DE2710675A1

DE2710675A1 - Einrichtung und verfahren zur strommessung

Info

Publication number: DE2710675A1
Application number: DE19772710675
Authority: DE
Inventors: Gary Frederick Comiskey; Richard Allen Karlin; Robert Walter Mcdonald
Original assignee: Sun Electric Corp
Current assignee: Sun Electric Corp
Priority date: 1976-07-28
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1978-02-02
Also published as: GB1566082A; US4266189A; GB1566083A; GB1566084A; GB1566081A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Techniken zur Strommessung und insbesondere auf Techniken zur Strommessung unter Verwendung eines Hall-Generators.

Hall-Generatoren zur Messung des durch einen Leiter fließenden Stromes sind bekannt. Die Genauigkeit solcher bekannten Einrichtungen läßt jedoch hinsichtlich der Regulierung des Vorstromes und der Lesekreise, die mit dem Hall-Generator verbunden sind, zu wünschen übrig. Obwohl bereits gewickelte Metallstreifen in der nachfolgend beschriebenen Ausführung in Verbindung mit Hall-Generatoren bekannt geworden sind, hat doch die Fabrikation der Wickel aus Silizium-Stahl ihre Ausnutzung beschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Strom-

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messung mit Hilfe von Hall-Generatoren anzugeben.

Gemäß einer der in den Ansprüchen charakterisierten Ausführungsform besteht die Erfindungsform im wesentlichen darin, einen verbesserten Konstantstromkreis zur Vorspeisung eines Hall-Generators mit Hilfe einer Abtastspannung zu schaffen, die proportional dem durch den Hall-Generator fließenden Strom ist. Gleichzeitig wird eine Bezugsspannung verwendet, und es sind Mittel vorgesehen, um die Bezugsspannung mit den Abtastspannungen zu vergleichen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Vorspeisekreis der zuvor genannten Art verwendet, bei dem ein Hall-Generator und ein einstellbarer Teil des Schaltkreise innerhalb eines Tastkopfes gehalten sind, der um den den zu messenden Strom führenden Leiter herum angeordnet werden kann, wobei der übrige Teil des Vorspeisekreises in einem getrennten Gehäuse enthalten ist, das mit dem Tastkopf über ein Kabel verbunden ist, so daß Hall-Generatoren mit unterschiedlichen Charakteristiken so einjustiert werden können, daß sie austauschbar mit verschiedenen Vorspeisekreisen betrieben werden können.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Anzeige für den Hall-Generator geschaffen, bei der die Hall-Ausgangsspannung zu den Eingängen wenigstens eines Operationsverstärkers geführt ist, der in Abhängigkeit von der Speisequelle wandert, der den Verstärker speist.

Eine andere Möglichkeit der vorliegenden Erfindung sieht die Verwendung eines Lesekreises der zuvor genannten Art vor,

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bei dem ein Strommesser für den zu messenden Strom in die Gegenkopplungs- oder Rückführungsschleife eines Operationsverstärkers geschaltet ist, dessen Eingänge mit der Hall-Spannung verbunden sind.

Die Lehre der Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Feststellung von Fehlern in einem Fahrzeugwechselstromgenerator durch Messung des durch den Wechselstromgenerators erzeugten wechselnden Stromes.

Dabei ist es zweckmäßig, daß der wechselnde Strom unterhalb einer vorbestimmten Frequenz gedämpft ist.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Tastkopf der zuvor genannten Art, bei dem das durch den zu messenden Strom erzeugte magnetische Feld in dem Bereich in der Nähe des Hall-Generators mittels eines ringförmigen, laminierten Kerns konzentriert ist, der aus Nickel und Eisen besteht.

Schließlich ist auch Gegenstand der Erfindung ein verbesserter Regler, bei dem der Spannungsabfall ausreichend niedrig ist, um einen Betrieb bei einer teilweise entladenen Fahrzeugbatterie zu ermöglichen.

