DE2016406C3 - Vorrichtung zur mehrstelligen numerischen Gleichstromanzeige - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- will, ungenau und störanfällig.

kennzeichnet, daß der Flußdetektor zwei gegen- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der polig geschaltete Detektorwindungen (NdI, Nd2) eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei des Transformators (C) aufweist, deren Endan- 30 einfachem Schaltungsaufwand mit sehr hoher Geschlüsse an eine Primärwicklung eines zweiten nauigkeit schnell die mehrstellige numerische Anzeige Transformators (M) und deren Mittelabgriff mit erzielbar ist, wobei Störquellen, die durch Rauschen einem Mittelabgriff der genannten Primärwick- u. dgl. die Messung verfälschen könnten, nach Möglung an je einen Modulatoreingang eines Demo- lichkeit vermieden werden sollen, dulators (D) angeschlossen ist und daß die Se- 35 Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an kundärwicklung des zweiten Transformators (Af) den Transformatoren eine an eine Ziffernanzeige hoher an einen Oszillator (Öl) angeschlossen ist, der Ordnung angeschlossene, nachstellbare Grobkomaußerdem an einen steuernden Eingangsanschluß pensation für den Magnetfluß, eine an eine Zifferades Demodulators (D) angeschlossen ist (Fig. 2 anzeige niedriger Ordnung angeschlossene, nach justierung 3). ₄o bare Feinkompensation für den Magnetfluß und

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, ein Flußdetektor zur Messung erfolgter Magnetflußdadurch gekennzeichnet, daß zur numerischen kompensation eine Grobkompensationswicklung des Anzeige niedriger Ordnung der Feinkompensa- Transformators mit mehreren Abgriffen aufweist, die tion der Stromfluß in der Feinkompensations- über einen Umschalter mit verschiedenen Windungswicklung (Nc) über einen Widerstand (Re) als 45 zahlen an eine Bezugsstromquelle anschließbar ist Spannungsabfall abgegriffen wird und in einer und daß die Feinkompensation eine Feinkompensa-Meßphase in einen Integrator (Ai) geleitet und tionswicklung des Transformators aufweist, die an dort integriert wird und daß in einer anschließen- eine feinverstellbare Stromquelle angeschlossen ist den Anzeigephase vom Integrationsendwert aus- und daß diese Stromquelle als Stellglied mit dem gehend mittels einer Bezugsspannung entgegen- 50 Flußdetektor als Meßglied einen Regler zur Nullgesetzten Vorzeichens aus einer Bezugsspan- kompensation des Magnetflusses im Transformator nungiqyelle (£0) auf Nullniveau zurück inte- bildet.

griert wird und daß während der Anzeigenphase Nach der Erfindung erfolgt der eigentliche Meßimpulse eines Bezugsoszillators (O 0) als Zähl- Vorgang, der anschließend in die numerische Anzeige impulse in die Ziffernanzeige niedriger Ordnung 55 umgesetzt wird, in Form einer Flußkompensation, die geleitet werden, bis der Integrationswert das Null- sich leicht störungsarm ausgestalten läßt. Die angeniveau erreicht hat (F i g. 2). strebte hohe Genauigkeit und Schnelligkeit ist durch

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der die Grobkompensation neben der Feinkompensation vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- in Verbindung mit einer Ziffernanzeige höherer und zeichnet, daß die Feinkompensation in einen 60 niedrigerer Ordnung erzielbar. Die Ziffernanzeige grobkompensierenden Schaltzustand umschaltbar höherer Ordnung können beispielsweise die höchsten ist und daß bei abgeschalteter Grobkompensation vier Stellen einer achtstelligen Dezimalzahl sein, zunächst mit der umgeschalteten Feinkompensa- deren letzte vier Stellen dann die Ziffernanzeige niedtion grobe Kompensation erfolgt, daß dann die riger Ordnung sind. Entsprechend kann die Ziffern-Grobkompensation auf den dabei erzielten Korn- 65 anzeige auch andere Stellenanzahlen umfassen, auf pensationswert eingeschaltet wird und daß dann einem anderen Zahlensystem beruhen und eine unter-Feinkompensationerfolgt(Fig.3). schiedliche Anzahl von Stellen in der höheren und

niedrigeren Ordnung umfassen. Die Grob- bzw.

