DE2339856A1

DE2339856A1 - Strommesseinrichtung

Info

Publication number: DE2339856A1
Application number: DE19732339856
Authority: DE
Inventors: Klaus Kapeller
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1973-08-07
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1975-02-13

Description

Strommeßeinri chtung

Die Erfindung betrifft eine Strommeßeinrichtung, enthaltend einen Stromwandler, welcher sekundärseitig von einem netzwerk abgeschlossen ist.

Probl ernste'llung'

Eine derartige Strommeßeinrichtung soll ein Spannungssignal liefern, dessen Momentanwert dem Homentanvrert des zu messenden Stromes entspricht. Eingang (Stronpfad) und Ausgang der Meßeinrichtung sollen galvanisch getrennt sein.

Bei einer derartigen Strommeßeinrichtung wird der Wandler normalerweise mit einem ohmschen Widerstand abgeschlossen, welchem gegebenenfalls auch ein Verstärker nachgeschalGet werden kann. Die an Widerstand abfallende Spannung stellt dabei ein Maß für den durch die Primärwicklung des Wandlers fließenden Strom dar. Wird der

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Aufgabe'und Lösung' ^;;'^{? uil!} ■ ■■■ ' .'....■...,'-..'--■ Der Srfiridung'"1Ϊeg't^? daher' di'e Aufgäbe zugrunde', die' genannten Nachteile' zu Vermeiden und mit einfachen'^Oi Mitteln eine hocngehaue Strommeßeiiirichiiuhg zu schaf¹- ' fen. Diese Aufgabe wird gemäß den^v Merkmalen'des--ersten Patentanspruches gelöst.

Vorteile und Weit er bildungeh ^v *^{; ;} ' '^: ■ '

Die erfindungsgemäße' Stronmeßeinrichtung zeichnet sich durch einen äußerst einfachen Aufbau aus, wobei unter ^J Verwendung eines handelsüblichen Operationsverstärkers in nahezu idealer Weise ein äußerst exaktes Iießergebnis erzielt wird. Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung ist gemäß den Merkmalen des zweiten Patentanspruches geschaffen. In einem Stromwandler weicht aufgrund der Wicklungsinduktivität der tatsächliche Sekundärstrom vom sogenannten idealen Sekundärstrom ab, !welcher sich rechnerisch, aus dem Übersetzungsverhältnis des Wand-' lers ergibt. Der Quotient, gebildet aus der Differenz zwischen tatsächlichem und idealen Sekundärstrom und aus dem idealen Sekundärstrom vfird als Stromfehler be-

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zeichnet. Dieser Stromfehler ist bekanntlich abhängig von der Impedanz des Sekundärkreises sowie dem Verhältnis des Blindanteiles zum Wirkanteil der genannten Impedanz. Durch Reduzierung der Eingangsimpedanz des gegengekoppelten Verstärkers kann im wesentlichen der genannte Wirkanteil und der Stromfehler reduziert werden. Entsprechende Überlegungen.gelten für den Phasenfehler, welcher dargestellt wird durch den Quotienten, gebildet aus der Differenz zwischen tatsächlichem Phasenwinkel und idealem Phasenwinkel (180°) und aus dem tatsächlichem Phasenwinkel, wobei als Phasenwinkel der Winkel zwischen Sekundärstrom und Primärstrom des Wandlers gibt.

Da das Verhältnis Blindanteil zum Wirkanteil der Impedanz für die genannten Fehler von Bedeutung ist, ist es gemäß des Merkmals des dritten Patentanspruches von besonderem Vorteil die Streuinduktivität des Wandlers und den Eingangswiderstand-des Operationsverstärkers aufeinander abzustimmen.

Die Gegenkoppelung des Operationsverstärkers wird im einfachsten Falle mittels eines ohmschen Widerstandes erreicht. Wird gemäß des sechsten Patentanspruches im Rückkoppelungszweig eine Schaltvorrichtung vorgesehen, mit welcher der Wert des Widerstandes veränderbar ist, so wird in sehr vorteilhafter V/eise die Meßbereiehsanpassung der Strommeßeinrichtung erreicht. Dies ist vor allem bei .Heßsystemen, mit Vielehen beispielsweise nacheinander eine Reihe von Strömen unterschiedlicher Größenordnung gemessen werden sollen* von entscheidender Bedeutung, da nur ein einziger, einfach ausgebildeter Wandler mit konstantem Übersetzungsverhältnis benötigt wird. Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, anstelle des/oder der ohmschen Widerstände zur Reduzierung der Eingangsimpedanz des gegengekoppelten Operationsverstärkers im

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Gegenkopplungszweig auch Zweipole mit induktiver oder kapazitiver Komponente zu verwenden.

Ausführunpisbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel soll nachfolgend anhand des in der Zeichnung, Fig. 1, dargestellten Prinzipschaltplanes näher erläutert werden.

Ein Wechselstromgenerator 1 erzeugt ein Strom I, welcher durch die Primärwicklung 5 eines "bekannten Wechselstromwandlers 2 fließt. Der Stromwandler 2 enthält eine Sekundärwicklung 4-, deren Ausgänge 5» 6 mit den Eingängen eines Operationsverstärkers 7 verbunden sind. Der Ausgang 9 des Operationsverstärkers 7- ist über eine Schaltvorrichtung 12 und einen der ohmschen Widerstände auf den einen Eingang gegengekoppelt, wobei die Werte der Widerstände sich jeweils um einen.Faktor 10 unterscheiden. Zwei Glexchrichterelemente 10, 11 zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers dienen als Schutzbeschaltung desselben. Da die Eingangsimpedanz des gegengekoppelten Operationsverstärkers einen sehr kleinen Wert hat und somit die Impedanz des Sekundärkreises sehr klein ist, ist die am Ausgang des Operationsverstärkers anstehende Spannung U ein sehr genaues Maß für den durch die Primärwicklung 3 fließenden Strom I.

- Patentansprüche -

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Claims

Ε-295 /5

Patentansprüche

Strommeßeinrichtung enthaltend einen Stromwandler, welcher sekundärseitig von einem Netzwerk abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk einen gegengekoppelten Operationsverstärker enthält.
2. Strommeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers einen derart geringen Vert aufweist, daß der Stromfehler oder der Phasenfehler im wesentlichen ein Minimum ist.
3- Strommeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuinduktivität des Wandlers und die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers aufeinander abgestimmt sind.
4. Strommeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gegenkoppelungszweig wenigstens ein ohmscher V/iderstand vorgesehen ist.
5· Strommeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß im Gegenkoppelungszweig ein Zweipol mit induktiver oder kapazitiver Komponente vorgesehen ist.
6. Strommeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gegenkoppelung£ zweig eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Gegenkoppelung veränderbar ist.

Heidelberg, den 6. August 1973
G/Pt-Sch/Pr E-295

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