DE1921063A1

DE1921063A1 - Fully electronic circuit for phase adjustment of measuring AC voltages

Info

Publication number: DE1921063A1
Application number: DE19691921063
Authority: DE
Inventors: Dinter Dr Konrad
Original assignee: OTTO WOLPERT WERKE GmbH
Current assignee: OTTO WOLPERT WERKE GmbH
Priority date: 1969-04-25
Filing date: 1969-04-25
Publication date: 1970-11-05

Description

"Vollelektronische Schaltung zum Phasenabgleich von Meß-Wechselspannungen " Die Erfindung betrifft eine vollelektronische Schaltung zum Phasenabgleich von Meß-Wechselspannungen. In derartigen Meßwechselspannungen treten Phasenverschiebungen dadurch auf, daß @@ neben einer reinen Induktionsspannung eine durch einen Ohm' schen Widerstandsanteil erzeugte Spannungskomponente vorhanden ist. Diese Phasenverschiebungen verfälschen jedoch das Meßergebnis und müssen demgemäß abgeglichen werden."Fully electronic circuit for phase adjustment of measuring AC voltages "The invention relates to a fully electronic circuit for phase adjustment of AC measurement voltages. Phase shifts occur in such AC measurement voltages in that @@ in addition to a pure induction voltage, an ohm ' The voltage component generated by the resistance component is present. These phase shifts however, falsify the measurement result and must be adjusted accordingly.

Eine bekannte Schaltung zum Phasenabgleich von Meß- Wechselspannungen arbeitet mit einer Anzeige der Phasenverschiebung, die unter Beobachtung des Anzeigeinstrumentes einen manuellen Abgleich ermöglicht. Es hat sich jedoch gezeigt; daß für viele Meßaufgaben ein solcher manueller Abgleich viel zu viel Zeit in Anspruch nimmt, so daß der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, eine vollelektronische Schaltung zum Phasenabgleich von Meß-Wechselspannungen zu schaffen, die einen solchen manuellen Abgleich nicht mehr erforderlich macht, sondern den Abgleich automatisch liefert. A known circuit for the phase adjustment of measuring AC voltages works with a display of the phase shift, which is under observation of the display instrument enables manual adjustment. However, it has been shown; that for many measurement tasks such a manual adjustment takes far too much time, so that the present The invention is based on the object of a fully electronic circuit for phase adjustment of measuring alternating voltages to create such a manual Adjustment is no longer necessary, but delivers the adjustment automatically.

Selbstverständlich kann daruber hinaus auch nach wie vor eine Änzeige zur Überprüfung der vorhandenen Phasenverschiebungen bzw.Of course, a display can also still be displayed to check the existing phase shifts or

deren Abgleich vorgesehen sein.their comparison can be provided.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine vollelektronische Schaltung zum Phasenabgleich von Meß-Wechselspannungen, die am Phasendiskriminator, der aus der trägerfrequenten Meßspannung eine vorzeichenrichtige proportionale Gleichspannung liefern soll, zwischen der Phase der Meßspannung und der Phase der Referenzspannung Übereinstimmung herbeiführt. The invention solves this problem by means of a fully electronic circuit for the phase adjustment of measuring AC voltages, which at the phase discriminator, the the carrier-frequency measuring voltage is a proportional DC voltage with the correct sign should deliver, between the phase of the measuring voltage and the phase of the reference voltage Brings about consensus.

Hierzu kann zwischen demEingangsverstärker der erfindungsgemäßen Schaltung und deren Phasendiskriminator ein 900-Phasenschieber abzweigen, der seinerseits einen weiteren Phasendiskriminator ansteuert, der eine vorzeichenrichtige Fehlerspannung liefert, mit welcher in einem Modulator die Referenzphase moduliert wird, dem ein weiterer 90° -Phasenschieber nachgeschaltet ist, von dem die Referenzphase in den Eingangsverstärker zurückgeführt wird. For this purpose, between the input amplifier of the invention Circuit and its phase discriminator branch off a 900 phase shifter, which in turn another phase discriminator controls, which an error voltage with the correct sign supplies, with which the reference phase is modulated in a modulator, the one Another 90 ° phase shifter is connected downstream, from which the reference phase in the Input amplifier is fed back.

