DE1900708C - Schaltungsanordnung zum Prüfen von Kontaktubergangswiderstanden - Google Patents

Description

zum Prüfen von Kontaktübergangswiderständen auf was der Toleranz Null in der einen Richtung und einer

die Einhaltung eines bestimmten oberen Grenzwerts beliebigen Toleranz in der anderen Richtung entspricht,

mittels einer von einer Wechselspannungsquelle ge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

speisten Brückenschaltung und eines an die Brücken- Schaltungsanordnung zu schaffen, die bei der Prüfung

diagonale angeschlossenen Differenzverstärkers sowie 40 von Kontaktübergangswiderständen schnell und zu-

einer von der Speisewechselspannung einerseits und verlässig eine Aussage darüber liefert, ob die Kontakt-

von der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers Übergangswiderstände einen vorgegebenen oberen

andererseits beaufschlagten Entscheidungsstufe, aus Grenzwert einhalten oder überschreiten,

deren Vergleichsergebnis eine Aussage über die Grenz- Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung

wertüber- oder -unterschreitung abgeleitet wird. 45 der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch

Zur Prüfung von Kontaktübergangswiderständen ist gelöst, daß in der Entscheidungsstufe die Differenz-

es erforderlich, ihre Abweichung von einem Sollwert spannung mit der Speisewechselspannung phasen-

festzustellen. Dabei interessiert weniger der Wert mäßig verglichen wird.

der Abweichung als vielmehr die Einhaltung vorge- Der Phasenvergleich, der die Gut-Schlecht-Aussage

schriebener Toleranzen, und zwar müssen die be- 50 liefert, läßt sich mit besonders einfachen Mitteln

treffenden Widerstände unterhalb eines vorgegebenen durchführen, wenn die zu vergleichenden Spannungen

Höchstwerts liegen. als Rechteckspannungen vorliegen. In einer Aus-

Zur Prüfung von Widerständen auf Einhaltung be- führung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die stimmter Toleranzen von einem Sollwert ist eine Differenzspannung und die Speisewechselspannung Toleranzmeßbrücke mit einem Verstärker, einem 55 vor dem Phasenvergleich durch je eine Verstärker-Koppelglied und einer Entscheidungsstufe bekannt. und Begrenzerschaltung in an sich bekannter Weise Die Eingänge der Meßbrücke und des Koppelglieds in entsprechende Rechteckspann; ngen umgeformt liegen an einer gemeinsamen Spannungsversorgung, werden.

ihre Ausgänge sind mit einer Entscheidungsstufe ver- In diesem Fall läßt sich zum Phasenvergleich ein-

bunden, die einen Amplitudenvergleich durchführt. 60 fach eine Äquivalenz- oder Antivalenzschaltung, je

Sie gibt ein Fehlersignal ab, wenn die Ausgangs- nach der gewünschten Polarität des Ausgangssignals,

spannung der Meßbrücke die des Koppelglieds über- einsetzen.

schreitet (Patentschrift Nr. 44 232 des Amtes für Er- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen findungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). Hier darin, daß Kontakte selbsttätig auf Einhaltung bemüssen, sofern als Speisespannung eine Wechsel- 65 stimmter Höchstwerte des Kontaktübergangswiderspannung verwendet wird, die zu vergleichenden stands geprüft werden können, wobei Kontakte, die Spannungen gleichgerichtet werden, da ein Arnpü- überhaupt nicht schließen, ebenso als fehlerhaft ertudenvergleich stattfindet. Das Fehlersignal erscheint, kannt werden, wie verschmutzte, oxydierte und sonst-

wie beschädigte Kontakte. Die Prüfung führt schnell zu sicheren Ergebnissen und ist für Dauerversuche ebenso geeignet wie für Routineüberprüfungen und zur Fehlersuche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild für eine erfindungsgemäße Anordnung,

F i g. 2 den Spannungsverlauf an einzelnen Punkten der Anordnung,, wenn der zu prüfende Kontaktübergangswiderstand unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt,

F i g. 3 den Spannungsverlauf an den gleichen Punkten, wenn der zu prüfende Kontaktübergangswiderstand über dem Grenzwert liegt.