Feinkompensatiou ist hinsichtlich ihrer Dimension ier zugehörigen Ziffernanzeige entsprechend auszulegen.

Die eigentliche Messung findet unter Bezugnahme auf eine Nullkompensation statt, das gibt die Möglichkeit, den dafür erforderlichen Flußdeteistor sehr einfach auszugestalten. Eine dementsprechende Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Flußdetektor zwei gegenpolig geschaltete Detektorwindungen des Transformators aufweist, deren Endanschlüsse an eine Primärwicklung eines zweiten 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 angeschlossen 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 Integrationssendwert ausgehend mittels einer Bezugsspannung entgegengesetzten Vorzeichens aus einer Bezugsspannungsquelle auf Nullniveau zurück integriert wird und daß während der Anzeigephase 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 Feinkompensation grobe Kompensation erfolgt, daß dann die Grobkompensation auf den dabei erzielten Kompensationswert eingeschaltet wird und daß dann Feinkompensation erfolgt.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein erstes, nur mit den notwendigsten Elementen ausgestattetes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit einer Automatik zum Nachstellen der Grobkompensation und

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

In Fig. 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 Feinkompensationswick-

hing 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

ίο zur Eingangsspannung proportionalen Strom auf die i rimärwicklung Ni gibt. Mit Ic ist eine konstante Bezugsstromquelle bezeichnet, deren Bezugsstrom über einen na 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 Flußdetektorwickiung Nd ist an einen Magnetflußdetektor H angeschlossen, der den magnetischen Fluß in dieser Flußdetektorwickiung Nd in eine Span-

ao nungsgröße umsetzt. Bei dem Magnetnußdetektor// kann es sich um einen aus PIEE 97, Teil II, August 1950, S. 445 bis 459, bekannten Magnetflußdetektor handeln, bei dem eine eingeprägte Wechselspannung über einen Widerstand an die Flußdetektorwickiung Nd gekoppelt wird und die zweite Harmonische, die in der ausgekoppelten Detektorspannung enthalten ist, der Amplitude des an der oder den anderen Wicklungen des Transformators eingekoppelten Stromes entspricht. Wenn eine Gleichspannung am Eingangs-

anschluß T mit einer solchen Polarität vorliegt, daß der Magnetfluß aus der Primärwicklung Ni dem aus der Grobkompensationswicklung Nx entgegengerichtet ist, dann erzeugt der Flußdetektor// eine Ausgangsspannung, deren Größe der Differenz zwischen

den magnetischen Flußgrößen aus der Primärwicklung und der Grobkompensationswicklung entspricht. Diese Spannung wird in einem Verstärker Ao verstärkt und steuert die Stromquelle/v, und zwar so, daß durch den Magnetfluß aus der Feinkompen-

sationswicklung 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_f, i_x und i_c und die entsprechenden Windungszahlen mit n_t, n_x und n_c

bezeichnet werden und der Umsetzungs-Koeffizient für die Wicklung Nc ist k, dann gilt

k (η, ι,- - n_x i_x — n_c i_c) = i_c

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

n,i_r

Wenn der Umsetzungskoeffizient des Umsetzers EiMr ist, dann gilt für die Spannung e am Anschluß Γ

r I_x mc

e = · n_x -\

m m

Da jedoch der Umsetzungskoeffizient l/r die Windungszahlen μ, und n_c sowie der Strom i'_x sämtlichst konstante Werte sind, kann man die Brüche Ti_xIn₁ und TnJn₁ durch konstante ot und β ersetzen und es ergibt sich