Insgesamt gesehen lehrt die Erfindung also eine verbesserte Einrichtung und ein Verfahren zu Messung des Stromflusses durch einen Leiter mittels eines Hall-Generators. Der Hall-Generator ist durch eine Kostantstromquelle vorgespannt, die eine Gegenkopplung verwendet. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Strommessung sind Operationsverstärker verwendet, deren Eingangswerte in Abhängigkeit von der Stromversorgung für die Verstärker wandern und dazu dienen, die Ausgangsspannung des

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Hall-Generators zu verstärken und ein Meßgerät zu speisen. Die Einrichtung zur Strommessung kann zur Feststellung von Fehlern von Fahrzeugwechselstromgeneratoren durch Messung der wechselnden Anteile des Wechselstromgeneratorausgangsstromes dienen. D as durch den zu messenden Strom erzeugte Feld ist im Bereich des Hall-Generators mittels eines hohlen, zylindrischen, gewickelten Streifens aus Metall konzentriert, das Nickel, Molybdän und Eisen enthält. Die Einrichtung ermöglicht den Aufbau eines Reglers, bei dem der Spannungsabfall so niedrig ist, daß eine geregelte Speisespannung von 3,25 V von einer schwach geladenen 6 V -Batterie aufrechterhalten werden kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Gehäuses eines Messers und eines Tastkopfes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt schematisch ein typisches Wechselstromladesystem mit einem Wechselstromgenerator, der einen Strom erzeugt, der durch die Einrichtung gemäß der Erfindung gemessen werden kann,

Fig. 3 zeigt einen Teil,und teilweise geschnitten, des Tastkopfes gemäß Fig. 1,

Fig. 3A ist ein vergrößerter vertikaler Teilschnitt des eingekreisten Teils der Fig. 3,

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Fig. 3B ist eine Seitenansicht des Metallstreifenwickels, der einen Teil des Tastkopfes gemäß Fig. 1 bildet,

Fig. 4A und 4B zeigen schematisch bevorzugte Ausführungsformen von Schaltungen gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ist eine entsprechende Schaltung und zeigt die Einzelteile, die verbunden sind, wenn der in Fig. 4B gezeigte Schalter in die Gleichspannungsstrommeßposition 284 oder 285 bewegt ist, und

Fig. 6 ist eine entsprechende Schaltung und verdeutlicht die Schaltung der Einzelteile, wenn der in Fig. 4B gezeigte Schalter in die Position 286 zur Messung des fluktuierenden Stromes bewegt ist.

Fig. 2 zeigt ein typisches Fahrzeugladesystem 10, das einen Strom erzeugt, der durch eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung gemessen werden kann. Das System 10 enthält eine wiederaufladbare Batterie 12 mit einer positiven Klemme 13, einer negativen Klemme 14 und einem Massekabel 16, das mit dem Chassis des Fahrzeugs verbunden ist. Die Batterie 12 ist eine übliche Blei-Säurebatterie, wie sie normalerweise zur Lieferung des Anlaßstroms für Kraftfahrzeuge verwendet wird.

Batterie 12 wird durch einen Strom geladen, der durch ein Ladekabel 17 fließt, das an eine Klemme 19 eines Startschalters 20 angeschlossen ist. Der Strom fließt außerdem durch einen Leiter 21, der an die Ausgangsklemme 22 eines Wechselstromgenerators 23 angeschlossen ist. Der Generator ist ein herkömm-

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licher Wechselstromgenerator und weist Gleichrichterdioden auf, um einen dreiphasigen gleichgerichteten Gleichstrom zu liefern. Die Größe des an der Klemme 22 erzeugten Stroms ist durch die Größe des zu einer Klemme 24 für die Feldwicklung von einem Spannungsregler 26 fließenden Stroms bestimmt. Der Sapnnungsregler 26 erhält von der Batterie über einen Zündschalter (nicht dargestellt) und einen Leiter 27 eine Spannung. Ein Leiter 28 liefert einen Gleichstrom zu den verschiedenen Teilen des Fahrzeugs, beispielsweise zu den Lampen, dem Zündsystem und den Zubehörteilen (nicht dargestellt).

Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, weist eine bevorzugte Form der vorliegenden Erfindung einen Tastkopf 40 und ein Schaltungssystem 100 in einem Gehäuse 102 auf. Das Gehäuse und der Tastkopf sind über ein Kabel 85 verbunden.