Im erstgenannten Phasendiskriminator, welcher dem Eingangs-und die Quadraturphase verstärker nachgeschaltet ist, werden zunächst die Referenzphase/der Meßspannung in gleiche Richtung gebracht, so daß dieser Phasendiskriminator also eine vorzeichenrichtige Fehlerspannung liefert, die ein Maß für die vorhandene Quadratur in der Meßspannung ist, Durch die Modulation der Referenzphase mit der Fehlerspannung und deren Rückführung über den weiteren 90° -Phasenschieber in den Eingangsverstärker, wird die Quadratur kompensiert. Damit erhält der an erster Stelle genannte Hauptphasendiskriminator eine Meßspannung, die in jedem Fall eine gleiche Phase hat, wie die Referenzphase. Der Hauptphasendiskriminator arbeitet also linear und genau, Dem Hauptphasendiskriminator ist ein weiterer Verstärker nachgeschaltet, auf den ein Motor folgt, der die Meßbrücke vor dem Eingangsverstärker abgleicht und gleichzeitig eine Anzeige liefern kann. In the first-mentioned phase discriminator, which is the input and the Quadrature phase amplifier is connected downstream, the reference phase / the Measurement voltage brought in the same direction, so that this phase discriminator so supplies an error voltage with the correct sign, which is a measure of the existing quadrature is in the measuring voltage, by modulating the reference phase with the error voltage and their return via the further 90 ° phase shifter into the input amplifier, the quadrature is compensated. This gives the main phase discriminator named in the first place a measuring voltage, which in each case has the same phase as the reference phase. So the main phase discriminator works linearly and precisely, To the The main phase discriminator is followed by a further amplifier to which a Motor follows, which adjusts the measuring bridge in front of the input amplifier and at the same time can deliver an advertisement.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dem abgezweigten zweiten Diskriminator einen variablen Phasenschieber nachzuschalten, der zwischen dem Hauptphasendiskriminator und die Referenzphase geschaltet ist. Dabei wird nicht die Quadratur-Phasenkomponente beseitigt, sondern die Referenzphase auf die Meßphase gebracht. Another possibility is to use the branched second Discriminator a variable phase shifter downstream between the main phase discriminator and the reference phase is switched. It does not use the quadrature phase component eliminated, but brought the reference phase to the measurement phase.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Schaltungsmöglichkeiten. Further features of the invention and details of the same The advantages achieved result from the following description of in the attached Circuit options shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Schaltung, Fig. 2 eine Variante dieser Schaltung, Fig. 3 gibt die durch die Schaltung nach Fig. 1 gegebenen Phasenverhältnisse wieder, Fig. 4 zeigt die Phasenverschiebung nach der Schaltung gemäß Fig. 2. Fig. 1 shows a possible circuit, Fig. 2 shows a variant of this Circuit, FIG. 3 gives the phase relationships given by the circuit according to FIG again, FIG. 4 shows the phase shift according to the circuit according to FIG. 2.

Eine Induktionsmeßbrücke, wie sie z.B. in induktiv arbeitenden Materialprüfanlagen eingesetzt werden kann, besteht aus zwei induktiven Widerständen 1 und 2, die in einen Kreis mit einem Abgleichwiderstand 3 geschaltet sind. Die Brücke liegt zwischen den beiden-Widerständen 1 und 2 an Masse 4 und wird bei 5 und 6, z.B. durch eine hochfrequente Spannung von 5 kHz gespeist, wobei am Punkt 5 der Phase 0° und am Punkt 6 der Phase 1800 besteht. An induction bridge, such as that used in inductive material testing systems can be used, consists of two inductive resistors 1 and 2, which in a circuit with a balancing resistor 3 are connected. The bridge lies between the two resistors 1 and 2 to ground 4 and is connected to 5 and 6, e.g. by a high frequency Voltage of 5 kHz fed, where at point 5 of the phase 0 ° and at point 6 of the phase 1800 exists.

