entladewiderstand (9) gegen den gemeinsamen Pol der Schaltung liegt,
Impulse abgeleitet sind, welche ihr hinsichtlich Frequenz und Größe entsprechen, und daß diese
Impulse einer Vergleichsschaltung (12, 13) zugeführt sind, die andererseits durch eine konstante
Gleichspannung (U8) beeinflußt ist und die bei Abweichung des Mittelwertes der zugeführten Impulse
von der Vergleichsspannung eine zur Alarmgabe benutzte Ausgangsspannung liefert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter die
Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (16) verwendet ist und der Transistor (16) in seine Sättigung
kommt, so daß sich durch jede Schwankung der Meßwechselgröße die Dauer, nicht aber die
Amplitude der Ausgangsimpulse des Transistors (16) ändert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anstiegsflanke des am Kollektor des Transistors (16) anliegenden
Impulses ein monostabiler Multivibrator (18) in seine nichtstabile Lage geworfen ist
und in dieser Lage für die Dauer des Impulses bleibt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung
aus der Meßwechselgröße selbst gewonnen und eine weitere Kondensator-Widerstandsanordnung
(20, 21) verwendet ist, deren Kondensator (20) aber kleiner ist als der am Eingang liegende Kondensator
(8).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0109460 | 1967-04-21 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1566732A1 DE1566732A1 (de) | 1970-02-12 |
DE1566732B2 true DE1566732B2 (de) | 1974-10-24 |
DE1566732C3 DE1566732C3 (de) | 1975-06-05 |
Family
ID=7529536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671566732 Expired DE1566732C3 (de) | 1967-04-21 | 1967-04-21 | Schaltungsanordnung zur Ermittlung kurzzeitiger Schwankungen einer MeSwechselgröBe in kapazitiven Raumschutzanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1566732C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2264210C2 (de) * | 1972-12-30 | 1983-11-10 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Überwachungseinrichtung |
-
1967
- 1967-04-21 DE DE19671566732 patent/DE1566732C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1566732C3 (de) | 1975-06-05 |
DE1566732A1 (de) | 1970-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2542811C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Messung des Erdwiderstandes einer erdfreien Starkstromschaltung | |
DE102015000987B4 (de) | Magnetfelddetektionsvorrichtung | |
DE2819516A1 (de) | Kapazitaets-spannungswandler | |
DE112011101945T5 (de) | Robustes kapazitives Messsystern | |
DE2311184C2 (de) | Meßtechnischer Detektor | |
DE1120010B (de) | Spitzenspannungsmesser | |
CH687045A5 (de) | Vorrichtung zur Messung von Ionen in einem Gas. | |
DE1566732C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Ermittlung kurzzeitiger Schwankungen einer MeSwechselgröBe in kapazitiven Raumschutzanlagen | |
DE2325306C3 (de) | Schaltungsanordnung zur ErdschlußÜberwachung eines erdfreien Niederspannungs-Gleichstromnetzes | |
DE3642495C2 (de) | ||
DE1954136C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Überwachung einer periodischen elektrischen Meßspannung vorgegebener Frequenz | |
DE2420120A1 (de) | Messvorrichtung | |
DE1295206B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der virtuellen Messfeldlaenge einer Mehrzahl von in UEberwachungsgeraeten vorgesehenen Messumformern | |
DE2760460C2 (de) | ||
DE3609358A1 (de) | Harmonischer messoszillator zur erfassung physikalischer parameter | |
DE2518558A1 (de) | Einrichtung zur spitzenerfassung | |
AT335566B (de) | Einrichtung zur messung der parameter eines einen komplexen widerstand aufweisenden zweipoles | |
DE1938076C3 (de) | Einrichtung zur Überprüfung des Ladezustandes von Akkumulatoren | |
DE1791171C3 (de) | Schaltung zur Messung niedriger Frequenzen, insbesondere zur Anwendung in einem Kardiotachometer | |
DE1623039C3 (de) | Gerät, insbesondere Lecksuchgerät, zum Feststellen der Anwesenheit eines Gases In einem Gasgemisch | |
DE1516242C3 (de) | Phasenvergleicheinrichtung | |
DE1623975C2 (de) | Anordnung zur kapazitiven Messung des Füllstandes eines Behälters | |
DE2319785A1 (de) | Scheinwiderstands-messbruecke | |
CH628439A5 (en) | Dosimeter for detecting chemical substances | |
DE2814849A1 (de) | Schaltungsanordnung zur ueberwachung des isolationszustandes von wechselspannungsnetzen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |