DE1616394B1 - Self-balancing compensator for direct and alternating current - Google Patents

Self-balancing compensator for direct and alternating current

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DE1616394B1
DE1616394B1 DE1968V0035334 DEV0035334A DE1616394B1 DE 1616394 B1 DE1616394 B1 DE 1616394B1 DE 1968V0035334 DE1968V0035334 DE 1968V0035334 DE V0035334 A DEV0035334 A DE V0035334A DE 1616394 B1 DE1616394 B1 DE 1616394B1
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Siegfried Kegel
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/02Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value

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Description

Die bekannten thermischen Leistungsmesser mit drei Thermoumformern nach Fischer, mit zwei Thermoumformern und vier Widerständen nach Bader und mit zwei Thermoumformern und Stromwandlern nach Siemens sind an je einem Drehspulinstrument angeschlossen. Bei diesen thermischen Meßgeräten kann nur bei der Einhaltung der auf der Skale angegebenen Eichtemperatur eine Klassengenauigkeit von maximal + 1 °/o erreicht werden. The well-known thermal power meter with three thermal converters after Fischer, with two Thermoformers and four resistors Bader and with two thermal converters and current transformers according to Siemens are each at one Moving coil instrument connected. These thermal measuring devices can only be used with compliance with the calibration temperature specified on the scale is a class accuracy of a maximum of + 1 ° / o can be achieved.

Wechselstromkompensatoren mit zwei gegeneinander geschalteten Thermoumformern, Null-Galvanometer und Abgleichdekaden sind bisher ausschließlich als Geräte für manuelle Betätigung bekannt. Auf Grund des Aufbaues sind sie nur im Labor oder als Justiergeräte in der Werkstatt einsetzbar, haben dafür aber eine Meßgenauigkeit von +0,05 0/o bei 0 bis 10 kHz. In der industriellen Verfahrenstechnik sind sie wegen des umständlichen und zeitraubenden Abgleichvorgangs kaum einsetzbar. AC compensators with two counter-connected thermal converters, Zero galvanometers and calibration decades are so far only available as devices for manual operation known. Due to their structure, they are only available in the laboratory or as a Adjustment devices can be used in the workshop, but have a measuring accuracy from +0.05 0 / o at 0 to 10 kHz. In industrial process engineering, they are hardly usable because of the laborious and time-consuming calibration process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät zu entwickeln, welches als selbstabgleichender Kompensator entweder die richtige Messung des Effektivwertes von hoch- oder niederfrequenten Wechselströmen oder Gleichstromimpulsen von beliebiger Kurvenform, mit den Klassengenauigkeiten von + 1, ist 0,5 und + 0, 2e/o oder die richtige Messung des Effektivwertes von hoch- oder niederfrequenten elektrischen Leistungen oder Gleichstromimpuls-Leistungen von beliebiger Kurvenform gestattet. Dabei soll ein Eigenverbrauch von 4 bis 10 mVA, mit den Klassengenauigkeiten von +1 und + 0, 5s/o eingehalten und der Temperatureinfluß, der zur Verfälschung des Meßwertes führt, beseitigt werden. The invention is based on the object of developing a measuring device which as a self-balancing compensator either the correct measurement of the effective value of high or low frequency alternating currents or direct current pulses of any Waveform, with the class accuracies of +1, is 0.5 and +0, 2e / o or the correct measurement of the rms value of high or low frequency electrical Powers or DC impulse powers of any curve shape are permitted. A self-consumption of 4 to 10 mVA, with the class accuracy of +1 and + 0, 5s / o are observed and the temperature influence, which falsifies the Measured value leads to be eliminated.

Weiterhin soll das Gerät durch eine entsprechende Ausbildung nicht mehr standortgebunden, sondern transportabel zum industriellen Einsatz geeignet sein.Furthermore, the device should not be trained accordingly more location-based, but transportable and suitable for industrial use be.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß in einem an sich bekannten Kompensator die zu messenden elektrischen Größen einem Vakuumthermoumformer 1 und der Kompensationsstrom einem zweiten Vakuumthermoumformer 2 zugeführt werden und daß die von den beiden Vakuumthermoumformern erzeugten Spannungen zur selbsttätigen Abgleichung benutzt werden. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden zur Erreichung höchster Meßgenauigkeit in festgelegten Zeitabständen die Vakuumthermoumformer durch selbständige Umschalter und vorzugsweise Widerstände so reguliert, daß eventuell auftretende Veränderungen in den Vakuumthermoumformern selbständig korrigiert werden. Der eingeregelte Strom im Heizdraht des zweiten Vakuumthermoumformers ist dann das Maß für den zu messenden Wert. The solution according to the invention provides that in a known per se Compensator the electrical quantities to be measured a vacuum thermo converter 1 and the compensation current are fed to a second vacuum thermal converter 2 and that the voltages generated by the two vacuum thermal converters become automatic Match can be used. According to a further development of the inventive concept to achieve the highest measurement accuracy at fixed time intervals the vacuum thermal transducer regulated by independent changeover switches and preferably resistors so that possibly Changes that occur in the vacuum thermal converters can be corrected automatically. The regulated current in the heating wire of the second vacuum thermal converter is then that Measure of the value to be measured.

Mit diesem selbstabgleichenden Kompensator kann, ohne daß die Skale mit dem vorgesehenen Meßbereich verändert oder gewechselt wird, Wechselstrom, dessen hoch- oder niederfrequente Leistung und Gleichstrom, einschließlich dessen Impulsleistung beliebiger Kurvenform sowie Wechselspannung und Gleichspannung gemessen werden, da bei den verwendeten Vakuumthermoumformern keine Polempfindlichkeit durch die Trennung von Heizdraht und Thermoelement auftreten kann. Bei der Verwendung zur Leistungsmessung sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens drei Vakuumthermoumformer 1 a, 1 b, 1 c gegen einen vierten Vakuumthermoumformer 2 geschaltet und mit einem Nullindikatorverstärker 13 verbunden. Die Meßgenauigkeit, besonders von Wechselstrom- und Wechselspannungswerten, kann mühelos mit der jeweils geforderten Klassengenauigkeit von +1 und 10,5 °/o vom Skalenendwert erreicht werden. Wird der selbstabgleichende Kompensator noch mit einer aus zwei bis vier Widerständen und sechs selbsttätigen Umschaltern bestehenden automatischen Korrektureinrichtung versehen, kann eine Klassengenauigkeit von f0,2'0/o erreicht werden. Infolge der äußerst geringfügigen Strombeaufschlagung, die das zu messende System erfährt, kann in vielen Fällen in der industriellen Verfahrenstechnik die EMK mit diesem Gerät gemessen werden. Somit eignet sich der selbstabgleichende Kompensator insbesondere zum Einsatz in der Nachrichtentechnik, Rundfunktechnik, Elektromedizin und zur Messung der EMK an kleinen Wechselstromgeneratoren. Durch das Vorschalten von Strom- und Spannungswandlern kann der selbstabgleichende Kompensator auch in allen Bereichen der Starkstromtechnik eingesetzt werden, da er ohne die zeitraubende Vorarbeit des Abgleichens jederzeit einsatzbereit ist. Infolge der Gegeneinanderschaltung der Vakuumthermoumformer mit ihren Thermoelementen hat die Wärmeleitung, die durch die Umgebungstemperatur über die Anschlußleitungen der Kaltlötstellen erfolgen kann, auf das Meßergebnis keinen Einfluß. Eine absolute Sicherstellung der Temperaturstabilität des Meßwertes bei Wärmekonvektion wird dadurch gewährleistet, daß gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens entweder die Vakuumthermoumformer mit den erforderlichen Abgleichwiderständen gemeinsam in einem Gefäß untergebracht oder den Anschlüssen der Vakuumthermoumformer wärmeempfindliche Widerstände zugeordnet werden. With this self-balancing compensator you can without the scale is changed or changed with the intended measuring range, alternating current, whose high or low frequency power and direct current, including its pulse power Any curve shape as well as AC voltage and DC voltage can be measured, because the vacuum thermal converters used have no pole sensitivity due to the Separation of heating wire and thermocouple can occur. When using for Performance measurements are according to a further embodiment of the inventive concept three vacuum thermal transducers 1 a, 1 b, 1 c against a fourth vacuum thermal transducer 2 and connected to a zero indicator amplifier 13. The measurement accuracy, especially of alternating current and alternating voltage values, you can easily use the required Class accuracy of +1 and 10.5% of the full scale value can be achieved. Will the self-balancing compensator still with one of two to four resistors and six automatic change-over switches are provided with an existing automatic correction device, a class accuracy of f0.2'0 / o can be achieved. As a result of the extremely minor The application of current to the system to be measured can in many cases be in In industrial process engineering, the EMF can be measured with this device. Consequently the self-balancing compensator is particularly suitable for use in communications technology, Radio technology, electromedicine and for measuring the EMF on small alternating current generators. By connecting current and voltage transformers, the self-balancing Compensator can also be used in all areas of power engineering, since it is ready for use at any time without the time-consuming preparatory work of comparing. As a result of the interconnection of the vacuum thermometers with their thermocouples has the heat conduction, which by the ambient temperature over the connection lines the cold soldering can be done, has no influence on the measurement result. An absolute Ensuring the temperature stability of the measured value with heat convection is thereby ensures that either according to a further development of the inventive concept the vacuum thermal transducer with the necessary balancing resistors together in housed in a vessel or heat-sensitive to the connections of the vacuum thermo converter Resistances are assigned.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 die Schaltungsanordnung für eine Spannungsmessung mit einer Klassengenauigkeit von 1 1o, Fig. 2 die Schaltungsanordnung für eine Spannungsmessung mit einer Klassengenauigkeit von 10,50/o, Fig. 3 die Schaltungsanordnung für eine Spannungsmessung mit einer Klassengenauigkeit von t; 0,2/o, F i g. 4 die Schaltungsanordnung für eine Leistungsmessung mit einer Klassengenauigkeit von 11 e/oX F i g. 5 die Schaltungsanordnung für eine Leistungsmessung mit einer Klassengenauigkeit von + 0,5<>/o. Some exemplary embodiments of the invention are given below the drawings described in more detail. It shows Fig. 1 the circuit arrangement for a Voltage measurement with a class accuracy of 1 1o, FIG. 2 shows the circuit arrangement for a voltage measurement with a class accuracy of 10.50 / o, FIG. 3 shows the circuit arrangement for a voltage measurement with a class accuracy of t; 0.2 / o, F i g. 4 the Circuit arrangement for a power measurement with a class accuracy of 11 e / oX F i g. 5 the circuit arrangement for a power measurement with a class accuracy from + 0.5 <> / o.

