DE2212201C3

DE2212201C3 - Overload protection for sensitive electrical measuring devices

Info

Publication number: DE2212201C3
Application number: DE19722212201
Authority: DE
Inventors: Johann Dr. Wien Kluegel
Original assignee: GOSSEN GmbH 8520 ERLANGEN
Current assignee: GOSSEN GmbH 8520 ERLANGEN
Priority date: 1971-03-15
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1974-07-11
Also published as: DE2212201B2; AT312094B; DE2212201A1

Description

Die im folgenden näher beschriebene Erfindung betrifft einen Ü( erlastungsschutz für empfindliche elektrische Meßgeräte durch Schmelzen eines im Eingangskreis liegenden Schmel. Jrahts. Ein derartiger Überlastungsschutz soll kurzzeitig ansprechen, den Eingangskreis weder durch einen großen Serienwider· stand noch durch einen kleinen Parallelwiderstand beeinflussen, auf sehr kleine Ströme sicher ansprechen und keine Quelle von Störspannungen sein.The invention described in more detail below relates to an overload protection for sensitive electrical Measuring devices by melting a melt lying in the input circle. Jrahts. One of those Overload protection should respond briefly, the input circuit neither through a large series resistance was still influenced by a small parallel resistance, respond safely to very small currents and not be a source of interference voltages.

Die Verwendung eines im Eingangskreis liegenden Schmelzdrahts hat gegenüber mechanischen Kontakten den Vorteil einer zuverlässigen Verbindung. Durch die Verwendung eines Schmelzdrahts wird auch das Auftreten von Thermospannungen bei Raumtemperatur sicher vermieden. Der Schutz von empfindlichen Meßgeräten durch Dioden, die parallel zu den empfindlichen Teilen des Geräts liegen, hat den Nachteil, daß nur diese empfindlichen Teile geschützt werden, während das Gerät selbst von der überlastenden Meßquelle nicht abgeschaltet wird.The use of a fuse wire in the input circuit has mechanical contacts the advantage of a reliable connection. Using a fuse wire will make that too The occurrence of thermal voltages at room temperature is reliably avoided. Protection of sensitive Measuring devices by means of diodes, which are parallel to the sensitive parts of the device, has the disadvantage that only these sensitive parts are protected, while the device itself from the overloading measuring source is not switched off.

Durch das deutsche Patent 854 968 ist bereits eine Sicherungsanordnung bekannt geworden, die bei Überschreiten der zulässigen Stromstärke eines Kreises dadurch einen anderen Kreis unterbricht, daß durch das Schließen eines eine Hilfsspannung enthaltenden dritten Kreises eine Lötstelle in dem zweiten Kreis elektrisch durchgeschmolzen und dadurch die Unterbrechung bewirkt wird. Die Verwendung einer Lötstelle hat aber den Nachteil, daß die Abschaltung wegen der Wärmekapazität der Lötstelle nur mit einer gewissen Zeitverzögerung erfolgt, wobei die aufzuwendende Energie verhältnismäßig hoch ist.Through the German patent 854 968 a fuse arrangement is already known, which at Exceeding the permissible current strength of a circuit thereby interrupts another circuit that by closing a third circuit containing an auxiliary voltage, a soldering point in the second Circuit melted through electrically, thereby causing the interruption. The usage a solder joint has the disadvantage that the shutdown is due to the heat capacity of the solder joint only takes place with a certain time delay, whereby the energy required is relatively high is.