In der Anordnung von F i g. 1 ist der Widerstand 5 der zu prüfende Kontaktübergangswiderstand Rx. Er darf z. B. bei einem geschlossenen Kontakt nicht größer als 1Ω sein. Der Prüfung 5 ist über einen Vorwiderstand 4 von beispielsweise 1 Ω an den Ausgang einer Wechselspaiinungsquelle 1 angeschlossen, die im vorliegenden Fall eine sehr niedrige Spannung von 14 mVefr abgibt, damit auch bei einem sehr hohen Wert von Rx die dann voll am Prüfling 5 liegende Meßspannung noch nicht zum Fritten des Kontaktes führt. An den Ausgang der Wechselspannungsq-ielle 1 ist ferner ein Spannungsteiler aus den Widerständen 2 und 3 angeschlossen, die hier unter sich gleich groß sind, da nach obigem auch der Vorwiderstand 4 gleich dem Grenzwert für den Widerstand 5 ist. Diese Bemessung ist jedoch nicht zwingend; beispielsweise kann der Vorwiderstand 4 doppelt so groß sein wie der Grenzwert für den Widerstand 5, dann muß auch der Widerstand 2 doppelt so groß sein wie der Widerstand 3 usw.

Bei unter sich gleich großen Widerständen 2 und 3 beträgt der Spannungsabfall c am Widerstand 3 7 mVeff, wenn die Gesamtspannung a, wie oben angenommen, 14 mVeff groß ist. Diese Spannung c wird dem Subtraktionseingang ( —} eines Differenzverstärkers 6 zugeführt. Der Additionseingang (+) des gleichen Verstärkers 6 ist mit dem gemeinsamen Punkt von Prüfling 5 und Vorwiderstand 4 verbunden. An ihm liegt damit die am Prüfling 5 abfallende Spannung b. Sie ist, wenn der Prüfling 5 kleiner als 1 Ω ist, kleiner als 7 mV_eff und wenn der Prüfling 5 größer als 1 Ω ist, größer als 7 mVetr. Der Differenzverstärker 6 subtrahiert von der Wechselspannung b fortlaufend die Wechselspannung c von 7 mV_etr. Die Differenzspannung d an seinem Ausgang hat dann die gleiche Phase wie die Speisewechselspannung a, wenn die Spannung b größer ist als 7 mV_etf, und sie hat eine zur Speisewechselspannung α entgegengesetzte Phase, wenn die Spannung b kleiner ist als 7 mV_e[|. Wenn die Spannung h genau 7 mV_err beträgt, ist die Differenzspannung d gleich Null.

Die Differenzspannung d wird in einem nachgeschalteten Verstärker 7 hoch verstärkt und begrenzt. Am Ausgang des Verstärkers 7 steht damit eine Rechteckspannung e von der Phasenlage der Spannung d zur Verfugung. Ein weiterer Verstärker 8 verstärkt und begrenzt die Speisewechselspannung α und liefert somit eine Rechteckspannung /von der Phasenlage der Spannung a. Die Verstärker 7 und 8 können ohne weiteres auch eine Phasendrehung hervorrufen, sie müssen es nur entweder beide im gleichen Maße tun, oder die Phasendrehung muß bei der unten beschriebenen Weiterverarbeitung der Spannungen e und / berücksichtigt werden.

Die Ausgänge der Verstärker 7 und 8 führen an je

einen Eingang einer Antivalenzschaltung 9. Die Antivalenzschaltung 9 ist eine logische Schaltung bekannter

Bauart, die dann und nur dann ein Ausgangssignal — hier mit 1 bezeichnet — abgibt, wenn die Eingang-

spannungen e und / sich voneinander unterscheiden.

Das ist im vorliegenden Beispiel, wobei voraus-

gesetzt ist, daß die Verstärker 7 und 8 keine oder die gleiche Phasendrehung bewirken, nur dann der Fall, wenn die Rechteckspannung e gegenphasig zur Rechteckspannung /, also die Differenzspannung d gegenphasig zur Speisewechselspannung α ist. Dieser Fall

tritt, wie weiter oben beschrieben ist, nur dann ein, wenn die Spannung b kleiner als die Spannung c, also der zu prüfende Widerstand 5 kleiner als der Grenzwert von 1 Ll ist.

Beim oben beschriebenen Beispiel wird also ein Ausgangssignal g von 1 (wobei 1 für eine Spannung beliebiger Höhe steht) erzielt, wenn der Prüfling die Forderung nach einem Übergangswiderstand von kleiner als 1 Ω erfüllt. 1st der Übergangswiderstand S dagegen größer als 1 Ω, sind die Spannungen α und d gleichphasig und desgleichen die Rechteckspannungen e und /. Die Antivalenzschaltung 9 liefert in diesem Fall ein Ausgangssignal g von 0 (wobei 0 für die Spannung Null oder eine beliebige, von der dem Signal 1 zugeordneten Spannung deutlich unterscheidbare Spannung steht).