F i g. 1 zeigt die Schaltungsanordnung eines selbstabgleichenden Kompensators, an dessen Meßeingang ein Vakuumthermoumformer 1 mit einem dem vorgesehenen Meßbereich entsprechenden Vorwiderstand 20 zur Spannungsmessung angeordnet ist. Sobald vor diesem Vorwiderstand 20 noch ein parallel zum Eingang liegender, nicht gezeichneter, zusätzlicher Widerstand geschaltet wird, ist das Gerät für die Strommessung geeignet. F i g. 1 shows the circuit arrangement of a self-balancing Compensator, at whose measuring input a vacuum thermal converter 1 with one of the provided Measuring range corresponding series resistor 20 is arranged for voltage measurement. As soon as there is still a parallel to the input in front of this series resistor 20, not If the additional resistor shown in the drawing is switched, the device is used to measure the current suitable.

Der durch den Heizdraht vom Vakuumthermoumformer 1 fließende Strom bringt diesen zum Erwärmen und erzeugt durch die Wärme an der Lötstelle des Thermoelementes eine Spannung. Die Spannung des Thermoelementes vom Vakuumthermoumformer 1 wird mit Hilfe eines richtkraftlosen Steuergalvanometers 3 mit der Kompensationsspannung eines Vakuumthermoumformers 2 verglichen. The current flowing through the heating wire from the vacuum thermo converter 1 brings this to heat and is generated by the heat at the soldering point of the thermocouple a tension. The voltage of the thermocouple from the vacuum thermo converter 1 is with the help of a straightening forceless control galvanometer 3 with the compensation voltage a vacuum thermal converter 2 compared.

