DE2166400C3 - Elektronischer Elektrizitätszähler - Google Patents

Description

. Die Lichtimpulse können mit einem in der F i g. 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektroni- dargestellten Abtastkopf 9 abgetastet werden. Dieser sehen Elektrizitätszähler mit einer Vorrichtung zur 50 besteht im wesentlichen aus einem in einem topfför-Erzeugung einer Pulsspannung mit leistungspropor- migen Gehäuse 10 angeordneten lichtelektrischen tionaler Pulsfrequenz, die über einen Pulsuntersetzer Wandler mit einem Lichtfühler 11 und einem Verein Zählwerk zur Anzeige des elektrischen Ver- stärker 12. Die Speisung des Verstärkers 12 und die brauchs ansteuert. Übertragung der Ausgangsimpulse desselben zu

Bei Elektrizitätszählern dieser Art stellt die von 55 einem nicht dargestellten Kontroll-Zählgerät erfolgt der elektronischen Muitiplikationseinrichtung bzw. über ein Kabel 13. Auf der Frontseite des Abtast-•, die von einem der Multiplikationseinrichtung nach- kopfes 9 ist ein in gleicher Weise wie der Haltema-

U geschalteten Strom-Frequenz-Wandler erzeugte Puls- gnet 6 des Elektrizitätszählers permanent magneti-

frequenz die Ausgangsgröße des eigentlichen Meß- sierter ringförmiger Haltemagnet 14 angeordnet, in

l\ Werkes dar. Es ist deshalb zweckmäßig, diese Puls- 60 dessen Inneren der Lichtfühler 11 koaxial gelagert ist.

frequenz als für verschiedene Zählertypen gleiche Bei der Kontrolle des Elektrizitätszähler* wird der

_s._f Zählerkonstante zu wählen und zur Anpassung der Abtastkopf 9 an der Stelle des Lichlsenders 5 auf den

einzelnen Zählertypen an die jeweiligen Anforderun- Gehäusedeckel 7 gelegt, wo er sich durch die gcgengen lediglich das Teilverhältnis des dem Zählwerk seitige magnetische Anziehung der Haltemagnete 6 vorgeschalteten Untersetzers zu variieren. 6_S und 14 selbsttätig in der richtigen Stellung zentriert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine und festhält. Die Lichtimpulse werden nun vom Möglichkeit zu schaffen, die es gestattet, zur Kon- Lichtfühler 11 empfangen, in elektrische Signale umtrolle des Zählers die der Leistung proportionale Im- gewandelt und dem Kontroll-Zählgerät eingegeben.

Um bei möglichst geringer Verlustleistung ein großes Sendesignal zu erzielen, ist es vorteilhaft, den Lichtsender 5 mit sehr kurzen Impulsen anzusteuern. Hierzu dient der in der F i g. 1 mit 4 bezeichnete Block, dessen Einzelheiten aus der F i g. 3 hervergehen.

In der F i g. 3 bedeutet 15 ein Kondensator, der über einen Widerstand 16 und Klemmen 17, 18 aus einer Gleichspaanungsquelle aufgeladen wird. Die aus dem Lichtsender 5 — hier eine GaAs-Diode — und einem Schalttransistor 19 gebildete Reihenschaltung ist dem Kondensator 15 parallel geschaltet. Die Basis des Schalttransistors 19 ist über einen Widerstand 20 mit dem Ausgang der Multiplikationseinrichtung 1 (F i g. 1) verbunden.

Bei jedem Ausgangsimpuls der Multiplikationseinrichtung 1 schaltet der Schalttransistor 19 durch, und der Kondensator 15 wird mit einer Zeitkonstante von vorzugsweise etwa einer Mikrpsekunde über die GaAs-Diode 5 entladen, wobei eine Impulsamplitude von etwa 0,5 Ampere auftritt. Wenn der Kondensator 15 entladen ist, fließt bis zum Ende des Ausgangsimpulses der Multiplikationseinrichtung 1 ein durch den Widerstand 16 bestimmter Strom durch die GaAs-Diode 5. Damit ist dafür gesorgt, daß die Lichtimpulse auch für das Auge sichtbar sind.

In der Fig.4 bedeutet 21 das Ausgangssignal der Multiplikationseinrichtung 1 und 22 den durch die GaAs-Diode 5 fließenden Strom, der sich aus der Überlagerung schmaler Impulse 23 mit großer Amplitude und breiter Impulse 24 mit kleiner Amplitude ergibt.

Die Ansteuerung des Lichtsenders mit kurzen Impulsen bringt außer den bereits genannten Vorzügen noch den Vorteil mit sich, daß der Einfluß von Fremdlicht auf die Signalübertragung ausgeschaltet werden kann, wenn der licht-elektrische Wandler 11, 12 des Abfastkopfes 9 so ausgebildet wird, daß er nur auf impulsförmige Signale anspricht. Ein Wandler, der diese Bedingung erfüllt und außerdem ein monostabiles Verhalten aufweist, ist in der F i g. 5 dargestellt.

In der F i g. 5 führt ein Strompfad von einer Speiseklemme 25 über einen Kollektorwiderstand 26, einen Ladewiderstand 27 und den Lichtfühler 11 zur

ίο anderen Speiseklemme 28. Der Verbindungspunkt zwischen dem Ladewiderstand 27 und dem Lichtfühler 11 ist über einen Kondensator 29 an den Eingang eines rückgekoppelten Verstärkers 30 gekoppelt, dessen Ausgang zur Basis eines Transistors 31 führt. Die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors ist zwischen den Kollektorwiderstand 26 und die Speiseklemms 28 geschaltet.