e — \

ßi_c

Die Konstanten a und β wählt man entsprechend aus. Der Umschalter F erzeugt dann ein Digitalsignal proportional der Anzahl der eingeschalteten Windungen der Grobkompensationswicklung Nx und dieses Digitalsystem umfaßt die vier Ziffernstellen höherer Ordnung der auf der numerischen Skala S angestrebten achtstelligen numerischen Anzeige des Wertes der am Anschluß Γ eingespeisten Eingangsspannung. Die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao wird in einen Analogdigitalumsetzer V eingespeist, der daraufhin eine Digitalanzeige der vier Stellen niedriger Ordnung der achtstelligen Anzeige-Ziffer 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 Skalenbereichs kann man also die Meßwerte genau ziffernmäßig zur Anzeige bringen. Bemerkenswert ist noch die Tatsache, daß die durch den Transformator C hervorgerufenen Störgeräusche auf Grund 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. Bemerkenswert ist schließlich, daß der Eingangsanschluß T nur an die Primärwicklung M angeschlossen ist, so daß man das Eingangspotential frei wählen kann und man durch Kurzschließen des Eingangsanschlusses eine Driftkompensation innerhalb der angeschlossenen Schaltung vornehmen kann, halb der angeschlossenen Schaltung vornehmen kann. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind einige Schaltelemente die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1. Diese Schaltelemente sind dann mit gleichen Bezugsziffern wie auch in F i g. 1 bezeichnet. An Stelle der Flußdetektorwicklung Nd sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zwei Flußdetektorwicklungen NdI und Nd 2 vorgesehen, die mit umgekehrtem Wicklungssinn in Reihe geschaltet sind. Wie auch bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 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 /v angeschlossen, zum Unterschied gegenüber Fig. 1, jedoch unter Zwischenschaltung eines Widerstandes Re. Die beiden Enden der Flußdetektorwicklungen

ίο NdI und NdI liegen an den beiden Enden der Sekundärwicklung eines Transformators M. Mit 01 ist ein Oszillator bezeichnet, dessen Ausgangsspannung an die Primärwicklung des Transformators M 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 Nd 1 und NdI liegt. Die Ausgangsspannung des OszillatorsCl wnd

ίο außerdem in den Demodulator D eingespeist, so daß dieser Demodulator über die Oszillatorspannung demoduliert. Es ergibt sich dadurch folgende Arbeitsweise. Im Falle daß in dem Transformator C kein magnetischer Fluß entsteht, sind die Impedanzen der

as Wicklungen Nd 1 und Ndl zueinander gleich, und es gelangt kein Eingangssignal in den Demodulator. Wenn 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 Eingang. 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 Gleich-

stromfluß in dem Transformator C entspricht

Bei Beginn des Umsetzerbetriebes gelangt von einem Steuergerät K ein Signal an den Verstärker Ao und an die KippschaltgliederQ1 und Ql, das für eine kurze Zeitspanne die Verstärkung des Ver-

stärkers Ao herabgesetzt und das Kippschaltglied Q1 einschaltet und das Kippschakglied Ql abschaltet. Ein Polaritätsdetektor P stellt die Polarität der Ausgangsspannung des Verstärkers Ao fest und damit die Richtung des magnetischen Flusses in dem TransformatorC und gibt ein entsprechendes Detektorsignal an das Schaltglied Q1 und das Steuergerät K. Ein Impulsgenerator O 2 erzeugt Taktimpulse, die an das Schaltglied Q1 gelangen. Jedesmal wenn ein Taktimpuls auftritt, schaltet das Schaltglied Öl den Um-

schalter Fl von einem Anschluß der Grobkompensationswicklung Nx auf die nächste, wobei die Fortschaltrichtung durch die Richtung des magnetischen Flusses in dem Transformator C bestimmt wird. Der magnetische Fluß in dem Transformator nimmt demzufolge mit jedem Schaltvorgang stufenweise ab und entsprechend nimmt auch die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao stufenweise ab. Der DetektorZl überprüft die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao, und sobald diese den Wert Null erreicht, erzeugt der Detektor Zl ein Ausgangssignal, das an das Schaltglied Ql gelangt und dieses abschaltet, so daß der Umschalter Fl nunmehr in der erreichten Umschaltstellung stehenbleibt. Die Zahl der angeschlossenen Windungen der Grobkompensationswicklung Nx ist nun so groß, daß der Fluß aus der Primärwicklung Ni weitgehend kompensiert ist. Da in diesem Schaltzustand das Schaltglied Ql abgeschaltet ist, fließt durch die Feinkompensationswicklung kein Strom.