Bei Ungleichheit der Spannungen fließt durch das Steuergalvanometer 3 ein Strom. Die Stromrichtung hängt von der Höhe der Spannung im Thermoelement des Vakuumthermoumformers 1 ab. Ist z. B. die Spannung des Thermoelementes vom Vakuumthermoumformer 1 größer, wird das Steuergalvanometer 3 von einem Strom durchflossen, und eine Abschirmfahne 4 bewegt sich aus einem Transistoroszillator 5 heraus. Die ansteigende Rückkopplung verursacht eine Vergrößerung der Oszillatoramplitude und über die Kopplungsspule 9 und den Gleichrichter 8 ein Ansteigen der Basisspannung am Transistor 7. Daraufhin steigt der Kollektorstrom im Transistor 7 und verursacht einen Spannungsabfall am Heizdraht des Vakuumthermoumformers 2. Die Abschirmfahne 4 bewegt sich solange, bis zwischen den Thermoelementen der Vakuumthermoumformer 1 und 2 Spannungsgleichheit herrscht und bis auf einen geringen Reststrom kein Strom mehr fließt. Der durch den Heizdraht des Vakuumthermoumformers 2 und den Parallelwiderstand31 fließende Strom ist dann ein Maß für den zu messenden Strom- oder Spannungswert. Der Parallelwiderstand 19 dient zum Abgleich des Vakuumthermoumformers 1. Mit dieser Meßschaltung können Wechselströme und Wechselspannungen mit einer Klassengenauigkeit von + 1 0/o gemessen werden.If the voltages are unequal, the control galvanometer flows 3 a stream. The direction of the current depends on the level of tension in the Thermocouple of vacuum thermocouple 1 from. Is z. B. the voltage of the thermocouple from the vacuum thermometer 1 is larger, the control galvanometer 3 is from a current flowed through, and a shielding vane 4 moves from a transistor oscillator 5 out. The increasing feedback causes an increase in the oscillator amplitude and an increase in the base voltage via the coupling coil 9 and the rectifier 8 at transistor 7. Thereupon the collector current in transistor 7 increases and causes a voltage drop on the heating wire of the vacuum thermo converter 2. The shielding flag 4 moves until the vacuum thermocouple is between the thermocouples 1 and 2 the voltage is the same and apart from a small residual current there is no current more flows. The through the heating wire of the vacuum thermal converter 2 and the parallel resistor 31 The current flowing is then a measure of the current or voltage value to be measured. The parallel resistor 19 is used to balance the vacuum thermal converter 1. With this Measuring circuit can measure alternating currents and alternating voltages with a class accuracy of + 1 0 / o can be measured.

F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, die im wesentlichen nach dem Schaltungsprinzip der Fig. 1 aufgebaut ist, jedoch an Stelle eines richtkraftlosen Steuergalvanometers 3 einen Verstärker 13 aufweist, in dessen Eingang sich ein Zerhacker 12 befindet. F i g. 2 shows a circuit arrangement which essentially corresponds to the circuit principle of Fig. 1 is constructed, but instead of a directional force Control galvanometer 3 has an amplifier 13, in whose input there is a chopper 12 is located.

Die in den gegeneinander geschalteten Thermoelementen der Vakuumthermoumformer 1 und 2 bei der Messung entstehende Differenzspannung wird im Verstärker 13 verstärkt und einem Umkehrmotor 14 zugeführt, der den Schleifer 11 eines Meßpotentiometersl8 so lange verstellt, bis die Thermospannung zwischen den Thermoelementen der Vakuumthermoumformer 1 und 2 gleich groß ist. Der Umkehrmotor 14 kommt dann zum Stillstand. Die Stellung des Schleifers 11 auf dem Meßpotentiometer 18 wird auf der Skale 16 angezeigt und ist ein Maß für den zu messenden Strom bzw. die zu messende Spannung. The thermocouples in the counter-connected thermocouples of the vacuum thermal transducer 1 and 2, the differential voltage produced during the measurement is amplified in the amplifier 13 and a reversing motor 14 fed to the wiper 11 of a measuring potentiometer adjusted until the thermoelectric voltage between the thermocouples of the vacuum thermo converter 1 and 2 are the same size. The reversing motor 14 then comes to a standstill. The position of the grinder 11 on the measuring potentiometer 18 is displayed on the scale 16 and is a measure of the current to be measured or the voltage to be measured.

