DE2016406A1

DE2016406A1 - Vorrichtung zur mehrstelligen numerischen Gleichstromanzeige

Info

Publication number: DE2016406A1
Application number: DE19702016406
Authority: DE
Inventors: Ikuo; Suzuki Takashi; Furukawa Hikaru; Tokio Takeda
Original assignee: Takeda Riken Industries Co Ltd
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1969-04-09
Filing date: 1970-04-07
Publication date: 1970-10-15
Also published as: DE2016406C3; CA923220A; DE2016406B2; GB1302277A; US3656153A; JPS4831140B1

Description

Meine Akte: P 23

Takeda Riken Industry Company Limited, 47» Ohyaguchi, Kitamachi, fj Itabashi-ku, Tokyo / Japan

Vorrichtung zur mehrstelligen numerischen Gleichstromanzeige

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mehrstelligen numerischen Gleichstromanzeige. Vorrichtungen dieser Art sind auch auf eine Gleichspannungeanzeige anVvindbar, indem die vorliegende Gleichspannung in einem Spannungsstromkonverter in einen Gleichstrom umgewandelt vird und dieser Gleichstronm dann in Spannungseinheiten geeicht zur Anzeige gebracht vird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei einfachem Schaltungsaufvand mit sehr hoher Genauigkeit schnell die mehrstellige numerische Anzeig· ereielbar ist, wobei Störquellen, die durch Rauschen,

und dergleichen die Messung verfälschen könnten nach Möglichkeit vermieden werden sollen«

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein transformator mit einer Primärwicklung für den anzuzeigenden Qleichstrom vorgesehen ist, mit einer an eine Ziffernanzeige hoher Ordnung angeschlossenen, nachstellbareaGrobkompensation für den Magnetfluß, mit einer an eine Ziffernanzeige niedriger Ordnung angeach.x^sen. :

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nachjustierbarenFeinkompensation für den Magnetfluß und mit einem Flußdetektor zur Messung erfolgter Magnetflußkompensation und daß die Grobkompensation eine Grobkompensationswicklung des Transformators mit mehreren Abgriffen aufweist, die über einen Umschalter mit verschiedenen Windungszahlen an eine Bezugsstromquella anschließbar ist und daß die Feinkompensation eine Feinkompensationswicklung des Transformators aufweist, die an eine feinverateilbare Stromquelle angeschlossen ist und daß diese Spannungsquelle als Stellglied mi!: dem Flußdefcektor als Meßglied einen RegLer zur Nullkompensation des Magnetflusses im Transformator bildet. Nach der Erfindung erfolgt der eigentliche Meßvorgang, eier anschließend in die numerische Anzeige umgesetzt wird in Form einer Plußkompensation, die sich leicht störungsarm ausgestalten läßt. Die angestrebte hoha Genauigkeit und Schnelligkeit ist durch die Grobkompensation neben der Feinkompensation in verbindung mit einer Ziffernanzeige höherer und niedrigerer Ordnung erzielbar. Die ziffernanzeige höherer Ordnung können beispielsweise die höchsten vier Stellen einer achtstelligen Deziinalzahl sein, deren letzte vier Stellen dann die ziffernanzeige niedriger Ordnung sind. Entsprechend kann die Ziffernanzeige auch andere Stellenanzahlen umfassen,

anderen
auf einemrzahlensystem beruhen und eine unterschiedliche Anzahl von Stellen in der höheren und niedrigeren Ordnung umfassen. Die Grob- beziehungsweise Feinkompensation ist hinsichtlich ihrer Dimension der zugehörigen Ziffernanzeige entsprechend auszulegen.

Die eigentliche Messung findet unter Bezugnahme auf eine Nullkompensation statt, das gibt die Möglichkeit, den dafür erforderlichen Flußdetektor sehr einfach auszugestalten. Bine dementsprechende Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Flußdetektor zwei gegenpolig geschaltete Detektorwindungen des Transformators aufweist, deren Endanschluss« an eine Primärwicklung eines s&weiten Transformators und deren Mittelabgriff mit einem Mittelabgriff der genannten Primärwicklung an Je einen Modulatoreingang eines Demodulators angeschlossen ist und daß die Sekundärwicklung des zweiten Transformators an einen Oszillator angeschlos--

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sen ist, der außerdem an einen steuernden Eingangsanschluß des Demodulators angeschlossen ist.

