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Schaltungsanordnung zum selbständigen Regeln einer an eine
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zu prüfende Relaiswicklung anzulegenden Prüfspannung Dje Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung zum selbständigen Regeln einer an eine zu prüfende
Relaiswicklung anzulegenden Prüf spannung, mit der das Relais impulsweise dynamisch
beaufschlagt wird, wobei der durch die Wicklung fließende Strom auch noch durch
einen in Reihe geschalteten Meßwiderstand fließt, an dem sich ein Spannungsabfall
bildet, welcher zur Regelung des Stromes durch die Wicklung die Prüfspannung beeinflußt.
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Eine derartige Schaltungsanordnung ist schon aus der DT-PS 2242418
bekannt. Zum Ausgleich der Widerstandstoleranzen der zu prüfenden Relaiswicklung
wird der Spannungsabfall an einem in einem Bereichswähler enthaltenen Meßwiderstand
mit Hilfe eines Digitalzählers festgestellt. Dieser Wert steuert einen Digital-Analog-Umsetzer,
welcher eine angelegte Referenzspannung solange verändert, bis eine eingeprägte
Spannung am Prüfling anliegt, die eine in einem Prüfwertvorwähler eingestellte Amperewindungszahl
gewährleistet. Dieser so gefundene Multiplikationsfaktor für die Referenzspannung
wird für die weitere Messung des Relais unverändert beibehalten. Der Meßwiderstand
verbleibt auch weiterhin im Stromkreis des Prüflings, obgleich er nicht mehr benötigt
wird. Deshalb muß auch an dem Prüfling eine
höhere Spannung anlegen,
als in Wirklichkeit erforderlich ist. Um nun die Zeitkonstante des zu prüfenden
Relais nicht zu verfälschen, darf der Meßwiderstand nur einen sehr kleinen Wert
haben, was zur Folge hat, daß auch nur ein sehr geringer Spannungsabfall gemessen
werden kann, der zur Regelung der eingeprägten Spannung verwendet wird. Dies führt
zu Schwierigkeiten beim Ausgleich der Verstärker, in denen diese Spannung auf das
zehn- oder hundertfache verstärkt werden muß, so daß 3eder Meßfehler mit dem gleichen
Faktor vergrößert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung aufzuzeigen,
bei der in einer Messung der eingangs geschilderten Art die Größe des Meßwiderstandes
keine Rolle spielt, auch wenn er im Meßstromkreis verbleibt. Dieser Meßwiderstand
darf nicht als Fehlerquelle das Meßergebnis beeinnussen, und sein Wert muß nicht
auf einen bestimmten geringen Prozentsatz des Widerstandswertes der Relaiswicklung
beschränkt sein. Dabei soll der erforderliche Aufwand, verglichen mit dem erzielten
Ergebnis, möglichst gering sein.
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Erreicht wird das gemäß der Erfindung dadurch, daß zusätzlich zu dem
Stromregler, der die von einer zentralen, insbesondere rechnergesteuerten Einrichtung
vorgegebenen Fuhrungsspannung so lange verändert, bis der gewtinschte Strom durch
die Relaiswicklung erreicht ist, ein Kompensationsglied vorgesehen ist, das den
Spannungsabfall am MeBwiderstand bewertet und ein Regelsignal auf einen Summierverstärker
gibt, in dem dieses Signal mit der geregelten FUhrungsspannung verknüpft wird, bis
der Spannungsabfall am Meßwiderstand kompensiert ist.
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Dadurch, daß ein zusätzliches Konpensationsglied vorgesehen ist, das
den Spannungsabfall am Meßwiderstand ausregelt, kann dieser einen ausreichend großen
Wert haben, ohne daß
er sich auf das Verhältnis der Induktivität
zum Widerstand der zu prüf enden Relaiswicklung störend auswirkt. Die Strom-Zeit-Funktion
ist dadurch nur unwesentlich gegenüber einer exakten Spannungseinprägung verfälscht.
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Da der Stromanstieg in der Relaiswicklung nicht mehr exakt nach einer
e-Funktion verläuft, ergibt sich auch die Möglichkeit einer wesentlichen Verkürzung
des Prüfungsimpulses.
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Weil der Wert des Meßwiderstandes bei Jedem angelegten Impuls ausgeregelt
wird, spielt es keine Rolle, ob nun positive, negative, ansteigende oder abfallende
Rampenströme oder auch Impulse, die ohne Impulslcke das Vorzeichen wechseln, verwendet
werden.
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Ein Beispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.
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Die gezeigten Schaltglieder stellen schematisch einen Teil einer programmgesteuerten
Prüfeinrichtung dar. Mit einer solchen Prüfeinrichtung werden die interessierenden
Daten eines Relais, beispielsweise auch eines bistabilen Relais, gemessen. Es sind
dies z.B. Ansprechstrom, Abfallstrom, Fehlstrom, Haltestrom, Verhalten des Relais
bei dynamischer Relaiserregung. Die dazu benötigten Werte werden programmgesteuert
an einen hier nicht dargestellten Arbeitsspeicher angelegt, aus dem sie dann bei
Bedarf abgerufen werden. Auf diese Weise gelangt die Führungsspannung Uf und die
Referenzspannung Ur an die entsprechenden Stellen der Schaltung.
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Auch kann auf diese Weise die Größe des Meßwiderstandes W eingestellt
oder durch Gleichrichter mit einer bestimmten Polung ersetzt werden.