Wie aus den Fig. 1 und 3 zu ersehen ist, weist der Tastkopf 40 eine Klammer 42 mit einem oberen Teil 44 und einem halbrunden Joch 45 mit einem Innendurchmesser 46 und einem äußeren Durchmesser 47 auf. Das obere Teil weist außerdem einen Handgriff 49 auf. Klammer 42 enthält weiterhin ein unteres Teil 54 mit einem halbkreisförmigen Joch 55 mit einem inneren Durchmesser 56 und einem äußeren Durchmesser 57. Ein Handgriff 59 dient zusammen mit dem Handgriff 49 zum öffnen und Schließen der Joche, wobei sie sich um eine Drehachse 61 drehen. Die Joche sind normalerweise mittels einer Feder 62 in Schließrichtung vorgespannt, wie das aus Fig. 1 zu ersehen ist. Ober-Joch 54 und unteres Joch 55 halten einen toroidförmigen, laminierten Kern, der in Form eines hohlen, zylindrischen, ge-

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wickelten Metallstreifens 66 mit einer inneren Windung 67i und einer äußeren Windung 67o hergestellt ist. Wie aus Fig. 3B ersichtlich, ist der Metallstreifen um einen runden Kern (nicht dargestellt) gewickelt, der einen Durchmesser so groß wie die innere Windung 67i hat, so daß der Streifen die Form eines Ringes einnimmt. Während des Wickeins des Streifens um den Kern wird ein isolierender Klebstoff auf den Streifen aufgebracht. Nach dem Zusammenbacken und Aushärten hält der Klebstoff die Teile zusammen und isoliert die Windungen, die die Schichten des Wickels bilden. Nachdem der Streifen gewickelt und verfestigt ist, wird er entlang einem Durchmesser 68 zu Hälften aufgeschnitten, so daß ein radialer Schlitz 69 gebildet ist. Durch den Sehneidevorgang wird der Wickel 66 in ein oberes, halbkreisförmiges Segment 66a und untere Segmente 66b und 66c aufgeteilt. Nachdem Wickel 66 entlang dem Durchmesser 68 aufgeschnitten ist, werden das obere Segment 66a in das Joch 45a und die unteren Segmente 46b und 46c des Wickels in das Joch 45 gebracht. Wie aus Fig. 3A ersichtlich ist, sorgen Abstandshalter 70 und 71 für eine richtige Weite des Schlitzes 69. Feder 62 spannt die oberen und unteren Segmente des Wickels

gegeneinander vor, so daß die Segmente sich auf beiden Seiten

den

berühren, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Wer/ die beiden Handgriffe 49 und 59 zusammenbewegt, so bewegen sich die oberen und unteren Segmente 66 auseinander , so daß ein stromführender Leiter, beispielsweise der Leiter 17, ohne Schwierigkeit in das Innere des Wickels bewegt werden kann.

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Wickel 66 besteht aus Mollypermalloy, das ungefähr 49 % Nickel, 17 % Molybdän und den Rest Eisen enthält. Der Wickel ist mit Wasserstoff weichgeglüht, um so eine sehr runde Hystereseschleife zu erzielen. Der Zweck des Weichglühens besteht darin, eine minimale Hysterese zu schaffen. Eine Hysterese würde dazu führen, daß der gewickelte Streifen einen Teil des magnetischen Feldes beibehalten würde, dem er vorher ausgesetzt war. Somit würde jede Einwirkung eines starken Feldes einen Rest Magnetismus zurücklassen, der einen Restwert zurückläßt, der vor der nächsten Messung zum Verschwinden gebracht werden müßte. Aufgrund dieser Merkmale des Wickels 66 hat der Tastkopf 40 eine sehr niedrige Hysterese. Das Wickeln des Kerns senkt die Hysterese, und die Zusammensetzung des Materials und das Weichglühen unterstützen diesen Vorgang.