Mit dieser Schaltung können Wechselstrom und Wechselspannung mit einer Klassengenauigkeit von i 0,5 °/o gemessen werden. Zur Stromversorgung des Meßpotentiometers 18 einschließlich Vakuumthermoumformer 2 dient die Konstantstromquelle 17. With this circuit, alternating current and alternating voltage can be used can be measured with a class accuracy of i 0.5%. To power the The constant current source is used for measuring potentiometer 18 including vacuum thermo transducer 2 17th

Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit der Schaltungsanordnung nach dem Prinzip der Fig. 2, je- doch gleichen sich hierbei die Thermoumformer 1 und 2 in zeitlich festgelegten Abständen selbst ab. Fig. 3 shows a further possibility of the circuit arrangement according to the principle of Fig. 2, each however, the thermal converters 1 and 2 are the same here at fixed intervals.

Dabei ist folgendes Schema einzuhalten. Zuerst ist der Vakuumthermoumformer 2 mit einem dazwischengeschalteten Widerstand 22 abzugleichen, nachfolgend wird der Vakuumthermoumformerl abgeglichen. Die Schaltkontakte 25, 26, 27, 28, 29 und 30 schalten jeweils den erforderlichen Abgleich bzw. The following scheme must be adhered to. First is the vacuum thermal converter 2 to be balanced with an interposed resistor 22, below the vacuum thermo transducer is calibrated. The switching contacts 25, 26, 27, 28, 29 and 30 switch the required adjustment or

Meßvorgang nach festgelegten Zeitabständen selbsttätig ein und aus. Durch diesen zusätzlichen, selbsttätigen Abgleich der Vakuumthermoumformer 1 und 2 wird eine Klassengenauigkeit für Wechselstrom- und Wechselspannungsmessung von + 0, 2 °/o erzielt.Measurement process on and off automatically at specified time intervals. With this additional, automatic adjustment of the vacuum thermal transducer 1 and 2 becomes a class accuracy for AC current and AC voltage measurement of + 0.2% achieved.

Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung eines Kompensators mit Selbstabgleichung, an dessen Meßeingang eine bekannte thermische Leistungsschaltung vorzugsweise nach Fischer mit den Vakuumthermoumformernla, lb, 1 c und einem dem Meßbereich entsprechenden Vorwiderstand 20 im Spannungspfad angeordnet ist. Der für den Meßbereich erforderliche Parallelwiderstand für den Strompfad ist nicht gezeichnet. Die Schaltung nach Fischer entspricht der eines fehlerfreien Wattmeters mit drei Vakuumthermoumformeru 1 a, 1 b, 1 c. Die Summe der Thermoeiementspannung der drei Vakuumthermoumformer 1 a, 1 b, 1 c wird mit Hilfe eines richtkraftlosen Steuergalvanometers 3 mit der Kompensationsspannung eines Thermoelementes des Vakuumthermoumformers 2 verglichen. Bei Ungleichheit der Spannung fließt durch das Steuergalvanometer 3 ein Strom. Fig. 4 shows the circuit arrangement of a compensator with self-balancing, at its measuring input a known thermal power circuit, preferably after Fischer with the Vakuumthermoumformernla, lb, 1c and one corresponding to the measuring range Series resistor 20 is arranged in the voltage path. The one required for the measuring range Parallel resistance for the current path is not shown. The circuit according to Fischer corresponds to that of an error-free wattmeter with three vacuum thermal converters u 1 a, 1 b, 1 c. The sum of the thermal expansion of the three vacuum thermal transducers 1 a, 1 b, 1 c is with the help of a directional forceless control galvanometer 3 with the compensation voltage a thermocouple of the vacuum thermal converter 2 compared. If the Voltage flows through the control galvanometer 3, a current.

Die Stromrichtung hängt von der Höhe der Spannungen in den Thermoelementen der Vakuumthermoumformer 1 a, 1 b, 1 c ab. Der weitere Kompensationsvorgang verläuft wie bereits geschildert.The direction of the current depends on the level of the voltages in the thermocouples the vacuum thermal converter 1 a, 1 b, 1 c from. The rest of the compensation process continues as already described.

