DE2443351B2

DE2443351B2 - Strommessgeraet

Info

Publication number: DE2443351B2
Application number: DE19742443351
Authority: DE
Inventors: Johannes Volke« Beekbergen Vermolen (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-09-22
Filing date: 1974-09-11
Publication date: 1977-09-29
Also published as: FR2244995B1; FR2244995A1; JPS5416432B2; DE2443351C3; JPS5060265A; NL167245B; NL167245C; SE7411765L; SE399967B; US3970930A; GB1479740A; DE2443351A1; NL7313095A

Description

Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung.

Neben den obenerwähnten Einzelteilen enthält die Anordnung einen Widerstand R 2 und zwei Spannungsunterschiedssignalgeber 51 und 52. Wenn alle vier Leitungen vorhanden sind, gibt es zwischen der Klemme 1 und dem Ende 5 nur einen geringen Spannungsunterschied, weil die normale Impedanz dieser Leitung niedrig ist. Die Leitung zwischen der Klemme 21 nd dem Ende 5 führt nur wenig Strom, so da£ auch der Spannungsunterschied an dieser Leitung nur gering ist. Die Impedanz des Widerstandes R 2 ist höher als die Belastung R 1, z. B. zehnmal höher. Auf diese Weise ist der Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 1 und 2 gering und der Spannungsunterschiedssignalgeber S1 legt daher kein Signal an den Generator GEN. Wenn die Leitung zwischen der Klemme 1 und dem Ende 5 unterbrochen ist, nimmt 5 dasselbe Potential an wie die Klemme 4; dabei liegt zwischen den Klemmen 1 und 2 nahezu die Ausgangsspannung des Generators GEN. In diesem Fall erfüllt der Widerstand R2 keine besondere Funktion. Wenn die Leitung zwischen der Klemme 2 und dem Ende 5 unterbrochen ist, vvird der Strom durch den Widerstand R 2 zum größten Teil unterbrochen. Der Widerstand des Spannungsunterschiedssignalgebers SI zwischen den Klemmen 1 und 2 ist in bezug auf den Widerstand R 2 groß. Dabei verschwindet der Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 2 und 3 praktisch völlig. Dadurch führt die Klemme 2 nahezu das Potential der Versorgungsklemme 4, und es liegt zwischen den Klemmen 1 und 2 nahezu die Ausgangsspannung des Generators GEN. Dies wird detektiert und 51 steuert den Generator GEN mit einem Fehlsignal an. Entsprechende Folgen hat eine Unterbrechung in einer der zwei anderen Leitungen.

Fig.3 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Anordnung. Als neue Elemente sind die Unterschiedssignalgeber 53 und 54 vorgesehen. Wenn die Leitung zwischen der Klemme 1 und den Ende 5 unterbrochen ist, nimmt die Klemme 2 nahezu dasselbe Potential wie die Klemme 4 an. Gleiches gilt bei einer Unterbrechnung in der Leitung zwischen der Klemme 2 und dem Ende 5. Der Spannungsunterschiedssignalgeber 54 detektiert das Wegfallen eines Spannungsunterschiedes und steuert den Generator GEN mil einem Fehlsignal an.

F i g. 4 zeigt eine ausführliche Schaltung der F i g. 2.

Neben den oben bereits erwähnten Einzelteilen sind weiter vorhanden: vier Widerstände A3 ... 6, zwei Transistoren T1 und T2 und vier Klemmen K1... 4. An die Klemme K1 kann der positive Pol einer Gleichstromquelle (GEN) und an die Klemme K 2 der negative Pol angeschlossen werden. Wenn alle Klemmen 1 ... 4 mit den entsprechenden Enden der Belastung verbunden sind, gibt es zwischen den Klemmen 1 und 2 nur einen äußerst geringen Spannungsunterschied, z. B. in der Größenordnung von lOmVolt. Dadurch bleibt der Transistor 71 gesperrt. Die Meßklemme 3 liegt an Erde, der Meßerde. Die Klemme K 3 muß an eine positive Versorgungsspannung angeschlossen werden. Zwischen den Klemmen 3 und 4 liegt gleichfalls nur ein geringer Spannungsunterschied, so daß die Klemme K 2 nahezu an Erde liegt und die Klemme K1 eine positives Potential führt. Durch den geringen Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 3 und 4 ist auch der Transistor 72 gesperrt Dadurch führt die Klemme K 4 ein hohes Potential.