Wie aus den Fig. 3A und 3B zu ersehen ist, ist ein Hall-Generator 72 in dem Schlitz 69 so angeordnet, daß er vollständig in dem Körper des Tastkopfes eingebettet ist. Hall-Generator 72 ist ein Vierpol mit vier Ausgangsleitungen 74-77, die mit einer gedruckten Leiterplatte 79 verdrahtet sind. Hall-Generator 72 ist ein Siliziumquadrat, das zu einer vorbestimmten Leitfähigkeit dotiert und auf einer keramischen Grundplatte befestigt ist. Das Silizium ist sehr dünn, und Kontakte sind an vier Punkten am Rande hergestellt. Diese vier Punkte sind wiederum jeweils mit den Leitungen 74-77 verbunden.

Zum Betrieb des Hall-Generators fließt ein Vorstrom über die Leitungen 74 und 75. Der Strom eines Leiters, der in den Wickel 66 gebracht ist (z.B. Leiter 17), erzeugt ein magneti-

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sches Feld mit einem Vektor, der senkrecht auf der Ebene des Hall-Generators 72 steht. Eine entsprechende Ausgangsspannung, die proportional dem magnetischen Feld ist, erscheint über den Ausgängen 76 und 77 des Hall-Generators. Die Ausgangsspannung ist proportional dem Produkt des Vorstromes und den senkrechten Komponenten des magnetischen Feldes. Ist das magnetische Feld nicht senkrecht zu dem Hall-Generator, hat es vielmehr einen gewissen Winkel Theta dazu, so ist der senkrechte Anteil der tatsächliche Feldvektor mal dem Kosinus von Theta. Der Hall-Generator spricht nur auf die senkrechte Komponente an. Die Konstante der Proportionalität hängt von der Geometrie, der Dicke und der Dotation des Hall-Generators selbst ab und hat außerdem einen Temperaturkoeffizienten, der ungefähr -0,07 % pro Grad Celsius beträgt. Da der Hall-Generator einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, ist eine Kompensation vorgesehen, um diesen Temperaturkoeffizienten so weit wie möglich null zu machen. Es wurde gefunden, daß dieses Ergebnis erreicht werden kann, wenn ein temperaturabhängiger Widerstand in die Nähe des Hall-Generators in dem Tastkopf gebracht wird. Diese Anordnung ist besonders wichtig für Strommessungen bei Fahrzeugen, bei denen sich die Temperatur des Tastkopfes sehr drastisch von der Temperatur des Gehäuses unterscheiden kann. Zum Beispiel kann sich das Gehäuse 102 in einem warmen Raum befinden, während sich der Tastkopf 40 unter der Haube eines eiskalten Fahrzeugs befindet oder umgekehrt.

Wie aus den Fig. 3 und 4B ersichtlich, befinden sich auf

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der Leiterplatte 79 ein 5K-Potentiometer 80 und ein temperaturabhängiger Widerstand, beispielsweise ein Thermistor 82. Außerdem befindet sich ein zusätzlicher Widerstand 83 auf der Leiterplatte 79. Der Tastkopf 40 und das Gehäuse 102 sind über ein Kabel 85 miteinander verbunden, das Leiter 87-91 (Fig. 4B) aufweist. Wie weiter unten näher beschrieben, ist die Anordnung des Potentiometers 80 in dem Tastkopf 40 ein wichtiges Merkmal, das es ermöglicht, jeden Hall-Generator individuell zu kalibrieren, so daß irgendein Tastkopf austauschbar mit irgendeinem Schlitzsystem der in den Zeichnungen dargestellten Art verwendbar ist.

In Fig. 1 enthält das Gehäuse 102 einen Strommesser 104 mit einer in Ampere geeichten Skala 106 und einem Zeiger 107. Der Strommesser weist eine Drahtspule (nicht dargestellt) auf, deren Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Der Nullpunkt des Strommessers 104 befindet sich in der Mitte, so daß links vom Zentrum Ströme in der einen Richtung und rechts vom Zentrum Ströme in der entgegengesetzten Richtung zur Anzeige kommen.

Das Schaltungssystem 100 zur Anzeige des Stromflusses auf dem Strommesser 104 aufgrund der von dem Hall-Generator 72 erzeugten Ausgangsspannung enthält im wesentlichen ein Reglersystem 120, ein Vorstromsystem 190 und ein Lesesystem 230.