Jedesmal wenn durch das Schaltsignal aus dem Schaltglied Q1 der Umschalter F um einen Schritt weitergeschaltet wird, gelangt ein Signal zur Weiterzählung der Anzeige höherer Ordnung an die numerische Skala S, die die Schaltstellungen des UmschaltersF auf diese Weise mitzählt. Sobald das Ausgangssignal des Detektors Zl 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 Ql ab, so daß nun die Verstärkung des Verstärkers Ao wieder auf einen höheren Wert ansteigt, das Schaltglied Ql abgeschaltet wird bzw. abgeschaltet gehalten wird, so daß der Umschalter F seine Stellung beibehält und das Schaltglied öl eingeschaltet wird. Das Ausgangssignal des Polarisationsdetektors gelangt an das SchaltgliedQl, 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 Feinkompensationswicklung Nc kompensiert wird. Der Magnetfluß in dem Transformator C wird nun restlos kompensiert, und es stellt sich ein stabiler Zustand entsprechend der oben angegebenen Gleichung 1 ein. Ein dem Stromfluß in der Feinkompensationswicklune Nc entsprechender Spannungsabfall über dem Widerstand Re gelangt über einen Schaltkreis W in einen Integrator Λ/. Der Integrator Ai beginnt mit der Integration des Stroms in der Feinkompensationswicklung Nc, jedoch nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit gelangt ein Signa! aus dem Steuergerät an den Schaltkreis W sowie an eine Torschaltung Go. Sobald daraufhin der Integrator mit der Integration der Spannung des Bezugspotentials Eo beginnt, öffnet sich die Torschaltung Go und das Ausgangssignal des Bezugsoszillators O 3 wird der Anzeige niedriger Ordnung in der Skala 8 zuaddiert. Die Bezugsspannung der Spannungsquelle Eo hat eine solche Polarität, daß die Ausgangsspannung des Integrators Ai verringert wird. Dies wird gesteuert durch das Ausgangssignal des Polaritätsdetektors P, das in die Spannungsquelle Eo steuernd eingespeist wird. Nachdem also der Stromfluß in der Feinkompensationswicklung Nc für eine vorbestimmte Zeitspanne integriert worden ist, beginnt der Integrator Ai eine Bezugsspannung entgegengesetzten Vorzeichens zu integrieren. Mit Beginn der Integration des Bezugspotentials wird an der numerischen Skala S zu der Ziffer niedriger Ordnung die Anzahl der Ausgangsimpulse des Bezugsoszillators O3 addiert oder subtrahiert, und zwar ausgelöst durch ein Auslösesignal des Steuergerätes K. Das Ausgangssignal des Integrators Ai fällt dabei langsam ab und wird 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 daraufhin. Die Folge ist, daß an der numerischen Skala S über die Ziffern niedriger Ordnung ein digitaler Wert proportional zum Stromfluß in der Feinkompensationswicklung Nc gezählt wird. Mit dem Ende dieser Zählung gelangt das Ausgangssignal des Detektors Z 2 auch an das Steuergerät K, das daraufhin ein Anzcigesignal an das Anzeigegerät L abgibt, das mit allen seinen Stufen an die numerische Skala 5 angeschlossen ist und auf Grund dieses Anzeigesignals die Ziffernstellung in der Skala 5 übernimmt.