Man kann die numerische Anzeige niedriger Ordnung aus der Stellgröße für die Feinkompensation ableiten. Man kann sie aber auch aus dem Stromfluß in der Feinkompensationsspule im Moment der erzielten Kompensation ableiten. Eine dementsprechende Ausgestaltung» die sich durch besonders exakte Arbeitsweise auszeichnet und einfach auszuführen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur numerischen Anzeige niedriger Ordnung der Feinkompensation der Stromfluß in der Feinkompensationswicklung über einen Widerstand als Spannungsabfall abgegriffen wird und in einer Meßphase in einen Integrator geleitet und dort integriert wird und daß in einer anschließenden Anzeigephase vom Integrationsendwert ausgehend mittels einer Bezugsspannung entgegengesetzten Vorzeichens aus einer Bezugsspannungsquelle auf Nullniveau zurück integriert wird und daß während der Anzeigenphase Impulse eines Bezugsoszillators als Zählimpulse in die Ziffernanzeige niedriger Ordnung geleitet werden, bis der Integrationswert das Nullniveau erreicht hat.

Die Grobkompensation kann man von Hand einstellen; man kann dafür aber auch eine Automatik zum Einstellen vorsehen, die in entsprechender weise,wie zuvor für die Feinkompensation beschrieben, vom Flußdetektor gesteuert werden kann.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, die zu einer sehr schnellen Einstellung der Grobkompensation-führt und mit wenigen, zusätzlichen Schaltelementen dafür auskommt, ist dadurch gekennzeichnet« daß die Feinkompensation in einen grobkompensierenden Schaltzustand umschaltbar ist und daß bei abgeschalteter Grobkompensation zunächst mit der umgeschalteten Feinkompensatuon grobe Kompensation erfolgt, daß dann die Grobkompensation auf den dabei erzielten Kompensationswert eingeschaltet wird und daß dann Feinkompensation erfolgt.

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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Figur 1 ein erstes, nur mit den notwendigsten Elementen

ausgestattetes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit einer Automatik zum Nachstellen der Grobkompensation und

Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit einer anderen Automatik zum Nachstellen der Grobkompensation.

In Figur 1 ist mit C ein Transformator bezeichnet, der eine Primärwicklung Ni und eine Grobkompensationswicklung Nx aufweist. Die Grobkompensationswicklung Nx ist hinsichtlich ihrer Windungszahl durch verschiedene vorgesehene Anschlüsse variabel. Die vorgesehene Feinkompensationswicklung Nc und die Flußdetektorwicklung Nd haben ebenso wie die Primärwicklung Ni eine konstante Windungszahl. Am Anschluß T wird die elektrische Spannung, die digital angezeigt werden soll, in einen Spannungsstromumsetzer Ei eingespeist, der einen zur Eingangsspannung proportionalen Strom auf die Primärwicklung Ni gibt. Mit Ic ist eine konstante Bezugsstromquelle bezeichnet, deren Bezugsstrom über einen an dem Umschalter F eingestellten Anschluß an die Grobkompensationswicklung Nx gelangt. Mit Iv ist eine variable Stromquelle bezeichnet, deren Strom an die Feinkompensationswicklung Nc gelangt. Die Flußdetektorwicklung Nd ist an einen Magnetflußdetektor H angeschlossen, der den magnetischen Fluß in dieser Flußdetektorwicklung Nd in eine Spannungsgröße umsetzt. Wenn eine Gleichspannung am Eingangsanschluß T mit einer solchen Polarität vorliegt, daß der Magnetfluß aus der Primärwicklung Ni dem aus der Grobkompensav.ionsvicklung Nx entgegengerichtet ist, dann erzeugt der Flußdetektor H eine Ausgangsspannung, deren Größe der Differenz zwi-

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sehen den magnetischen Flußgrößen aus der Primärwicklung und der Grobkompensationswicklung entspricht. Diese Spannung wird in einem Verstärker Ao verstärkt und steuert die Stromquelle Iv und zwar so, daß durch den Magnetfluß aus der Feinkompensationswicklung Nc die Flußdifferenz aus der Primärwicklung Ni und der Grobkompensationswicklung Nx gerade kompensiert wird. Wenn also die Ströme in den Wicklungen Ni, Nx und Nc mit i.·, i„ und i„ und die eritspre-