Wenn die Verbindung zwischen der Versorgungskiemme t und dem Ende 5 unterbrochen ist, durchfiießi die Belastung R 1 kein Versorgungsstrom. Es gibt somit keinen Spannungsabfall zwischen den Enden 5 und 6_: so daß die Klemme 2 Erdpotential annimmt. Die Basiselektrode des Transistors R1 hat jetzt ein verhältnismäßig niedriges Potential, und dieser Transistor wird aufgesteuert.

Wenn die Verbindung zwischen der MeGklemme 2 und den Ende 5 unterbrochen ist, fließt der Versorgungsstrom ungehemmt.

Der Basissirom des Transistors 71 ist klein und seine Basiselektrode führt nahezu Erdpotential. Wie oben beschrieben, wird der Transistor Tl somit wieder aufgesteuert. Wenn der Transistor Tl leitet, führt sein Kollektor ein hohes Potential, was auch für das vom Transistor Ti abgewandte Ende des Widerstandes R4 gilt.

Wenn die Verbindung zwischen der Versorgungsklemme 4 und dem Ende 6 unterbrochen ist, durchfließt die Belastung R i kein Versorgungsstrom mehr. Zwischen den Klemmen 3 und 4 liegt dann nahezu die volle Versorgungsspannung und die Basiselektrode des Transistors T2 führt ein verhältnismäßig hohes Potential.

Wenn die Verbindung zwischen der Meßklemme 4 und dem Ende 6 unterbrochen ist, fließt der Versorgungsstrom ungehemmt. Somit bleibt der Transistor Tl gesperrt. Der Basisstrom des Transistors 72 ist klein, wodurch seine Basiselektrode sowie das Ende 5 nahezu Erdpotential führen. Dadurch ist die Basiselektrode des Transistors 72 verhältnismäßig hoch.

Wenn eine der vier Klemmen 1 ... 4 nicht an das zugehörige Ende der Belastung R 1 angeschlossen ist, ist somit immer die Basiselektrode des Transistors T2 verhältnismäßig hoch. Dies trifft auch zu, wenn die Klemmen 1 und 2 gleichzeitig nicht angeschlossen sind, und gilt weiter, wenn die Klemmen 3 und 4 zugleich nicht angeschlossen sind, Dabei wird der Transistor 72 leitend, wodurch seine Kollektorelektrode ein verhältnismäßig niedriges Potential annimmt, was als Fehlsignal gilt.

Die Widerstände R3, A4 und Λ5 sind Einstellwiderstände. Sie werden durch die Versorgungsspannung zwischen den Klemmen Ki und K 2 und dem Transistortyp bestimmt. In gewissen Umständen können sie entfallen.

Fig.5 gibt eine Detailschaltung der Fig.3. Die Schaltung enthält neben den obenerwähnten Einzelteilen zwei Transistoren 73 und 74, vier Widerstände R 7 ... 10 und vier Klemmen K 5... 8. Die Klemme K i wird wiederum an den positiven Ausgang eines weiter nicht gezeichneten Generators angeschlossen. Die Klemme K 2 wird an den negativen Ausgang des Generators angeschlossen. Die Klemme K 5 wird an den positiven Ausgang einer Spannungsquelle angeschlossen. Die Klemme K 6 wird an den negativen Ausgang einer Spannungsquelle angeschlossen. Im normalen Zustand (alle Verbindungen und der Versorgungsstrom sind vorhanden) leiten beide Transistoren 73 und 74. Dabei liegt die Klemme K 7 auf einem niedrigen Potential gegenüber der Klemme K5 und die Klemme KS auf einem hohen Potential gegenüber der Klemme K 6.