F i g. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung, die im wesentlichen nach dem Schaltungsprinzip der Fig. 1 aufgebaut ist, jedoch an Stelle eines richtkraftlosen Steuergalvanometers 3 einen Verstärker 13 aufweist, in dessen Eingang sich ein Zerhacker 12 befindet. F i g. 5 shows a circuit arrangement which essentially corresponds to the circuit principle of Fig. 1 is constructed, but instead of a directional force Control galvanometer 3 has an amplifier 13, in whose input there is a chopper 12 is located.

Alle Schaltungsanordnungen haben das gemeinsame Merkmal, daß sie entweder ganz oder zumindest mit ihren durch Wärmekonvektion beeinflußbaren Bauelementen wie Vakuumthermoumformern 1 a, 1 b, 1 c, 2 und Abgleichwiderständen in einem nicht gezeichneten Gefäß untergebracht sind. Die Einwirkung der Wärmekonvektion kann auch durch Anbringung von wärmeempfindlichen Widerständen an den Anschlußstellen der Vakuumthermoumformer 1 a, 1 b, 1 c, 2 korrigiert werden. All circuit arrangements have the common feature that they either entirely or at least with their components that can be influenced by thermal convection like vacuum thermal converters 1 a, 1 b, 1 c, 2 and balancing resistors in one not drawn vessel are housed. The effect of heat convection can also by attaching heat-sensitive resistors to the connection points of the Vacuum thermal transducers 1 a, 1 b, 1 c, 2 can be corrected.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Selbstabgleichender Kompensator für Gleich-und Wechselstrom zur Messung von hoch- oder niederfrequenten Wechselströmen oder Gleichstromimpulsen beliebiger Kurvenform mit einem selbstabgleichenden Nullindikator-Verstärker, d a -durch gekennzeichnet, daß die zu messenden elektrischen Größen einem Vakuumthermoumformer(l) und der Kompensationsstrom einem zweiten Vakuumthermoumformer (2) zugeführt werden und daß die von den beiden Vakuumthermoumformer erzeugten Spannungen zur selbsttätigen Abgleichung benutzt werden. Claims: 1. Self-balancing compensator for equal and Alternating current for measuring high or low frequency alternating currents or direct current pulses any waveform with a self-adjusting zero indicator amplifier, d a - characterized in that the electrical quantities to be measured are supplied to a vacuum thermal converter (l) and the compensation current is fed to a second vacuum thermal converter (2) and that the voltages generated by the two vacuum thermal transducers become automatic Match can be used. 2. Selbstabgleichender Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumthermoumformer (ta; Ib; 1c ; 2) und im Bedarfsfalle Widerstände (19; 20; 21; 22; 23; 24) mittels selbsttätigen Umschaltern (25; 26; 27; 28; 29; 30) derart geschaltet werden, daß eine nach festgelegten Zeitabständen regulierbare, selbsttätige Korrektur der Vakuumthermoumformer (la, 1 b; 1 c; 2) zur Erzielung von Meßwerten höchster Genauigkeit erfolgt. 2. Self-balancing compensator according to claim 1, characterized in that that the vacuum thermal converter (ta; Ib; 1c; 2) and, if necessary, resistors (19; 20; 21; 22; 23; 24) by means of automatic changeover switches (25; 26; 27; 28; 29; 30) in this way be switched that an adjustable, automatic Correction of the vacuum thermal transducer (la, 1 b; 1 c; 2) to obtain measured values highest accuracy. 3. Selbstabgleichender Kompensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung zur Leistungsmessung dreiVakuumthermoumformer (la; 1 b; 1 c) gegen einen vierten Vakuumthermoumformer (2) geschaltet und mit einem Nullindikator-Verstärker (13) verbunden sind. 3. Self-balancing compensator according to claim 1 and 2, characterized characterized in that when used for power measurement three vacuum thermal transducers (la; 1 b; 1 c) connected to a fourth vacuum thermal converter (2) and with a Zero indicator amplifier (13) are connected. 