«L Jw C

chenden Windungszahlen mit n^, η und n_Q bezeichnet werden und der Umsetzungs-Ioeffizient für die Wicklung Nc ist k ist, dann gilt

i h - ⁿx ¹X * ⁿc

Wenn der Koeffizient k durch entsprechend große Verstärkung des Verstärkers Ao groß genug ist, dann gilt

ⁿi h-ⁿx ¹X ^{+ 11}C ¹C ⁽²⁾

Wenn der Umsetzungskoeffizient des Umsetzers Ei l/r ist, dann gilt für die Spannung e am Anschluß T

r i r η
*"-üf · »x⁺ "Hf ¹C ■■■■ <»>

Da jedoch der Umsetzungskoeffizient l/r die Windungszahlen n_i und η sowie der Strom i sämtlichst konstante Werte sind, kann man die Brücke r I_xZn₁ und r ti^Jn^ durch konstante OC und β ersetzen und es ergibt sich

e * <tn_x + ßi_c .......*.. (4)

Die Konstanten er und β wählt man entsprechend aus. Der Umschalter F erzeugt dann ein Digitalsignal proportional der Anzahl der eingeschalteten Windungen der Grobkompensationsvicklung Nx und dieses Digitalsignal umfaßt die vier Ziffernstellen höherer Ordnung der auf

,- i * fä

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der numerischen Skala S angestrebten achtstelligen numerischen Anzeige des Wertes, der am Anschluß T eingespeisten Eingangsspannung. Die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao wird in einen Analogdigitalumsetzer V eingespeist, der daraufhin eine Digitalanzeige der vier Stellen niedriger Ordnung der achtstelligen Anzeigeziffer auf der numerischen Skala S erzeugt.

Die Anzeige höherer Ordnung wird also gewonnen durch entsprechende Einstellung der Windungszahl der variablen Grobkompensationswicklung Nx, während die Anzeige niedriger Ordnung durch beispielsweise integrierende Analogdigitalumsetzung gewonnen werden kann. Die Anzeige niedriger Ordnung kann additiv oder subtraktiv sein. Die Anzeige höherer Ordnung kann aus vier und mehr Ziffern sehr leicht mit einer vergleichsweise kleinen Anzahl von Wicklungen gewonnen werden. Die Zeit, die zur Integration für die Anzeige niedriger Ordnung erforderlich ist, fällt nicht wesentlich ins Gewicht, so daß die Messungsumsetzung in verhältnismäßig kurzer Zeit stattfinden kann. Die Genauigkeit der Anzeige hängt wesentlich von dem Fluß aus der Grobkompensationswicklung ab und dieser kann, da er durch die konstante Bezugsstromquelle mitbestimmt wird, jedenfalls für die Dauer einer Messung sehr genau konstant gehalten werden. Die Tatsache, daß der Fluß aus der Grobkompensationswicklung Nx durch die Anzahl der beteiligten Wicklungen bestimmt wird, erlaubt also auch eine hohe Genauigkeit. Die Tatsache, daß die Umsetzung auf einer Flußkompensation beruht, trägt ebenfalls zur Genauigkeit bei und führt auch zu einer exakten linearen Umsetzerbeziehung. Durch entsprechende Kalibrierung des gesamten Skalen bereichs kann man also die Meßwerte sehr genau ziffernmäßig zur Anzeige bringen. Bemerkenswert ist noch die Tatsache, daß die durch den Transformator C hervorgerufenen Störgeräusche aufgrund des Barkhausen-Effektes im Vergleich mit Störungen bedingt durch thermisches Rauschen von Widerständen klein sind. Bei Verwendung eines integrierenden Konverters zur Umsetzung des Bezugsstroms Ic wird auch dieser Störeinfluß weitgehend unterdrückt. Bemer-