Das Reglersystem 120 gemäß Fig. 4A erhält eine Eingangsspannung von der Batterie 12 über Leiter 122 und 123. Leiter 122 ist mit der positiven Klemme der Batterie 12 verbunden, während Leiter 123 mit der negativen Klemme der Batterie 12 verbunden ist. Leiter 123 wird somit zu einer negativen Speise-

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schiene oder Speiseklemme. Das Reglersystem 120 verwendet die von der Batterie 12 kommende Spannung zur Erzeugung einer geregelten Spannung an einer Speiseschiene 125.

Das Reglersystem 120 weist einen in Serie geschalteten regelnden Transistor 127 mit einer Basis 129, einem Emitter 130 und einem Kollektor 131 auf. Transistor 127 ist mit einem passenden Wärmesumpf ausgerüstet, um Leistung als Wärmeenergie abzugeben. Das Reglersystem 120 weist ein Filter und einen Schutzkreis mit einer Diode 134 und Kondensatoren 136-138 auf. Diode 134 schützt die Schaltung in dem Fall, in dem die Leiter 122 und 123 vertauscht sind. Kondensator 136 wirkt als Spitzenfilter, um Spannungsspitzen zu entfernen, die von der Batterie des zu prüfenden Fahrzeugs kommen. Die Kondensatoren 137 und 138 wirken als Filter, um sicherzustellen, daß der Regler bei höheren Frequenzen eine niedrige Ausgangsimpedanz hat.

Der Regler weist außerdem einen Abtastkreis 140 auf mit Widerständen 142 und 143 und einem Potentiometer 144 mit einem Schleifer 145. Der Abtastkreis 140 tastet die Spannung ab, die auf der Speiseschiene 125 steht.

Der Abtastkreis 140 arbeitet mit einem Bezugskreis 148 zusammen, der einen Widerstand 149 und eine integrierte Schaltung mit einer Bezugsdiode 150 einschließt, die einen Spannungsabfall von 1,22 V erzeugt. Diode 150 kann z.B. eine von der Firma National Semiconductor Corporation und unter der Bezeichnung LM113H vertrieben sein.

Die Abtast- und Bezugskreise liefern ein Eingangssignal an

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einen Vergleichskreis 152, der einen Operationsverstärker 154 enthält, der als Differenzverstärker geschaltet ist. Der Verstärker weist einen invertierenden Eingang 155, einen nichtinvertierenden Eingang 156, einen Rückkopplungskondensator und einen Ausgangswiderstand 158 auf, über den ein Korrektursignal übertragen wird. Das Korrektursignal wird durch einen Verstärker 160 verarbeitet, der einen Transistor 162 und einen Widerstand 164 in der gezeigten Schaltung enthält.

Aufgrund der besonderen Ausbildung des regelnden Transistors 127 enthält der Regler einen Startkreis 166 mit Schalttransistoren 168 und 169 sowie Dioden 170 und 171. Die Dioden bilden eine Schaltspannung, die den Schalttransistor 168 in einen leitenden Zustand schaltet, wenn der Regler anfangs an die Batterie angeschlossen wird. Der Schalttransistor 169 wird durch Abtastwiderstände 173 und 174 gesteuert. Die Verbindung zwischen den Widerständen führt eine Abtastspannung, die proportional der Speisespannung auf der Speiseschiene 125 ist. Außerdem sind Widerstände 176 und 178 in der gezeigten Weise eingeschaltet.

Ein wesentliches Merkmal des Reglersystems 120 ist seine Fähigkeit,eine geregelte Speisespannung von 3,25 V auf der Speiseschiene 125 von einer teilweise entladenen 6 V-Batterie aufrechtzuerhalten. Unter hoher Last oder bei teilweiser Entladung kann die Batteriespannung nur 4,5 V betragen. Es wurde gefunden, daß der Leistungsabfall von der Batterie und der von dem regelnden Transistor 127 geforderte Spannungsabfall auf ein

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Minimum verringert werden, indem die Schaltungsanordnung mit den Schaltteilen gemäß der Zeichnung verwendet wird. Gemäß einem Merkmal der Schaltung ist der Emitter des Transistors mit der positiven Klemme der Batterie verbunden, während der Kollektor des Transistors 127 mit der geregelten Speiseschiene 125 verbunden ist. Diese Anordnung bringt den von dem Transistor 127 geforderten Spannungsabfall auf ein Minimum, um eine passende Regelung zu erzielen.