Die Spannungen α bis g sind in F i g. 2 und 3 gesondert dargestellt, und zwar in F i g. 2 für einen Widerstand 5 von kleiner als 1 Ω (Spannung b kleiner als Spannung c) und in F i g. 3 für einen Wider-

stand 5 von großer als 1 Ω (Spannung b größer als Spannung c). Beträgt der Widerstand 5 hingegen genau 1Ω (Spannung b ist gleich Spannung c), ergibt sich eine Differenzspannung d von Null, die eine Spannung e von Null zur Folge hat, so daß am Ausgang der Anlivalenzschaltung 9 eine Rechteckspannung g erscheint, deren Verlauf der Spannung / entspricht. Sie zeigt an, daß der Übergangswiderstand nicht eindeutig größer oder kleiner als 1 Ω ist, sondern genau an der Grenze liegt. Will man Kontakte mit einem solchen Übergangswiderstand noch als gut betrachten, kann man am Ausgang der Antivalenzschaltung 9 ein Integrierglied, z. B. einen Kondensator, vorsehen, der die Pausen zwischen den 1-Signalen überbrückt. Eine andere Möglichkeit, den Grenzfall (der übrigens sehr selten ist) einer der beiden Aussagen »Gut« oder »Schlecht« bzw. 1 oder 0 zuzuordnen, besteht darin, am Ausgang der Anordnung einen Speicher vorzusehen, der entweder nur auf den Übergang von 0 nach 1 reagiert und dann dauernd ein 1-Signal abgibt oder umgekehrt.

Wenn die Verstärker 7 und 8 nicht exakt gleiche Rechteckspannungen e und / liefern, weil beispielsweise die Spannung d gegenüber der Spannung a eine geringe Verzögerung erfahren hat oder weil die

Spannung d bei einem nur sehr gering von 1 Ω abweichendem Widerstand 5 durch die Differenzbildung sehr niedrig ist, so dali sie selbst durch hohe Verstärkung mit Begrenzung nicht ganz rechteckförmig wird, ergeben sich im Ausgangssignal g kurzzeitige Spannungseinbrüche von 1 nach 0 in F i g. 2 bzw. Spannungsspitzen von 0 nach 1 in F i g. 3. Sie können durch einen Kondensator, dem eventuell ein Widerstand parallel geschaltet wird und dei am Ausgang der

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Antivalenzschaltung 9 gegen Erde geschaltet wird, stärker und Begrenzer 7 sowie einer weiteren Äqui-

unwirksam gemacht werden. valenzschaltung oder Antivalenzschaltung 9 läßt sich

Soll ein Ausgangssignal g von 1 bei Überschreitung die Anordnung auch zum gleichzeitigen Prüfen auf des Grenzwerts von I Ω und das entgegengesetzte Über- und Unterschreiten von Toleranzgrenzen ver-Ausgangssignal g von 0 bei Unterschreitung des Grenz- 5 wenden. Der eine Spannungsteiler 2, 3 bildet in diesem werts geliefert werden, muß man statt einer Anti- Fall den oberen und der andere Spannungsteiler 2, 3 valenzschaltung 9 nur eine Äquivalenzschaltung be- den unteren Grenzwert nach. Beide Spannungen c kannter Bauart einsetzen. Sie liefert dann und nur dann werden den Subtraktionseingängen von zwei verdas Ausgangssignal 1, wenn die Eingangsspannungen e sciiiedenen Differenzverstärkern 6 zugeführt, deren und / gleich sind. Im Beispiel der F i g. 2 würde man io Additionseingänge parallel mit dem dem Prüfling 5 dann also ein Ausgangssignal g von 0 und im Beispiel und Vorwiderstand 4 gemeinsamen Punkt verbunden von F i g. 3 ein Ausgangssignal g von 1 erhalten. werden. Die beiden Differenzspannungen d werden Eine andere Möglichkeit, zu diesem Ergebnis zu ge- dann getrennt verstärkt und begrenzt und die daraus langen, besteht darin, die Spannung b dem Subtrak- resultierenden beiden Rechteckspannungen e an je tionseingang (—) und die Spannung c dem Additions- 15 einen Eingang von zwei Äquivalenz- oder Antivalenzeingang (+5 des Differenzverstärkers 6 zuzuführen. schaltungen 9 gelegt. Die zweiten Eingänge der beiden

