DE1935544B2 - Schaltungsanordnung zum Messen des Effektivwertes einer Wechselspannung - Google Patents

Description

• In der Meßtechnik besteht häufig die Forderung, Effektivwerte von Wechselspannungen zu messen.
• Bei geringen Anforderungen an die Genauigkeit kann man sich damit begnügen, die angebotene Wechselspannung gleichzurichten und das angeschlossene Meßinstrument auf den zugehörigen Effektivwert zu eichen. Dabei kann die Gleichrichtung eine Spitzengleichrichtung sein. Dieses Verfahren arbeitet prinzipiell nur dann fehlerlos, wenn die Wechselspannung eine reine Sinusspannung ist. Oberwellen verfälschen das Meßergebnis je nach Anzahl, Amplitude und Phasenlage unter Umständen erheblich.
• Eine echte Effektivwertmessung kann nur dann durchgeführt werden, wenn die Definitionsgleichung des Effektivwertes exakt verwirklicht wird. Hierzu besteht die Möglichkeit, das Eingangssignal durch einen Multiplikator mit dynamometrischem Prinzip und Drehmomentkompensation zu quadrieren und das Ausgangssignal auf ein Drehspulinstrument mit quadratischer Skala zu geben. Wegen der mechanischen Trägheit des Instrumentes wird dabei die Integration automatisch durchgeführt.
• Es wurde auch schon vorgeschlagen, zunächst das Quadrat der Eingangsgröße, beispielsweise mit einem Parabelmultiplikator, zu bilden und in einem an diesen angeschlossenen Integrierverstärker mit einem weiteren Quadrierglied im Gegenkopplungszweig sodann die Integration vorzunehmen und die Quadratwurzel zu bilden. Eine derartige Anordnung arbeitet rein elektronisch, hat aber den Nachteil, daß zwei Multiplikatoren erforderlich sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen von Effektivwerten zu schaffen, die bei gleicher prinzipieller Genauigkeit einen geringeren Aufwand erfordert. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wechselspannung zur Quadrierung an die beiden Multipliziereingänge eines zwei Multipliziereingänge und einen Dividiereingang aufweisenden Multiplikators gelegt ist, an dessen Ausgang ein Integrierglied angeschlossen ist, dessen dem Effektivwert entsprechende Ausgangsgröße über ein Koppelglied dem Dividiereingang des Multiplikators zugeführt ist. Diese Anordnung erfordert also nur einen einzigen Multiplikator, im Gegensatz zu der vorgeschlagenen, in der zwei Multiplikatoren vorgesehen waren. Derartige Multiplikatoren mit zwei Multipliziereingängen und einem Dividiereingang sind bekannt, z.B. aus der USA.-Patentschrift 2 839 244. Sie bilden aus den den Multipliziereingängen zugeführten Signalen das Produkt, das durch die Größe des dem Dividiereingang zugeführten Signals dividiert wird.
• An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, wird im folgenden die Erfindung näher beschrieben und erläutert.
• Das Eingangssignal a wird den beiden Multipliziereingängen ml und m2 eines Multiplikators M zugeführt, an dessen Ausgang ein Integrierglied angeschlossen ist. Im Ausführungsbeispiel besteht das Integrierglied nach Art eines Miller-Integrators aus einem Verstärker V und einem Gegenkopplungskondensator C. Dem Ausgang des Integriergliedes wird eine dem Effektivwert entsprechende Größe F entnommen. Diese Größe ist über ein Koppelglied K auf den Dividiereingang d des Multiplikators M rückgeführt. Der Ubertragungsfaktor des Koppelgliedes sei k, so daß am Ausgang des Koppelgliedes das Signal S = kF liegt. Damit erhält man als Ausgangssignal A des Multiplikators M: wobei m eine dem Multiplikator M eigene Ubertragungskonstante ist.
• Das Ausgangssignal des Integrierverstärkers ist Damit erhält man Die Ausgangsgröße F ist damit dem Effektivwert der Eingangsgröße proportional und bildet die Definitionsgleichung des Effektivwertes genau nach.
• Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Messen des Effektivwertes einer Wechselspannung, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß die Wechselspannung (a) zur Quadrierung an die beiden Multipliziereingänge (ml,-m2) eines zwei Multipliziereingänge (m 1, m2) und einen Dividiereingang (d) aufweisenden Multiplikators (M) gelegt ist, an dessen Ausgang ein Integrierglied (V, C) angeschlossen ist, dessen dem Effektivwert entsprechende Ausgangsgröße (F) über ein Koppelglied (K) dem Dividiereingang (d) des Multiplikators (M) zugeführt ist.

Claims (1)

1. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Integrierglied ein aktives Glied mit integrierender Wirkung ist.