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Zur Entkopplung der Führungsspannung Uf vom Stromregler J sind die
Entkopplungsglieder EI und E2 vorgesehen. Der Aus-
gang dieser Entkopplungsglieder
ist mit dem Ausgang eines Kompensationsgliedes K in einem Summierverstärker S verknüpft.
Die in diesen Gliedern korrigierte Führungsspannung Uf gelangt über einen Leistungsverstärker
L zu der zu prU-fenden Relaiswicklung P. Der Prüfstromkreis wird schließlich über
einen Meßwiderstand W geschlossen. An der Verbindungsstelle zwischen Prüfling P
und Meßwiderstand W ist eine Rückkopplungsleitung angeschlossen, die zu dem Stromregler
J und dem Kompensationsglied K führt.
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Wie schon beschrieben, werden zu Beginn einer Messung die Führungsspannung
Uf und die Referenzspannung Ur an das Entkopplungsglied E7 bzw. an den Stromregler
J angelegt. AuBerdem wird der ausgewählte Meßwiderstand W in den Meßstromkreis geschaltet.
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Mit dem Anlegen der Führungsspannung Uf wird der Ausgang des Leistungsverstärkers
L auf einen Spannungswert eingestellt, der in der Nähe, vorzugsweise etwas über
dem Sollwert für den Prüfling P>liegt. Beginnt nun ein Strom durch die Relaiswicklung
und durch den Meßwiderstand W zu fließen, so bildet sich am Meßwiderstand W ein
Spannungsabfall aus.
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Dieser Spannungsabfall beeinflußt den Stromregler J und das Kompensationsglied
K in unterschiedlicher Weise.
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Entsprechend dem Spannungsabfall am Meßwiderstand W wird der Nullpunkt
des Rückkopplungsverstärkers im Kompensationsglied K angehoben. Dadurch entsteht
eine Spannung am Ausgang des Kompensationsgliedes K, die zum Sunmierglied S gelangt
und dort mit der Frhrungsspannung Uf verknüpft wird.
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Die auf diese Weise erhöhte Ftihrungsspannung erzeugt in dem nachgeschalteten
Leitungsverstärker L eine konstante Spannung über dem Prüfling P, die vollkommen
unabhängig ist vom Spannungsabfall am Meßwiderstand W. Diese Spannung bliebe auch
dann erhalten, wenn man den Meßwiderstand W aus dem
Meßstromkreis
herausnehmen würde.
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Aber dieser Meßwiderstand bleibt angeschaltet, weil der Spannungsabfall
entsprechend dem durch den Meßwiderstand W fließenden Strom auch noch den Stromregler
Jbeeinflußt.
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Der Stromregler J ist als Vergleicher ausgebildet. Er vergleicht die
Referenzspannung Ur mit dem Spannungsabfall am Meßwiderstand W. Sobald sich hIer
eine Differenz zeigt, so verändert er zwischen den beiden Entkopplungsgliedern E7
und E2 die Führungsspannung Uf. Hat der Strom den vorgegebenen Wert erreicht, dann
begrenzt der Stromregler den vom Leistungsverstärker L abgegebenen Strom zum Prüfling
auf den vorgewählten Sollwert. Das heißt, es bildet sich ein konstanter Spannungsabfall
über dem Meßwiderstand W aus. Der Stromregler J überprüft dann laufend, ob sich
der Strom nicht geändert hat, und regelt ggf. den Leistungsverstärker L in entsprechender
Weise nach. Während also das Kompensationsglied K ausschließlich den Spannungsabfall
am Meßwiderstand W kompensiert, sorgt der Stromregler J dafür, daß der voreingestellte
Strom durch die Relaiswicklung P fließt.
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Wird nun der Prüfling P auf eine andere Meßbedingung umgeschaltet,
um beispielsweise sein Fehlstromverhalten zu untersuchen, so ist auch der Strom
durch den Meßwiderstand W kleiner. Um den Spannungsabfall am Meßwiderstand W nicht
zu klein werden zu lassen, besteht die Möglichkeit, anstelle des bisher verwendeten
Meßwiderstandes W einen höherohmigen anzuschalten, so daß dann zwar der Strom geringer
wird, der Spannungsabfall aber etwa gleich groß bleibt. Das hat den Vorteil, daß
der Verstärker auch in diesem Falle in etwa dem gleichen Arbeitsbereich bleibt.
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Die beschriebenen Regler und Bauglieder sind als Verstärker aufgebaut,
um die Verluste, die an weiteren, hier nicht gezeigten
Bauteilen
entstehen, wieder auszugleichen. Es muß deshalb auf den Verstärkungsfaktor der einzelnen
VerstErker geachtet werden, damit der Regelungsvorgang in der gewünschten Weise
stattfinden kann. So sollen die Entkopplungsglieder El und E2 nicht verstärken.
Sie haben also einen Verstärkungsfaktor von 1. Soll der Leistungsverstärker L die
Führungsspannung Uf vervielfachen, beispielsweise auf das fünffache anheben, so
ist dafür zu sorgen, daß das Kompensationsglied K die Spannung an seinem Ausgang
auch entsprechend, beispielsweise mittels eines Spannungsteilers, verringert. Das
gleiche gilt für den Stromregler J.
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Da die Prüfimpulse auch negative Werte annehmen können, um beispielsweise
ein bistabiles Relais abzuwerfen, sind auch im Kompensationsglied K und zusätzlich
zum Meßwiderstand stromrichtungsabhängige Schaltungselemente vorzusehen.
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2 Patentansprüche 1 Figur
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