In der französischen Patentschrift 1 024 650 sowie in der USA.-Patentschrift 1 606 143 sind Anordnungen beschrieben, bei denen die Sicherung der einzclnen Meßbereiche oder der Meßwerkspule jeweils mittels eines Drahts erfolgt, der bei Überlastung schmilzt, wobei jedoch die Energie zum Durcho^irfden deutschen Auslegeschriften 1 065 027 und 1 242 293 vorgesehenen Relais, die im Überlastungsfall ansprechen und durch die der Meßkreis unterbrochen oder die Meßwerkspule kurzgeschlossen wird sind ebenfalls nur begrenzt anwendbar. Relaiskontakte im Meßkreis sind unzuverlässig. Sie können außerdem als Erzeuger von Störspannungen, vor allem Thermospannungen, wirken. Relaisspulen benötigen ebenfalls Energie, außerdem ist die Gefchr von Brummeinstreuungen in den hochohmigen Meßkreis gegeben.In the French patent specification 1 024 650 as well as in the USA patent specification 1 606 143 are arrangements in which the safeguarding of the individual measuring ranges or the measuring mechanism coil, respectively takes place by means of a wire which melts when overloaded, but the energy flows through German Auslegeschriften 1 065 027 and 1 242 293 provided relays, which in case of overload respond and by which the measuring circuit is interrupted or the measuring element coil is short-circuited is also only applicable to a limited extent. Relay contacts in the measuring circuit are unreliable. she can also act as generators of interference voltages, especially thermal voltages. Relay coils also need energy, in addition, the Gefchr given by hum interference in the high-resistance measuring circuit.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Meßgeräte zur Messung auch höherer Spannungen mit großer Auflösung vor Überlastung infolge Fei,! manipulation unter Umgehung der erwähnten Nach teile zu sichern. Dies soll in der Hauptsache dur^, schnelles Schmelzen eines im Eingangskreis liege den, in Serie geschalteten Schmelzdrahts geschehen.The invention was therefore based on the object of providing measuring devices for measuring even higher voltages with great resolution from overload due to Fei ,! manipulation bypassing the mentioned post parts to secure. This should mainly be done by ^, rapid melting of a fuse wire connected in series occurs in the input circuit.

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadur gelöst, daß ein aufgeladener Kondensator durch ti gesteuertes Relais an den Schmelzdraht gelegt wit.. wobei das Relais selbst ein Reed-Relais ist, das \.\i einem monostabilen Multivibrator gesteuert wird un , wobei weiterhui eine Triggerstufe, die einen Fotowiderstand enthält, den Multivibrator zum Kippe bringt, sobald die Überlast im Eingangskreis eine i.! ihm enthaltene Glimmlampe zum Zünden bringt.This object is now achieved according to the invention in that a charged capacitor is replaced by ti controlled relay connected to the fuse wire wit .. whereby the relay itself is a reed relay, the \. \ i a monostable multivibrator is controlled and a trigger stage, which is a photo resistor contains, causes the multivibrator to tip over as soon as the overload in the input circuit shows an i.! it brings the glow lamp contained to ignite.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist iu a·:.· Zeichnung näher dargestellt. Der Meßkreis besteh: aus den beiden Eingangsklemmen 1 und 2, der-. Schmelzdraht 3 und dem zu schützenden Meßgerät 4. Parallel zu letzterem liegen der Widerstand 5 und ak Glimmlampe 6, die mit einem Fotowiuerstand 7 optisch gekoppelt ist. Dieser Fotowiderstand liegt seinerseits im Basiskreis einei Tnggerstufe, die aus den Bauelementen 8 bis 13 bestent. Weiterhin ist eir.L monostabile Kippstufe vorhanden, die aus den Bauteilen 14 bis 23 besteht. Im Kollektorkreis des Transistors 24 liegt die Erregerwicklung des Reed-Relais 25, das die beiden Kontakte 26 und 27 steuert. Im Normalzustand wird über eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Widerstand 29 und den Kontakten 26 und 27, der Kondensator 28 mittels einer zwischen den Klemmen 31 und 32 liegenden Hilfsspannung aufgeladen. Beim Ansprechen des Reed-Relais werden die Kontakte 26 und 27 gleichzeitig umgeschaltet, so daß der geladene Kondensator 28 über den Widerstand 30 parallel zum Schmelzdraht 3 liegt.An embodiment of the invention is a · iu: · illustrated drawings.. The measuring circuit consists of the two input terminals 1 and 2, the-. Fuse wire 3 and 4 to be protected measuring device parallel to the latter are of the resistor 5 and ak glow lamp 6, which is optically coupled to a Fotowiuerstand. 7 This photoresistor is in turn in the base circle of a Tnggerstufe that consists of the components 8 to 13. There is also eir.L monostable multivibrator, which consists of components 14 to 23. The excitation winding of the reed relay 25, which controls the two contacts 26 and 27, is located in the collector circuit of the transistor 24. In the normal state, the capacitor 28 is charged by means of an auxiliary voltage between the terminals 31 and 32 via a series circuit consisting of a resistor 29 and the contacts 26 and 27. When the reed relay responds, the contacts 26 and 27 are switched over at the same time, so that the charged capacitor 28 is parallel to the fuse wire 3 via the resistor 30.