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kenswert ist schließlich, daß der Eingangsanschluß T nur an die Primärwicklung Ni angeschlossen ist, so daß man das Eingangspotential frei wählen kann und man durch Kurzschließen des Eingangsanschlusses eine Driftkompensation innerhalb der angeschlossenen Schaltung vornehmen kann.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind einige Schaltelemente die gleichen vie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1. Diese Schaltelemente sind dann mit gleichen Bezugsziffern wie auch in Figur 1 bezeichnet. An Stelle der Flußdetektorwicklung Nd sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 zvei Flußdetektorwicklungen NdI und Nd2 vorgesehen, die mit umgekehrtem Wicklungssinn in Reihe geschaltet sind. Wie auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist die Primärwicklung Ni über den Spannungsstromumsetzer Ei an den Eingangsanschluß T angeschlossen, an dem die Gleichspannung eingespeist wird, die umgesetzt werden soll. Und die Grobkompensationswicklung Nx ist mit ihren verschiedenen Anschlüssen unter Zwischenschaltung eines Umschalters F an die konstante Bezugsstromquelle Ic angeschlossen. Schließlich ist, wie auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel, die Feinkompensationswicklung Nc an die variable Stromquelle Iv angeschlossen, zum Unterschied gegenüber Figur 1 jedoch unter Zwischenschaltung eines Widerstandes Re. Die beiden Enden der Flußdetektorwicklungen Nd1 und Nd2 liegen an den beiden Enden der Sekundärwicklung eines Transformators M. Mit 01 ist ein Oszillator bezeichnet, dessen Ausgangsspannung an die Primärwicklung des Transformators N gelegt ist. Mit D ist ein Demodulator bezeichnet, dessen einer Eingangsanschluß am Mittelabgriff der Sekundärwicklung des Transformators M und dessen anderer Eingangsanschluß am Schaltknoten zwischen den beiden Flußdetektorwicklungen Ndi und Nd2 liegt. Die Ausgangsspannung des Oszillators 01 wird außerdem in den Demodulator D eingespeist, so daß dieser Demodulator über¹ die Oszillatorspannung demoduliert. Es ergibt sich dadurch folge"äa Arbeitsweise, im Falle daß in dem Transformator C kein magnetischer Fluß entsteht, sind die Impedanzen der Wicklungen Ndi und Nd2 zueinander gleich und es gelangt kein Eingangssignal in den Demodulator.

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Venn jedoch ein Gleichstromfluß in dem Transformator C induziert wird, dann ergibt sich ein unbalancierter Zustand und ein nach Maßgabe der Richtung dieses magnetischen Flusses modulierter Ein-» gang. Dieser Eingang wird dann über das Ausgangssignal des Oszillators 01 demoduliert» so daß am Ausgang des Demodulators eine Gleichspannung entsteht, deren Polarität und Größe dem magnetischen Gleichstromfluss in dem Transformator C entspricht.

Bei Beginn des Umsetzerbetriebes gelangt von einem Steuergerät K ein Signal an den Verstärker Ao und an die Kippschaltglieder Q1 und Q2_f dass für eine kurze Zeitspanne die Verstärkung des verstärkers Ao herabgesetzt und das Kippschaltglied Q1 einschaltet und das Kippschaltglied Q2 abschaltet. Sin Polaritätsdetektor P stellt die Polarität der Ausgangsspannung des Verstärkers Ao fest und damit di· Richtung des magnetischen Flusses in dem Transformator c und gibt ein entsprechendes Detektorsignal an das Schaltglied Qi und das Steuergerät Κ· Bin Impulsgenerator 02 erzeugt Taktimpuls·, die an das Schaltglied 01 gelangen« Jadesmal wenn •in Taktimpuls auftritt, schaltet das Schaltglied QI den umschalter FI von eine« Anschluß dar Qrobkompensationswickluiig Nx auf di« nächste wobei di· Fortschaltrichtung durch di· Richtung des magnetischen Fluss·· in dm Transformator c bestimmt wird. Dw magnetisch· FIuB in dem Transformator nimmt demzufolge mit jedem Schaltvorgang stufenweis· ab und entsprechend nimmt auch di· Ausgangsspannung des Verstärkers Ao itufenwelse ab. Der Detektor Z1 Überprüft di· Auegangsepaxmung das Verstärkars Ao und sobald dies· d«n Wart Null erreicht, erzeugt der Detektor Z1 «in Ausgangssignal, das an das Schaltglied Q1 gelangt und di«s«s abschaltet, so daß dar umschalter Fi nunmehr in der erreichten umechaltstallung stehen bleibt. Di· Zahl der angeschlossenen Windungen der Orobkompensationswicklung Nx ist nun so groß, daß der FIuS ans der Primärwicklung Ni weitgehend kompensiert ist. Da in diesem Schalt zustand das 8chaltgli«d Q2 abgeschaltet lit, fließt durch die F«inkomp«nsationswickiung kein Strom. j«d«aaaWäurch das Schaltsignal aus d«m Schaltglied Q1 der Ulmschalter F um einen Schritt weit erg« echalt«t wird, gelangt «in Signal zur Veiterzählung der Anzeige höherer