Durch eine Äquivalenzschaltung an Stelle einer Vergleichsschaltungen 9 sind parallel geschaltet und Antivalenzschaltung 9 läßt sich auch das gleiche Er- wie in F i g. 1 an den Ausgang der Begrenzerschai gebnis g wie in F i g. 2 und 3 erzielen, wenn eine der tung 8 für die Speisewechselspannung α angeschlossen, beiden Verstärker- und Begrenzerschaltungen 7 und 8 ao Auch in diesem Fall ist man in der Vertauschung der gegenüber der anderen eine Phasenumkehr vollzieht. Eingänge der Differenzverstärker 6 und in der Wahl Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, hat man durch von Äquivalenzschaltungen an Stelle von Antivalenzdie Wahl der Eingänge des Differenzverstärkers und schaltungen 9 frei. Man kann sogar die Ausgänge durch den wahlweisen Einsatz einer Äquivalenz- beider Vergleichsschaltungcn 9 mit einer weiteren schaltung an Stelle einer Antivalenzschaltung als as logischen Schaltung (UND- oder ODER-Schaltung] Vergleichsschaltung 9 immer die Möglichkeit, Phasen- verbinden, die entweder nur dann ein Ausgangssignal drehungen aufzufangen und das Ausgangssignal dem (»Gut«-Signal) abgibt, wenn die beiden Ausgangsjeweiligen Verwendungszweck anzupassen. Die An- signale g gleich 1 sind (UND-Schaltung), oder die Ordnung kann daher auch ohne Änderung des Prin- immer dann ein Ausgangssignal (»Schlecht«-Signal] zips zur Prüfung von Widerständen auf Unterschreiten 30 liefert, wenn eine der beiden Ausgangssignale g eines Grenzwerts eingesetzt werden. gleich 1 ist, je nachdem, welchem Fall man vorher ein

Mit einem zweiten Spannungsteiler 2, 3, einem Ausgangssignal g von 1 und welchem Fall man vorhei

zweiten Differenzverstärker 6 und einem zweiten Ver- ein Ausgangssignal g von 0 zugeordnet hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

wenn der Prüfung außerhalb des vorgegebenen Patentansprüche: Toieranzbereichs liegt, gleichgültig, ob der Widerstand zu hoch oder zu niedrig ist.

1. Schaltungsanordnung zum Prüfen von Kon- Eine andere bekannte Toleranzmeßbrücke zum taktübergangswiderständen auf die Einhaltung 5 Sortieren von Widerständen, Kondensatoren und eines bestimmten oberen Grenzwerts mittels einer Spulen besteht aus einer Wechselstrombrücke, die von einer Wechselspannungsquelle gespeisten Brük- durch eine symmetrische Spannungsquelle gespeist kenschaltung und eines an die Brückendiagonale wird. Im einen Brückenzweig liegen der zu prüfende angeschlossenen Differenzverstärkers sowie einer Widerstand und ein den Sollwert verkörpernder von der Speisewechselspannung einerseits und von ¹⁰ Widerstand und sind gemeinsam geerdet. Der andere der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers Brückenzweig enthält drei Widerstände, die so zu andererseits beaufschlagten Entscheidungsstufe, dimensionieren sind, daß an den beiden Anschlüssen aus deren Vergleichsergebnis eine Aussage über des mittleren Widerstands zwei gegenphasige Ausdie Grenzwertüber- oder -unterschreitung abge- gangssignale erhalten werden, wenn der Prüfling leitet wiid, dadurch gekennzeichnet, 15 innerhalb des Toleranzbereichs liegt, und zwei gleichdaß in der Entscheidungsstufe (9) die Differenz- phasige Ausgangssignale, wenn der Prüfling außerhalb spannung (</) mit der Speisewechselspannung (α) des Toieranzbereichs liegt. Die betreffenden Ausphasenmäßig verglichen wird. gangssignale werden anschließend durch Begrenzer-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch J, da- stufen in Rechteckimpulse umgeformt und derr: durch gekennzeichnet, daß die Differenzspannung ao Steuergitter sowie dem Bremsgitter einer Pentode (d) und die Speisewechselspannung (α) vor dem zugeführt, die nur dann Strom führt, wenn die Im-Phasenvergleich durch je eine Verstärker- und pulse gleichphasig sind, also der Toleranzbereich Begrenzerschaltung (7, 8) in an sich bekannter überschritten wird (Patentschrift Nr. 19 950 des Weise in entsprechende Rechteckspannungen (e,f) Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin), umgeformt werden. 25 Außer den genannten Toleranzmeßbrücken mit

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- selbsttätiger Auswertung der Meßergebnisse sind noch durch gekennzeichnet, daß als Entscheidungs- anzeigende Meßbrücken bekannt, bei denen das in stufe (9) eine bekannte Äquivalenz- oder Anti- üblicher Weise in eine Brückendiagonale geschaltete valenzschaltung, je nach der gewünschten Polari- Meßinstrument die prozentuale Abweichung vom tat des Ausgangssignals (g), vorgesehen ist. 30 Sollwert angibt (ATM, Blatt J 912-3, Juni 1939, Funk-Technik Nr. 6/1951).

Zur Prüfung von Kontaktübergangswiderständen

sind die bekannten Brückenanordnungen nicht geeignet, da mit ihnen nicht auf Einhaltung eines be-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung 35 stimmten oberen Grenzwerts geprüft werden kann,