Nach Fig. 3 ist.die Feinkompensationswicklung Nc des Transformators C über einen zweistufigen Widerstand Rv an die variable Spannungsquelle Ev angeschlossen. Der Widerstand Rv kann einen hohen und einen niedrigen Widerstandswert annehmen. Zunächst gelangt von dem Steuergerät K ein Signal an den Widerstand Rv, das diesen auf seinen niedrigen Widerstandswert schaltet. Das Schaltglied Ql hält die Grobkompensationswicklung Nx von der Stromquelle Ic abgeschaltet. In diesem Schaltzustand steuert die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao die variable Spannungsquelle Ev, so daß 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 den Integrator Ai. Sobald eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, gelangt von dem Steuergerät K ein Signal an den Schaltkreis W, so daß nun statt des Ausgangspotentials des Verstärkers A ο das der Bezugsspannungsquelle Eo an den Integrator /i/ge'angt. Dei Polaritätsdetektor P prüft die Polarität der Ausgangsspannung des Verstärkers/1 ο und gibt ein der Polarität entsprechendes Ausgangssignal an den Bezugsspannungsgenerator Eo, dessen Ausgangsspannung daraufhin eine solche Polarität annimmt, daß die Ausgangsspannung des Integrators reduziert wird Der Integrator/1/ integriert also eine Spannung proportional dem Stromfluß in der Feinkompensationswicklung Nc, und zwar über eine vorbestimmte Zeit Nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeit integriert ei die Ausgangsspannung des Bezugspotentials, die entgegengesetztes Vorzeichen hat. Mit der Umschaltung des Schaltkreises W gelangt auch ein Signal voir Steuergerät K an den Torkreis G1 und der Torkrei: öffnet, so daß das Ausgangssignal des Bezugsoszillators O3 der Anzeige höherer Ordnung, z.B. dei fünften Ziffer der numerischen Skala 5 zuaddier wird. Sobald die Ausgangsspannung des Integrator: Ai das Nullniveau erreicht, erzeugt der Niveaudetektor Z 2 ein Ausgangssignal und schließt die Torschaltung Gl. Demzufolge wird also ein Ziffernwert proportional dem Stromfluß in der Feinkompensationswicklung Nc auf die Zählposition höherer Ord nung, das ist im Beispiel die erste, zweite, dritte unc vierte Stellenposition zuaddiert. Nachdem dies ge schehen ist, gelangt, ausgelöst durch den Detektoi Z 2, ein Signal vom Steuergerät K an das Schaltgliec Ql, woraufhin der SchalterF die Grobkompen sationswicklung Nx auf einen Wert schaltet, der den erwähnten Ziffernwert entspricht. Gleichzeitig ge langt von dem Steuergerät K ein Signal an den Wider stand Rv, das diesen auf seinen höheren Wert um schaltet. Der Stromfluß in der Feinkompensations wicklung Nc verringert sich damit auf einen seh kleinen Wert, und der Magnetfluß der Primärwick lung Ni wird nunmehr im wesentlichen durch dei Magnetfluß der Grobkompensationswicklung N; kompensiert, der wegen der erwähnten Umschaltunj dieser Grobkompensationswicklung Nx die dazu er forderliche Größe hat. Da die Snannungsquelle Ei durch die Ausgangsspannung des Verstärkers Ao ge steuert wird, wird der Strom in der Feinkompen sationswicklung Nc sehr genau auf einen Wer justiert, mit dem der Magnetfluß in dem Transfor

509 644/10

niator .ν vollständig eliminiert ist. Gleichzeitig mit Inbetriebnahme des Schaltgliedes Q1 fällt das Signa! des Steuergerätes K, das an den Umschalter W gelangte, ab. Der Spannungsausgang des Verstärkers Ao gelangt nun wie oben beschrieben in den Integrator/l 1, und sobald eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, wird der Schaltkreis W wieder umgeschaltet und die 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 Steuergerät K ein Signal an die Torschaltung G 2, die daraufhin öffnet, so daß das Ausgangssignal des Bezugsoszillators O 3 an die numerische Skala 5 gelangt und dort der Anzeige niedriger Ordnung zuaddiert wird. Das Steuergerät K schaltet nach Maßgabe des Ausgangssignals des Polaritätsdetektors P