Wenn die Verbindung zwischen der Klemme 1 und dem Ende 5 der Belastung R i unterbrochen ist, nimmt die Klemme 2 das Potential der Klemme K 2 an, wodurch der Transistor 74 gesperrt wird. Dadurch liefert die Spannungsquelle keinen Strom mehr, so daß auch der Transistor 73 sperrt. Wenn die Verbindung zwischen der Klemme 2 und dem Ende 5 unterbrochen wird, nimmt die Klemme 2 ein niedriges Potential an, so

daß der Transistor TA gesperrt wird. Entsprechende Erscheinungen treten bei Unterbrechung einer Verbindung zum Ende 6 auf. Wie bei der F i g. 4 beschrieben, liegt an der Klemme K 7 und/oder K 8 wiederum ein Fehlsignal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Überwachen einer Meßeinrichtung, die an eine Belastung angeschlossen ist, die ein elektrischer Strom durchfließt, und deren eines Ende durch eine erste Versorgungsleitung mit einer ersten Versorgungsklemme und durch eine erste Meßleitung mit einer ersten Meßklemme und deren anderes Ende durch eine zweite Versorgungsleitung mit einer zweiten Versorgungsklemme und durch eine zweite Meßleitung mit einer zweiten Meßklemme verbunden ist, wobei zwischen den Versorgungsklemmen ein Generator und zwischen den Meßklemmen ein Meßgerät angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten (2) und der zweiten (3) Meßklemme ein überbrückender Widerstand (R 2) geschaltet ist, dessen Wert in bezug auf den Widerstandswert der Belastung (R 1) groß ist, und daß zwischen jeder der beiden Meßklemmen (2; 3) und einer jeweiligen Versorgungsklemme (1; 4) ein Spannungsunterschiedssignalgeber(Si;S2)angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsunterschiedssignalgeber Transistoren sind und das erwähnte Signal eine Stromänderung ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbindungsweg Emitter-Kollektor des einen Transistors (Ti) an die Steuerelektrode des zweiten Transistors (T2) angeschlossen ist.

das Meßgerät bilden. Um auf einfache Weise das Intaktsein der vier erwähnten Leitungen zu überwachen, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Meßklemme ein überbrückender Widerstand geschaltet ist, dessen Wert in bezug auf den Widerstandswert der Belastung groß ist, und daß zwischen jeder der beiden Meßklemmen und einer jeweiligen Versorgungsklemme ein Spannungsunterschiedssignalgeber angeschlossen ist.

Es sei hier bemerkt, daß aus der DT-AS 10 51 969 eine Einrichtung zum Schutz von elektrischen Meßinstrumenten bei Zweidraht-Systemen bekannt ist, bei der in Reihe oder parallel zum Meßstromkreis Vor- bzw. Nebenwiderstände vorgesehen sind.

Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Patentanmeldung auf ein Vierdraht-System und die vorgesehenen Maßnahmen dienen nicht dem Schutz des Meßinstrumentes, sondern dem Schutz eines von einem Meßergebnis gesteuerten Gerätes.

Wenn eine der vier Leitungen unterbrochen ist, arbeitet der erwähnte Überbrückungswiderstand wie ein Kurzschluß. Dadurch ändert sich das Potential an einem seiner Enden, was durch einen Spannungsunterschiedssignfilgeber detektierbar ist. Das resultierende Signal kann z. B. als Fehlsignal arbeiten.

Es ist vorteilhaft, wenn die Spannungsunterschiedssignalgeber Transistoren sind und das erwähnte Signal eine Stromänderung ist. Transistoren können bereits durch geringe Spannungsunterschiede vom leitenden in den gesperrten Zustand gebracht werden und haben deswegen eine sehr gute Eignung hierfür.