Als Lichtfühler 11 dient vorzugsweise eine auf Grund ihrer inneren Struktur sehr schnell ansprechende PTN-Fotodiode. Beim Eintr.ien eines Lichtimpulses flieSt in dieser Fotodiode eir Strom, der über den Kondensator 29 an den Eingang des Verstärkers 30 gelangt und an dessen Ausgang einen Spannungssprung hervorruft, wodurch der Transistor

a5 31 in den. leitenden Zustand gesteuert wird. Am Kollektorwiderstand 26, der niederohmiger ist als der Ladewiderstand 27, entsteht ebenfalls ein Spannungssprung, der über den Ladewiderstand 27 und den Kondensator 29 an den Eingang djs Verstärkers 30 zurückgeführt wird, und den Transistor 31 während einer durch die Zeitkonstante des ÄC-Gliedes 27, 29 bestimmten Dauer durchsteuert. Die Spannung über dem Kollektorwiderstand 26 nimmt dann wieder ab, und die als monostabiler Multivibrator arbeitende Schaltung kippt in den ursprünglichen Zustand zurück.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 pulsfrequenz auf einfache Weise von außen zu mes- Patentansprüche; sen. Hierbei müssen die sich aus der Technik der Elektrizitätszähler ergebenden Randbedingungen er-

1. Elektronischer Elektrizitätszähler mit einer füllt werden, daß das Zählergehäuse bei der Kon-Vorrichtung zur Erzeugung einer Pulsspannung 5 trolle nicht geöffnet, die Anschlußklemmenzahl des mit leistungsproportionaler Pulsfrequenz, die Zählers nichl vergrößert und die Impulsfrequenz über einen Pulsuntersetzer ein Zählwerk zur An- . nicht ohne galvanische Trennung abgetastet werden zeige des elektrischen Verbrauchs ansteuert, da- darf.

durch gekennzeichnet, daß in den EIek- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

trizitätszähler ein hinter einem transparenten Teil io löst, daß in den Elektrizitätszähler ein hinter einem

(7) des Zählergehäuses liegender, von der lei- transparenten Teil des Zählergehäuses liegender, von

stungsproportionalen Pulsspannung gespeister der leistungsproportionalen Pulsspannung gespeister

Lichtsender (5) eingebaut ist. Lichtsender eingebaut ist.

2. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, da- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erdurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (5) 15 findung an Hand der Zeichnungen näher erläutert, im sichtbaren Bereich Licht aussendet. Es zeigt

3. Elektrizitätszähler nach Anspruch2, da- Fig. 1 einen Elektrizitätszähler in schematischer durch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (S) Darstellung,

eine GaAs-Diode ist. F i g. 2 einen Abtastkopf im Schnitt,

4. Elektridtätszähler nach Anspruch 2 oder 3, 20 F i g. 3 ein Schaltschema,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (5) F i g. 4 ein Impulsdiagramm und
unter Zwischenschaltung eines Impulsformers (4) F i g. 5 ein weiteres Schaltschema.

angesteuert wird, der die Eingangsrechteckim- In der F i g. 1 bedeutet 1 eine elektronische Multi-

pulse in schmale Impulse (23) mit großer Ampli- plikationseinrichtung, der die Spannung U und der tude und diesen überlagerte breite Impulse (24) 15 Strom / eines elektrischen Verbrauchers als Einmitkleiner Amplitude umformt, gangsgrößen zugeführt sind. Am Ausgang der Ein-

5. Elektrizitätszähler nach Anspruch 4, ge- richtung 1 erscheint eine Impulsfolge "mit einer der kennzeichnet durch eine aus einer Gleichspan- Leistung proportionalen Impulsfrequenz. Diese steunungsquelle gespeiste Reihenschaltung eines ert einerseits über einen elektronischen Untersetzer 2 Widerstandes (16) und eines Kondensators (15) 30 ein Zählwerk 3 und andererseits über einen Block 4 sowie durch eine dem Kondensator (15) parallel- einen Lichtsender 5.

geschaltete Reihenschaltung einer lichtaussenden- Der Lichtsender 5 ist koaxial im Inneren eines

den Diode (5) und der Kollekcor-Emitter-Strecke ringförmigen permanent magnetisieren Haltemagne-

eines Schalttransistors \1P), dessen Basis über len 6 angeordnet, und zwar unmittelbar hinter einem

einen Widerstand (20) Impuls, der Multiplika- 35 nur andeutungsweise dargestellten Gehäusedeckel 7

tionseinrichtung (1) des Zählers zugeführt wer- aus transparentem Material. Der Lichtsender 5 kann

^de"· aber auch hinter einer transparenten Stelle eines im

6. Elektrizitätszähler nach einem der An- übrigen nicht lichtdurchlässigen Gehäuseteils des Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß un- Elektrizitätszählers angeorduet sei.*;. Der Haltemamittelbar hinter dem transparenten Teil (7) des 40 gnet 6 ist in nicht näher dargestellter Weise auf einem Zählergehäuses und koaxial zum Lichtsender (5) Träger 8 des Zählers befestigt.

ein ringförmiger Haltemagnet (6) angeordnet ist. Der Lichtsender 5 wandelt die von der Multiplika

tionseinrichtung 1 abgegebenen elektrischen Impulse in Lichtimpulse um. Vorzugsweise wird als Lichtsen-

45 der eine im sichtbaren Bereich Licht aussendende

GaAs-Diode verwendet, so daß sichtbar gemacht wird, ob der Zähler in Betrieb ist oder nicht.