Wird die Batterie 12 anfangs mit dem Reglersystem 120 verbunden, so bewirkt der Startkreis 166, daß der Transistor 127 Strom von seinem Emitter 130 zu seinem Kollektor 131 zu führen beginnt. Steigt die Spannung auf dem Eingangsleiter 122 an, so fließt Strom durch den Widerstand 177,und eine Spannung bildet sich an der Basis des Transistors 168 aufgrund des Spannungsabfalls über den Dioden 170 und 171. Als Ergebnis davon wird der Transistor 168 in seinen leitenden Zustand geschaltet, so daß der Strom durch den Widerstand 176 fließt. Der Stromfluß bewirkt einen Spannungsabfall über den Widerstand 176, und Transistor 127 beginnt, Strom von seinem Emitter zu seinem Kollektor zu führen. Die Basis des Transistors 168 wird auf ungefähr 1,2 V durch den Spannungsabfall über den Dioden 170 und 171 gehalten. Wenn die Spannung an dem Transistor 127 ansteigt, gelangt Spannung an die Widerstände 173 und 174. überschreitet die Spannung an dem Verbindungspunkt der Widerstände 173 und 174 den Spannungsabfall von 1,2 V über due Dioden 170 und 171, so wird wieder Transistor 168 in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet, und Transistor 169 wird in seinen leitenden Zustand

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geschaltet. In diesem Betriebszustand bildet der Transistor 169 eine Belastung für den Transistor 127, und die variable Kollektor-Emitterimpedanz des Transistors 127 weird dann durch den Vergleichskreis 152 einjustiert. Die Eingänge 155 und 156 des Operationsverstärkers 154 vergleichen die Spannungen, die von dem Abtastkreis 140 und dem Bezugskreis 148 erzeugt werden. Operationsverstärker 154 erzeugt ein Korrektursignal, das durch den Transistor 152 verstärkt wird und an die Basis des Transistors 127 gelangt. Das Korrektursignal ändert die Kollektor-Emitterimpedanz des Transistors 127 so, daß die Spannung auf der Speiseschiene 125 auf 3,25 V gehalten wird.

Ein weiteres neues Merkmal des Reglers ist seine Fähigkeit, sicher an Speisequellen zu arbeiten, die fortwährend Pegel bis zu 40 V haben. Gelangen + 40 V an den Eingangsleiter 122, so gelangen sie auch an den Kondensator 136, die Widerstände 164, und 177 sowie an die Transistoren 127, 162 und 168. Diese Bauteile sind so gewählt, daß sie Spannungen bis hinauf zu + 40 V dauernd betragen, und alle anderen Bauteile der Schaltung sind geschützt, da der Kollektor des Transistors 127 auf + 3,25 V bleibt. Der durch die Speiseschiene 125 fließende Strom steigt nicht merkbar an, da der Transistor 127 ein Serienregler ist, und nachdem der Start erfolgt ist, wird Transistor 168 in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet. Transistor 162 führt nur genügend Strom, um den Transistor 127 zu betreiben, unabhängig von der auf dem Leiter 122 erscheinenden Spannung. Somit erfolgt der allein merkbare Stromanstieg über den Widerstand 177, und der Anstieg ist auf wenige Milliampere begrenzt.

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Das Vorstromsystem 190 weist einen Bezugsspannungskreis auf mit dem Potentiometer 80, das innerhalb des Tastkopfes 40 angeordnet ist, sowie einen 1K-Widerstand 192, der in dem Gehäuse 102 angeordnet ist. Das Potentiometer dient als einstellbare Spannungsquelle in dem Tastkopf 40, mit dem anfangs der Vorstrom eingestellt werden kann, der durch die Eingangsleitungen 74 und 75 des Hall-Generators fließen.