Diese Anordnung arbeitet folgendermaßen:This arrangement works as follows:

Wird durch eine Überlast im Eingangskreis die Zündspannung der Glimmlampe 6 überschritten, leuchtet letztere auf und setzt damit den Widerstand des Fotowiderstands 7 impulsartig herab. Durch die optische Kopplung der Glimmlampe 6 und des Fotowiderstands 7 wird eine vollständige elektrische Isolierung des Eingangskreises von dem Steuerstromkreis erreicht. Der durch die Widerstandsverringerung des Fotowiderstands entstehende Entladestromstoß des Kondensators 13 leitet den Kippvorgang der monostabilen Kippstufe ein, deren Gleichgewichtszustand dadurch gekennzeichnet ist, daß der Transistor 15 leitend und der Transistor 14 gesperrt ist. Während der Zeitdauer der labilen Periode öffnet der Transistor 24, in dessen Kollektorkreis die Erreger-If the ignition voltage of glow lamp 6 is exceeded due to an overload in the input circuit, the latter lights up and thus reduces the resistance of the photoresistor 7 in a pulsed manner. Through the optical coupling of the glow lamp 6 and the photoresistor 7 is a complete electrical insulation of the input circuit reached by the control circuit. The one through the drag reduction the discharge current surge of the capacitor 13 resulting from the photoresistor conducts the flip-over process of the monostable multivibrator, whose state of equilibrium is characterized in that the transistor 15 is conductive and transistor 14 is blocked. The opens during the unstable period Transistor 24, in whose collector circuit the excitation

wicklung des Reed-Relais 25 liegt: Die Kontakte 26 und 27 schalten um und entladen den Kondensator 28 über den Begrenzungswiderstand 30 und den Schmelzdraht 3. Letzterer schmilzt durch. Beim Zurückkippen des Multivibrators fallen die Kontakte 26 und 27 wieder ab, wodurch der Meßkreis unterbrochen ist.winding of the reed relay 25 is: The contacts 26 and 27 switch over and discharge the capacitor 28 Via the limiting resistor 30 and the fuse wire 3. The latter melts through. When tilting back of the multivibrator, the contacts 26 and 27 drop again, whereby the measuring circuit is interrupted.

Die geschilderte Anordnung besitzt folgende Vorteile: The described arrangement has the following advantages:

1. Das Relais 25 kann unempfindlich sein, da es vom Hilfsstromkreis gespeist wird. Damit ist es möglich, Relais mit sehr kurzer Ansprechzeit zu verwenden.1. The relay 25 can be insensitive because it is fed from the auxiliary circuit. So that's it possible to use relays with a very short response time.

2. Dem Meßkreis wird praktisch keine elektrische Energie entnommen, .... . , .2. Practically no electrical energy is taken from the measuring circuit, ..... ,.

3, Störspannungen, wie sie beispielsweise durch Brummeinstreuung in Relaisspulen, durch Unzuverlässigkeit von Relaiskontakten sowie durch ihre Thermospannungen auftreten, werden vermieden. . .,..,3, interference voltages, such as those caused by hum interference in relay coils, due to unreliability Relay contacts and their thermal voltages are avoided. . ., ..,

Trotz des Vorhandenseins einer HilfsspannungDespite the presence of an auxiliary voltage

' wird in den hochohmigen Meßkreis kein die'There is no die in the high-resistance measuring circuit

Messung verfälschender Störstrom geliefert, daMeasurement of distorting interference current delivered, there

nur im Überlastfall ein kurzzeitiges Umschaltenbrief switching only in the event of an overload

von Relaiskontakten stattfindet.of relay contacts takes place.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Overload protection for sensitive electrical measuring devices with one in the input circuit lying wire is brought to melt, characterized in that a charged Capacitor (28) is placed on the fuse wire (3) by a controlled relay (25) and the discharge current of the capacitor melts the wire (3).

2. Overload protection according to claim I _1, characterized in that the capacitor (28) with the help of a monostable multivibrator (14 to 23) controlled reed relay (25) is placed on the fuse wire (3) for a limited time.

3. Overload protection according to claim 1 and 2, characterized in that the triggering of the monostable multivibrator (14 to 23) by igniting a parallel to the one to be protected Measuring circuit lying glow lamp (6) takes place, the ignition flash via an optically coupled Photo resistor (7) in the base circle of a trigger stage (8 to 13) to the multivibrator (14 to 23) Tilting brings.

melt the fuse must be taken from the measurement source. For measuring devices for measurement This type of fails with high-resistance voltage sources