Es ist vorteilhaft, wenn der Stromverbindungsweg Emitter-Kollektor des einen Transistors an eine Steuerelektrode des zweiten Transistors angeschlossen

35 ist.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen einer Meßeinrichtung, die an eine Belastung angeschlossen ist, die ein elektrischer Strom durchfließen kann, von welcher Belastung ein erstes Ende durch eine erste Versorgungsleitung mit einer ersten Versorgungsklemme und durch eine erste Meßleitung mit einer ersten Meßklemme und von der ein zweites Ende durch eine zweite Versorgungsleitung mit einer zweiten Versorgungsklemme und durch eine zweite Meßleitung mit einer zweiten Meßklemme verbunden ist, wobei zwischen den Versorgungsklemmen ein Generator und zwischen den Meßklemmen ein Meßgerät angeschlossen ist. Derartige Anordnungen werden allgemein verwendet. Die Meßleitungen sind von den Versorgungsleitungen so getrennt, daß ihr Widerstand sowie Übergangswiderstände keinen Einfluß auf die Messung ausüben. Das Meßgerät ist der zu messenden Größe angepaßt. Die Belastung kann ein Nutzapparat sein, der durch eine vorgeschriebene Spannung erregt werden muß. So kann das Meßgerät ein Voltmeter sein. Wenn die Belastung ein Meßwiderstand ist, den ein fester Strom durchfließen muß, kann das Meßgerät ein Millivoltmeter sein. Wenn eine der vier erwähnten Leitungen unierbrochen ist, gibt es ein Problem. Dies ist sogar schon dann der Fall, wenn der Widerstand einen Grenzwert überschreitet. Dabei sinkt der am Meßgerät gemessene Strom ab, bei Unterbrechungen sogar bis auf Null. Bei der Unterbrechung einer Versorgungsleitung tritt noch kein Meßfehler auf. Oft jedoch wird ein Ausgangssignal des Meßgerätes als Regelsignal für den Generator verwendet. Das dadurch erfolgende Hochregeln der Versorgungsspannung kann eine Gefahr für Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung nach dem Stand der Technik mit einem Generator GEN, einem Voltmeter V, einer Belastung R 1 mit Enden 5 und 6, zwei Versorgungsklemmen 1 und 4 und zwei Meßklemmen 2 und 3. Die Versorgungsleitungen und Meßleitungen sind durch Wellenlinien wiedergegeben. Damit ist angegeben, daß die Belastung in einer Entfernung angeordnet sein kann. Es ist dann oft schwer, dauernd zu prüfen, ob alle diese Leitungen ungestört vorhanden sind. Die Spannung an der Belastung wird mit dem Voltmeter V gemessen. Ein Voltmeterausgangssignal wird dem Generator GEN als Regelsignal zugeführt. Wenn eine der Versorgungsleitungen oder Meßleitungen unterbrochen wird, fällt das Meßsignal fort. Darauf steuert das Regelsignal die Ausgangsspannung des Generators hoch, Dies kann sehr unerwünscht sein, z. B. weil ein Ausgangskondensator des Generators GEN durch eine so hohe Spannung Schaden nimmt. Auch ist übrigens in einem solchen Falle das Nachsteuern ungerechtfertigt. Es wird dann ein Fehlsignal benötigt. Dies ist besonders dann notwendig, wenn der Strom in der Belastung R1 nur kurze Zeit von einem Normwert abweichen darf. Es ist bekannt, auf ein Fehlsignal geeignete Maßnahmen zu treffen. Die Belastung R 1 kann verschiedener Art sein und aus vielen Sorten von Einzelteilen bestehen. Das System kann mit Gleichstrom betrieben werden. Es ist genau so gut möglich, das System mit Wechselstrom zu betreiben; gegebenfalls kann die Belastung R 1 Teil eines Zweiges eines 3-Phasen-Wechselstromnetzwerkes sein.