Der Bezugskreis weist außerdem Widerstände 194 und 195 auf, die als Spannungsteile geschaltet sind. Die Spannung an der Verbindungsstelle der Widerstände 194 und 195 kommt mit der einstellbaren Spannung von dem Potentiometer 80 und dem Widerstand 192 zusammen, so daß so eine Bezugsspannung gebildet wird. Ein Abtastwiderstand 197 ist in Reihe mit den Eingangsleitungen 74 und 75 des Hall-Generators geschaltet. Widerstand 97 erzeugt eine Abtastspannung, die proportional dem Stromfluß durch Leitungen 74 und 75 ist.

Ein Stromregelkreis 200 benutzt die Abtastspannung und Bezugsspannung dazu, den Stromfluß durch den Hall-Generator auf einem konstanten Wert zu halten, der anfangs durch das Potentiometer 80 einstellbar ist. Regelkreis 200 weist einen Operationsverstärker 202 auf, der als Differenzverstärker geschaltet ist und einen invertierenden Eingang 203, einen nichtinvertierenden Eingang 204 und einen Ausgang 205 hat. Ein Transistor 207 ist als Verstärker geschaltet, um den durch den Hall-Generator 72 fließenden Strom zu regeln. Transistor 207 kann als Teil des Differenzverstärkers betrachtet werden, zu dem der Operations-

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verstärker 202 gehört. Der Stromregelkreis weist außerdem Dioden 209 und 210, Widerstände 212 und 213 und Kondensatoren 215-217 auf. Widerstand 212 sorgt dafür, daß der Transistor nicht aufgrund seines Leckstromes oder durch den Leckstrom des Operationsverstärkers 202 einschaltet.

Fällt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 202 auf null Volt, so fließt Strom durch die Dioden 209, 210 in den Widerstand 213 und zu der Basis des Transistors 207. Als Folge davon steigt der von dem Emitter zu dem Kollektor des Transistors 207 fließende Strom an, um den durch den Hall-Generator 72 fließenden Vorstrom zu erhöhen. Steigt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 202 gegen die Speisespannung 3,25 V an, so wird die Arbeitsweise umgekehrt, so daß der von dem Emitter zu dem Kollektor des Transistors 207 fließende Strom verringert wird. Diese Arbeitsweise kann dazu verwendet werden, den durch den Hall-Generator fließenden Vorstrom auf einem voreingestellten Pegel zu halten.

Die Art, in der diese Arbeitsweise erreicht wird, läßt sich am besten dadurch erklären, daß zunächst angenommen wird, daß das Potentiometer 80 auf seinen vollen Widerstandswert von 5000 Ohm eingestellt wird. Dann ist die Bezugsspannung an dem invertierenden Eingang 203 des Operationsverstärkers 202 näherungsweise 0,25 V. Der Vorstrom durch die Leitungen 74 und 75 des Hall-Generators 72 steigt an, bis die Spannung über dem Widerstand 197 0,25 V beträgt, wobei der Strom ungefähr 16,7 Milliampere beträgt, das ist der minimale Vorstrom. Durch die zuvor beschriebene Funktionsweise halten der Operationsver-

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stärker 202 und der Transistor 207 den Vorstrom auf 16,7 Milliampere, unabhängig von der Temperatur und Änderungen der Speisespannung.

Wird der Widerstandswert des Potentiometers 80 verringert, so wird eine höhere Spannung über den Widerstand 92 rückgeführt, und die Bezugsspannung am invertierenden Eingang 203 wird erhöht. Als Folge davon fließt mehr Strom über die Leitungen 74 und 75 des Hall-Generators 72, bis die Spannung über dem Widerstand 197 gleich wird mit der erhöhten Bezugsspannung. Wird das Potentiometer 80 auf null Ohm eingestellt, so beträgt der Strom durch die Leitungen 74 und 75 des Hall-Generators 72 ungefähr 42 Milliampere, daß ist der maximale Vorstrom.