4. Selbstabgleichender Kompensator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Einwirkungen durch Wärmekonvektion de Vakuusthermoumformer (la; 1 b; 1 c) mit ihren zugeordneten Widerständen gemeinsam in einem Gefäß angeordnet oder den Anschlüssen der Vakuumthermoumformer (la; 1 b; 1 c) wärmeempfindliche Widerstände zugeordnet sind. 4. Self-balancing compensator according to claim 1 to 3, characterized characterized in that to avoid the effects of heat convection de vacuum thermal transducer (la; 1 b; 1 c) with their associated resistors arranged together in a vessel or the connections of the vacuum thermal transducer (la; 1 b; 1 c) heat-sensitive resistors assigned. Die Erfindung betrifft einen selbstabgleichenden Kompensator für Gleich- und Wechselstrom zur Messung von hoch- oder niederfrequenten Wechselströmen oder Gleichstromimpulsen beliebiger Kurvenform mit einem selbstabgleichenden Nullindikator-Verstärker. Bei den bekannten Betriebs- und Feinmeßgeräten für Wechselspannung und Wechselstrom muß das Drehspulinstrument für die Wechselstrommessung mit einem Zusatzgerät, dem Gleichrichter, versehen sein. Durch den Zusatzfehler des meist verwandten Trockengleichrichters liegen die Anzeigefehler Idieser Geräte bei i 1,5 0/o vom Skalenendwert und somit wird die Güteklasse für Feinmeßgeräte nicht erreicht. Bei Dreheisenmeßgeräten ist wiederum die Ansprechempfindlichkeit sehr klein. Klassengenauigkeiten bis f0,20/o vom Skalenendwert können nur auf Kosten eines erhöhten Stromverbrauchs. erreicht werden. The invention relates to a self-balancing compensator for Direct and alternating current for measuring high or low frequency alternating currents or DC pulses of any waveform with a self-adjusting zero indicator amplifier. In the known operating and precision measuring devices for alternating voltage and alternating current the moving-coil instrument for AC current measurement must be equipped with an additional device, the Rectifier. Due to the additional error of the dry rectifier that is mostly used the display errors I of these devices are i 1.5 0 / o of the full scale value and thus the quality class for precision measuring instruments is not achieved. In the case of moving iron measuring instruments again the response sensitivity is very small. Class accuracies up to f0.20 / o from the full scale value can only be achieved at the expense of increased power consumption. achieved will. Dagegen kann das Drehspulinstrument mit einem Thermoumformer nur eine Klassengenauigkeit von Ii °/o vom Skalenendwert erreichen. Diese Genauig- keit ist bedingt durch den Anwärmfehler und durch die mit steigender Frequenz zunehmende Stromverdrängung, sowie durch die ebenfalls zunehmenden Einflüsse von Kapazität und Selbstinduktion des Umformers und der Leitungen. On the other hand, the moving coil instrument can only use a thermal converter achieve a class accuracy of Ii ° / o of the full scale value. This accuracy speed is caused by the heating error and by the increasing frequency Current displacement, as well as due to the likewise increasing influences of capacity and self-induction of the converter and the lines. Die weiterhin bekannten Röhrenvoltmeter setzen sich aus den Hauptgruppen Verstärker und Galvanometer zusammen. Zu dem Fehler des eingebauten Galvanometers kommen noch die Fehler des Verstärkers wie Temperaturverhalten, Verlagerung des Nullpunktes, Heiz- und Netzspannungsschwankungen, Alterung der Verstärkerbauelemente und die Änderung der Kathodenemission hinzu, so daß mit Sicherheit nur die Klassengenauigkeit von +1,50/0 erreicht werden kann. The still known tube voltmeters consist of the main groups Amplifier and galvanometer together. About the fault of the built-in galvanometer Then come the amplifier's errors such as temperature behavior, shifting of the Zero point, heating and mains voltage fluctuations, aging of the amplifier components and the change in the cathode emission added, so that with certainty only the class accuracy of + 1.50 / 0 can be achieved. Es ist weiterhin bekannt, Meßgeräte mit einem selbstabgleichenden Meßverstärker auszuführen, die einen Thermoumformer (geheiztes Thermoelement) im Ausgangskreis des Meßverstärkers besitzen, der zur Erzeugung der Kompensationsspannung dient (USA.