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Ordnung an die numerische Skala S, die die schaltstellungen des Umschalters F auf diese Weise mitzählt. Sobald das Ausgangssignal des Detektors Z1 an das Steuergerät K gelangt, liegt der Wert für die Anzeige höherer Ordnung fest und der Umsetzer schaltet nun in einem Betriebszustand zur Ermittlung des Wertes für die Anzeige niedrigerer Ordnung um. Zu diesem Zweck fällt das zuvor erwähnte Signal des Steuergerätes K1 an dem Verstärker Ao und den Schaltgliedern Q1 und Q2 ab, so daß nun die Verstärkung des Verstärkers Ao wieder auf einen höheren Wert ansteigt, das Schaltglied Q1 abgeschaltet vird beziehungsweise abgeschaltet gehalten wird, so daß der Umschalter F seine Stellung beibehält und das Schaltglied Q1 eingeschaltet vird. Das Ausgangssignal des Polarisationsdetektors gelangt an das Schaltglied QI, das daraufhin in der variablen Stromquelle Iv einen Stromfluß einer solchen Polarität auslöst, die dem restlichen Magnetfluß im Transformator C entspricht, so daß dieser restliche Magnetfluß über die Fe^kompensationswicklung Nc kompensiert vird. Der Magnetfluß in dem Transformator c wird nun restlos kompensiert und es stellt sich ein stabiler Zustand entsprechend der oben angegebenen Gleichung 1 ein. Bin dem Stromfluß in der Feinkompensationsvicklung Nc entsprechender Spannungsabfall über dem Widerstand Re gelangt über einen Schaltkreis W in einen Integrator Ai. Der Integrator Ai beginnt mit der Integration des Stroms in der Peinkompensationswicklung Nc, jedoch nach Ablauf einer vorbestimmten zeit gelangt ein Signal aus dem Steuergerät an den Schaltkreis W sowie an eine Torschaltung Qo. Sobald daraufhin der Integrator mit der Integration der Spannung des Bezugs« potential Bo beginnt, Offnet sich die Torschaltung Qo und das Aus gangssignal des Bezugsoszillators 03 wird der Anzeige niedriger Ordnung in der skala 8 tuaddiert. Die Beiugsspannung der Spannungsquelle so hat eine solche Polarität, daß die Ausgangsspannung des Integrators Ai verringert vird· Dies wird gesteuert durch das Ausgangssignal des Polaritätidetektor P das in die 8pannungsquelle Eo steuerndeingespeist wird, nachdem also der Stromfluß in der Feinkompensationsvicklung Nc für eine vorbestUrate Zeitspanne inte griert worden ist» beginnt der Integrator Ai eine Bezugsspannung entgegengesetzten Vorzeichens zu integrieren· Mit Beginn der In-

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tegration des Bezugspotential vird an der numerischen Skala S zu der Ziffer niedriger Ordnung die Anzahl der Ausgangsimpulse des Bezugsoszillators 03 addiert oder subtrahiert und zwar ausgelöst durch ein Auslüsesignal des Steuergerätes t. Das Ausgangssignal des Integrators Ai fällt dabei langsam ab und vird in dem Niveaudetektor Z2 gemessen. Sobald das Ausgangssignal des Integrators das Nullniveau erreicht, gelangt von dem Detektor Z2 ein Sperrsignal an die Torschaltung Go und diese schließt sich daraufhin. Die Folge ist, daß an der numerischen Skala S Über die Ziffern niedriger Ordnung ein digitaler Wert proportional sum Stromfluß in der Feinkompensationswicklung Nc gezählt wird. Mit dem Ende dieser Zählung gelangt das Ausgangssignal des Detektors Z2 auch an das Steuergerät K, das daraufhin ein Anzeigesignal an das Anzeigegerät L abgibt, das mit allen seinen Stufen an die numerische Skala S angeschlossen ist und aufgrund dieses Anzeigesignals die Ziffernstellung in der Skala S Übernimmt.