Der Abgriff 7 des Abgleichwiderstandes 3 führt zu einem Eingangsverstärker 8 der erfindungsgemäßen Schaltung, auf welchen ein Phasendiskriminator 9 folgt, der als Hauptphasendiskriminator der Schaltung zu bezeichnen ist. Zwischen dem Eingangsverstärker 8 und dem Hauptdiskriminator ist ein 90° - Phasenschieber 10 abgezweigt, der seinerseits einen weiteren Phasendiskriminator 11 ansteuert. In diesem werden die Referenzphase und die Quadraturphase der Meßspannung in gleiche Richtung gebracht. Er liefert also eine vorzeichenrichtige Fehlerspannung A U, die ein Maß für die vorhandene Quadratur in der Meßspannung ist. The tap 7 of the balancing resistor 3 leads to an input amplifier 8 of the circuit according to the invention, which is followed by a phase discriminator 9, which can be described as the main phase discriminator of the circuit. Between the input amplifier 8 and the main discriminator, a 90 ° phase shifter 10 is branched off, which in turn another phase discriminator 11 controls. This will be the reference phase and brought the quadrature phase of the measurement voltage in the same direction. He delivers thus an error voltage A U with the correct sign, which is a measure of the existing Is quadrature in the measurement voltage.

Wird nun die Referenzphase mit dieser Fehlerspannung in einen Modulator 12 moduliert und über einen weiteren 900 - Phasenschieber 13 zum Vorversteiger zurückgeführt, so tritt eine Kompensation der Quadratur ein. Der Hauptphasendiskriminator 9 erhält also eine Meßspannung, die in jedem Fall die gleiche Phase wie die Referenzphase hat. Er arbeitet damit linear und genau und liefert am Ausgang für einen weiteren Verstärker 14 eine Fehlerspannung, die in diesem verstärkt einen Motor 15 antreibt, der den Abgleichwiderstand 3 der Meßbrücke am Eingang der Schaltung abgleicht und nebenbei noch eine visuelle Anzeige 16 bedienen kann. The reference phase is now fed into a modulator with this error voltage 12 modulated and fed back to the pre-auctioneer via a further 900 phase shifter 13, thus a compensation of the quadrature occurs. The main phase discriminator receives 9 in other words, a measurement voltage that is always the same phase as the reference phase Has. It works linearly and precisely and delivers at the output for another Amplifier 14 an error voltage, which in this amplified drives a motor 15, which adjusts the balancing resistor 3 of the measuring bridge at the input of the circuit and can also operate a visual display 16.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, wiederum zwischen dem Vorverstärker 8 und dem Hauptphasendiskriminator 9 abzuzweigen und die wie vorher über den 90° - Phasenschieber 10 und den Phasendiskriminator 11 mit dessen Fehlerspannung #U einen variablen Phasenschieber 17 abzusteuern, der zwischen dem Hauptphasenschieber und der Referenzphase liegt, Hier wird die Referenzphase, wie aus Fig. 4 ersichtlich, auf die Meßphase gebracht. Another option is to turn between the preamp 8 and the main phase discriminator 9 and the same as before over the 90 ° - Phase shifter 10 and the phase discriminator 11 with its error voltage #U to control a variable phase shifter 17 between the main phase shifter and the reference phase is, here the reference phase, as can be seen from Fig. 4, brought to the measuring phase.

Claims

Patent claims:

1. Fully electronic circuit for phase adjustment of measuring AC voltages from a measuring bridge circuit, characterized in that the phase discriminator for supplying a proportional DC voltage with the correct sign from the inertia rfre quenten measuring voltage switching means for bringing about a match of the Phase of the measuring voltage and the phase of the reference voltage are switched and the Phase discriminator is followed by a motor controlled by him for balancing the measuring bridge is.

2.) Circuit according to claim 1, characterized in that between whose input amplifier and phase discriminator branches off a 90 ° phase shifter, which in turn controls a further phase discriminator, which is connected to a subsequent Modulator an error voltage with the correct sign for modulating the reference phase supplies, and finally the modulator is followed by a further 900 phase shifter from which the reference phase is fed back to the input amplifier.

3.) Circuit according to claim 1, characterized in that between whose input amplifier and phase discriminator are branched off by a 900 phase shifter, which in turn controls a further phase discriminator, which is a variable Phase shifter between the first-mentioned phase discriminator and the reference phase is downstream, L e r s e i t e