-Patentschrift 1 612 628). Diese Meßgeräte besitzen einen quadratischen Verlauf der Skalenteilung. It is also known measuring devices with a self-balancing To carry out measuring amplifiers that have a thermo converter (heated thermocouple) in the Have the output circuit of the measuring amplifier, which is used to generate the compensation voltage (U.S. Patent 1,612,628). These measuring devices have a square Course of the scale division. Die Teilung der Skale ist im unteren Bereich entsprechend erweitert. Die Kompensationsspannung, die feder zu messenden Spannung entgegengeschaltet wird, kann auch durch andere Energieumformer, wie beispielsweise einen Widerstand oder eine Fotozelle im Ausgangsstromkreis des Meßverstärkers erzeugt werden. Der Skalenverlauf ist in diesen Fällen linear.The division of the scale is expanded accordingly in the lower area. The compensation voltage, which is switched against the spring voltage to be measured, can also be through other energy converters, such as a resistor or a photocell can be generated in the output circuit of the measuring amplifier. The course of the scale is linear in these cases. Mit dieser Meßsohaltung können nur Gleichspannungen gemessen wenden. Die Umgebungstemperatur geht bei diesen Meßschaltungen mit einem Thermoumformer als zusätzlicher Meßfehler ein. Es wurde weiterhin vorgeschlagen, Meßgeräte, die elektrische Meßsysteme zum Messen einer oder mehrerer physikalischer Größen besitzen, mit einem oder mehreren Brückenkreisen auszuführen. An diese Brückenkreise können ein oder mehrere Meßwandler bzw. Meßwertgeber zur Erfassung der Meßwerte angeschlossen werden. Ändert sich die zu messende physikalische Größe, befinden sich die Brückenkreise nicht im Gleichgewicht. Die dadurch entstehende Spannung wird im Kompensationsverfahren gemessen. Bei diesen elektrischen Meßsystemen müssen die Meßwandler bzw. Meßwertgeber und die Brückenkreise aus einer gemeinsamen Wechselstromquelle (Transformator) gespeist werden, um die für die Messung erforderliche Phasensynchronisation zu gewährleisten.With this measuring hold only DC voltages can be measured. The ambient temperature goes with these measuring circuits with a thermal transducer as an additional measurement error. It has also been suggested that measuring devices that have electrical measuring systems for measuring one or more physical quantities, to be carried out with one or more bridge circles. At these bridging circles you can one or more transducers or transducers connected to record the measured values will. If the physical quantity to be measured changes, the bridge circles are located out of balance. The resulting tension is used in the compensation process measured. In these electrical measuring systems, the transducers or transducers and the bridge circuits are fed from a common alternating current source (transformer) to ensure the phase synchronization required for the measurement. Es ist daher nicht möglich, Spannungen und Ströme beliebiger Frequenz zu messen.It is therefore not possible to measure voltages and currents of any frequency to eat. Bei den Wechselstronikompensatoren nach Gey g er oder nach Krukowsky ist das Frequenzband eingeengt, so daß sie nur unter Berücksichtigung der Phasenlage zum Einsatz gebracht werden können. In the case of the electronic compensators according to Geyg er or according to Krukowsky the frequency band is narrowed so that it only takes into account the phase position can be used. Bei der Verwendung dieser Geräte sind Meßobjekte und Kompensator aus der gleichen Energiequelle zu speisen. Auch können diese Geräte auf Grund ihres Aufbaues nur im Labor oder als Justiergeräte in der Werkstatt eingesetzt und in Verbindung mit einem Phasenschieber verwendet werden.When using these devices, the test objects and compensator are off feed from the same energy source. These devices can also be used due to their Structure only used in the laboratory or as adjustment devices in the workshop and in Connection with a phase shifter can be used. Bei den bekannten Leistungsmeßgeräten mit elektrodynamischem Meßwerk, die ausschließlich im Niederfrequenzbereich einsetzbar sind, liegt der Eigenverbrauch bei einigen VA. Nur mit diesem hohen Eigenverbrauch können Klassengenauigkeiten bis 1 O,20/o erreicht werden. In the known power meters with electrodynamic measuring mechanism, which can only be used in the low frequency range, is self-consumption with some VA. Class accuracies can only be achieved with this high level of self-consumption to 10.20 / o can be achieved.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD65279A (en) *
US2617628A (en) * 1947-12-26 1952-11-11 Elmer A Wagner Utility vehicle with tilting lift frame
DE763544C (en) * 1936-07-11 1952-12-15 Siemens & Halske A G Arrangement for measuring a small electrical voltage or another measurable variable that can be transformed into one by means of an automatically adjusting measuring amplifier

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