Nach Figur 3 ist die Feinkompensat ionswicklung Nc des Transformators C über einen zweistufigen Widerstand Rv an die variable Spannungsquelle Bv angeschlossen. Der Widerstand Rv kann einen hohen und einen niedrigen Widerstandswert annehmen. Zunächst gelangt von dem Steuergerät t ein Signal an den Widerstand Rv, das diesen auf seinen niedrigen Widerstandswert schaltet. Das Schaltglied Q1 hält die Grobkompensationsvieklimg Nx von der Stromquelle Ic abgeschaltet. In diesem Schaltzustand steuert die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao die variable Spannungsquelle Ev, so daB ein Strom in Richtung auf Verringerung des magnetischen Flusses im Transformator C durch die Feinkompensationswicklung Nc fließt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao gelangt Über den Schaltkreis W an an den Integrator Ai. Sobald eine bestimmte Zeitspann· abgelaufen ist, gelangt von dem Steuergerät K ein Signal an den Schaltkreis W, so daß nun statt des Ausgangspotentials des Verstärkers Ao das de? Bezugsspannungsquelle Eo an den integrator Ai gelangt. Der Polaritätsdetektor P prüft die Polarität der Ausgangsspannung des Verstärkers Ao und gibt ein der Polarität entsprechendes Ausgangssignal an den Bezugsspannungsgenerator Bo, dessen Ausgangsspannung

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daraufhin eine solche Polarität annimmt, daß die Ausgangsspannung des Integrators reduziert vird. Der Integrator Ai integriert also eine Spannung proportional den Stromfluß in der Feinkompensationswicklung Nc und zwar über eine vorbestimmte zeit. Nach Ablauf dieser vorbestimmten zeit integriert er die Ausgangsspannung des Bezungspotentials die entgegengesetztes Vorzeichen hat. Mit der Umschaltung des Schaltkreises V gelangt auch ein Signal vom Steuergerät K an den Torkreis G1 und der Torkreis öffnet, so daß das Ausgangssignal des Bezugsoszillators 03 der Anzeige höherer Ordnimg zum Beispiel der fünften Ziffer der numerischen Skala S zuaddiert -srird. Sobald die Ausgangsspannung des Integrators Ai das Nullniveau erreicht, erzeugt der Niveaudetektor Z2 ein Ausgangssignal und schließt die Torschaltung 61. Demzufolge vird also ein Ziffernwert proportional des Stromfluß in der Feinkompensationsvicklung Nc auf die Zählposition höherer Ordnung, das ist im Beispiel die erste, zweite, dritte und vierte Stellenposition zuaddiert. Nachdem dies geschehen ist, gelangt ausgelöst durch den Detektor Z2 ein Signal vom Steuergerät K an das Schaltglied Q2, woraufhin der Schalter F die Gröbkompensationswicklung Nx auf einen Wert schaltet, der des erwähnten Ziffemvert entspricht. Gleichzeitig gelangt von dem Steuergerät K ein Signal an den Widerstand' Rv, das diesen auf seinen höheren Wert umschaltet. Der StromfluÖ in der Feinkoapensationswicklung Nc verringert sich damit auf einen sehr kleinen Wert und der Magnetfluß der Primärwicklung Ni vird nunmehr im wesentlichen durch den Magnetfluß der Gröbkompensationsvicklung Mx kompensiert» der wegen der erwähnten umschaltung die-. ser Qrobkoapensationswicklung Nx die dazu erforderliche Größe hat. Da die Spannungsquelle Bv durch die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao gesteuert wird ,wird der Strom in der Feinkompensationsvicklung Nc sehr genau auf einen Vert justiert,mit dem der Magnetfluß in dem Transformator X vollständig eliminiert ist Gleichzeitig mit Inbetriebnahme des Schaltgliedes Q1 fällt de , Signal des Steuergerätes K, das art den Umschalter W gelangte ab. Der Spannungsausgang des Verstärkers Ao gelangt nun wie oben beschrieben in den Integrator A1 und sobald eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, wird der Schaltkreis W wieder umgeschaltet und die