10

die SkalaS auf Addition oder Subtraktion. Sobald das Ausgangssignal des Integrators Ai das Nullniveau erreicht, erzeugt der DetektorZ 2 ein Ausgangssignal, wodurch die TorschaltungG2 geschlossen wird. Dei digitale Wert in den ZirTernpositionen niedriger Ordnung, das ist die vierte, fünfte, sechste und siebente ZifTcrnposilion der numerischen Skala S, ist nun proportional im Stromfluß in der Feinkompensationswicklung/Vc. Im Anschluß daran gelangt vom Steuergerät K ein Signal an die Anzeigevorrichtung L, die daraufhin die Ziffernstellung aus der Skala5 übernimmt und zur Anzeige bringt.

Die in der Beschreibung zur F i g. 3 nicht besonders erwähnten Elemente sind genauso aufgebaut und haben auch die gleiche Funktion wie die mit dei gleichen Bezugsziffer bezeichneten Elemente aus der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 ρ ... Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mehr- ratentansprucne: stelligen numerischen Gleichstromanzeige, mit einem

1. Vorrichtung zur mehrstelligen numerischen Transformator, an dessen Primärwicklung der an-

Gleichstromanzeige, mit einem Trarjäformator, an zuzeigende Gleichstrom eingekoppelt wird,

dessen Primärwicklung der anzuzeigende Gleich- 5 Aus der deutschen Patentschrift 8 85 889 ist es be-

strom eingekoppelt wird, dadurch gekenn- kannt, Gleichströme dadurch zu messen, daß auf

zeichnet, daß an den Transformator (C) eine einem Eisenkern mit drei Wicklungen der ersten

an eine Ziffernanzeige hoher Ordnung ange- Wicklung der zu messende Gleichstrom und der zwei-

schlossene, nachstellbare Grobkompensation für ten Wicklung ein Wechselstrom zugeführt wird. An

den Magnetfluß, eine an eine Ziffernanzeige nied- io der dritten Wicklung wird eine Wechselspannung ab-

riger Ordnung angeschlossene, nachjustierbare genommen, deren Amplitude der Größe des Meß-

Feinkompensation für den Magnetfluß und ein stromes proportional ist.

Flußdetektor (H) zur Messung erfolgter Magnet- Bei einer aus der DT-AS 10 17 702 bekannten

flußkompensation angeschlossen sind und dsß* die Vorrichtung der eingangs genannten Art werden

Grobkompensation eine Grobkompensationswick- 15 mehrere Magnetkerne gemeinsam mit dem Gleich-

lung (Nx) des Transformators (C) mit mehreren strom angesteuert. Die Kerne werden durch einen

Abgriffen aufweist, die über einen Umschalter eingesteuerten Impulsstrom entsprechend der Digi-

(F) mit verschiedenen Windungszahlen an eine talisierung stufenweise unterschiedlich magnetisiert

Bezugsstromquelle (Ic) anschließbar ist und daß und ändern das Vorzeichen ihrer Magnetisierung in

die Feinkompensation eine Feinkompensations- ao Abhängigkeit davon, ob der Gleichstrom einen durch

wicklung (Nc) des Transformators (C) aufweist, die Magnetisierung des betreffenden Kerns gege-

die an eine feinverstellbare Stromquelle (Iv) an- benen Schwellwert überschreitet oder nicht; daraus

geschlossen ist und daß diese Stromquelle als schließlich wird die digitalisierte Meßgröße abge-

Stellglied mit dem Flußdetektor als Meßglied leitet. Diese Vorrichtung ist wegen der zugrunde

einen Regler zur Nullkompensation des Magnet- 25 liegenden Schwellwertmessung, wenn man nicht er-

flusses im Transformator (C) bildet. heblichen zusätzlichen Aufwand in Kauf nehmen