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Bezugsspannung aus der Spannungsquelle Eo im Integrator Ai integriert und zwar mit umgekehrten Vorzeichen. Das Ausgangssignal des Integrators Ai nimmt nun ab und gleichzeitig gelangt vom Steuer» gerät K ein Signal an die Torschaltung G2, die daraufhin öffnet, so daß das Ausgangssignal des Bezugsoszillators 03 an die numerische Skala S gelangt und dort der Anzeige niedriger Ordnung zuaddiert wird. Das Steuergerät K schaltet nach Maßgabe des Ausgangssignals des Polaritätdetektors P die Skala S auf Addition oder Subtraktion* Sobald das Ausgangssignal des Integrators Ai das Nullniveau erreicht, erzeugt der Detektor Z2 ein Ausgangssignal, wodurch die Torschaltung 02 geschlossen wird. Der digitale Wert in den Ziffernpositionen niedriger Ordnung, das ist die vierte, fünfte, sechste und siebente Ziffernpostion der numerischen Skala S, ist mm proportional im Stromfluß in der Feinkompensationsvicklung Nc. im Anschluß daran gelangt vom Steuergerät K ein Signal an die Anzeigevorrichtung L, die daraufhin die Ziffernstellung aus der Skala S übernimmt und zur Anzeige bringt.

Die in der Beschreibung zu Figur 3 nicht besonders erwähnten Elemente sind genauso aufgebaut und haben auch die gleiche Funktion vie die mit der gleichen Bezugsziffer bezeichneten Elemente aus den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen»

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Claims

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Meine Akte: P 23 604 2. April 1970

ANSPRÜCHE

M.) Vorrichtung zur mehrstelligen numerischen Gleichstromanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator (G) mit einer Primärwicklung (Ni) für den anzuzeigenden Gleichstrom vorgesehen ist, mit einer an eine Ziffernanzeige hoher Ordnung angeschlossenen, nachstellbarenGrobkompensation fUr den Magnetfluß, mit einer an eine ziffernanzeige niedriger Ordnung angeschlossene« nach justierbaren Feinkompensation für den Magnetfluß und mit eine» Flußdetektor (H) zur Messung erfolgter Magnetflußkonpensation und daß die Grobkompensation eine Grobkompensationsvicklung (Nx) des "transformator» (C) mit mehreren Abgriffen aufweist, die über einen Umschalter (F) mit verschiedenen Vindungixahlen an βϊήβ Hezugsstromquelle (Zc) anschließbar ist und daß die Feinkoapensation eine Feinkompensationsvicklung (Nc) dts Transformators (C) aufveist, di« an eine feinverstellbare Stromquellt (Iv) angeschlossen ist und daß diese . Stromquelle als Stellglied mit dem Flußdetektor als Meßglied einen Regler zur Nullkompensation des Magnetflusses im Transformator (0) bildet. (Figur 1)

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flußdetektor zwei gegenpolig geschaltete Detektorwindungen (Ndi, Nd2) des Transformators (C) aufweist, deren EndanschlUsse an eine Primärwicklung eines zweiten Transformators (M) und deren Mittelabgriff mit einen Mittelabgriff der genannten Primärwicklung an je einen Modulatoreingang eines Demodulators (D) angeschlossen ist und daß die Sekundärwicklung des zweiten Transformators (M) an einen Oszillator (01) angeschlossen ist, der außerdem an einen steuernden Eingangsanschluß des Demodulators (D) angeschlossen ist. (Figur 2, Figur 3)
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur numerischen Anzeige niedriger Ordnung der Feinkompensation der Stromfluß in der Feinkompensationswicklung (Nc) über einen Widerstand (Re) als Spannungsabfall abgegriffen wird und in einer Meßphase in einen Integrator (Ai) geleitet und dort integriert wird und daß in einer anschließenden Anzeigephase vom Integrationsendwert ausgehend mittels einer Bezugsspannung entgegengesetzten Vorzeichens aus einer Bezugsspannungsquelle (Eo) auf NuILnIveau zurück integriert wird und daß während der Anzeigenphase Impulse eines Bezugsoszillators (0o) als Zählimpulse in die Ziffernanzeige niedriger Ordnung geleitet werden, bis der Integrationswert das Nullniveau erreicht hat. (Figur 2)
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinkompensation in einen grobkompensierenden Schaltzustand umschaltbar ist und daß bei abgeschalteter Qrobkompensation zunächst mit der umgeschalteten Feinkompensation grobe Kompensation erfolgt, daß dann die Qrobkompensation auf den dabei erzielten Xoapensationswert eingeschaltet wird und daß dann Feinkompensation erfolgt. (Figur 3)

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