Die Fähigkeit des in dem Tastkopf 40 angeordneten Potentiometers 80, den Vorstrom einzustellen, der von dem Kreis 190 in dem Gehäuse 102 erzeugt und geregelt wird, ist ein wichtiges Merkmal. Es ermöglicht es, daß jeder Tastkopf anfangs so eingestellt werden kann, daß sein Vorstrom mal dem Koeffizienten des Hall-Generators zu einer konstanten Ausgangsspannung über den Leitungen 76 und 77 führt. Diese Einstellung wird dadurch erreicht, daß die Joche des Tastkopfes um einen Leiter gebracht werden, durch den ein bekannter Strom fließt. Potentiometer 80 wird dann eingestellt, bis der Zeiger 107 den korrekten Amperewert auf der Skala 106 des Strommessers anzeigt. Mit anderen Worten wird das Potentiometer 80 so einjustiert, daß die Ausgangsspannung von jedem Hall-Generator für einen vorgegebenen Amperewert identisch ist, der durch einen innerhalb des

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Wickels 66 des Tastkopfes 40 plazierten Leiter fließt. Die so einjustierten Tastköpfe werden austauschbar und können so mit irgendeinem Gehäuse 102 verbunden werden, das ein Vorstromsystem 190 gemäß Fig. 4A enthält. Würde eine solche Anordnung nicht zur Verfügung stehen, so würde der Unterschied in der Empfindlichkeit der Hall-Generatoren es unmöglich machen, die Tastköpfe auszutauschen, ohne daß eine Neueichung jedes Vorstromsystems erfolgt. Es würde unmöglich sein, einen neuen Tastkopf an einen Kunden oder Benutzer zu senden. Es würde vielmehr erforderlich sein, ein vollkommen neues Gehäuse und einen anderen, angepaßten, geeichten Tastkopf mitzuliefern.

Das Lesesystem 230 gemäß Fig. 4B formt die über den Leitungen 76 und 77 des Hall-Generators liegende Spannung so um, daß sie den Strommesser 104 speisen kann. Das System weist einen Operationsverstärker 232 mit einem invertierenden Eingang 233, einem nichtinvertierenden Eingang 234 und einem Ausgang 235 auf. Der Operationsverstärker erhält Spannung von der Speiseschiene 125 über eine positive Speiseklemme 136 und erhält Massepotential über eine negative Speiseklemme 237, die mit dem Leiter 123 verbunden ist.

Operationsverstärker 232 ist mit drei verschiedenen Rückführungsnetzwerken ausgestattet, je nach der Art der gewünschten Anzeige. Ein erstes Rückführungs- bzw. Rückkopplungsnetzwerkt enthält einen Widerstand 238 und einen Kondensator 239; ein zweites Rückkopplungsnetzwerk weist Widerstände 241 und 242 sowie einen Kondensator 234 auf; ein drittes Rückkopplungsnetzwerk weist Widerstände 245, 246 und 247 und einen Konden-

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sator 248 in Filteranordnung auf. Der Operationsverstärker 232 weist außerdem Widerstände 250-255, Potentiometer 257-259 und Kondensatoren 261, 262 in der gezeigten Schaltung auf.

Das Lesesystem 230 enthält außerdem einen Operationsverstärker 266 mit einem invertierenden Eingang 267, einem nichtinvertierenden Eingang 268 und einem Ausgang 269. Eine positive Spannung gelangt an den Operationsverstärker 266 auf der Speiseschiene 125 über eine positive Klemme 270, und Massepotential gelangt an den Operationsverstärker von dem Leiter 132 zu einer negativen Speiseklemme 271.

Operationsverstärker 266 ist als Treiberschaltung für den Strommeter geschaltet. Zu diesem Zweck ist der Strommesser 104 in eine Gegenkopplungsschleife des Verstärkers 206 zusammen mit einem Doppelweggleichrichter 274 mit Diode 275-278 eingeschaltet. Ein Widerstand 280 verbindet den Ausgang 269 mit Massepotential. Widerstände 255 und 280 dienen zur Erhöhung der Stromabsenkfähigkeit ihrer zugehörigen Verstärker 232 und 266.

Die Arbeitsweise des Lesesystems 230 wird durch eine Schalteranordnung 282 gesteuert, der Kontakte 284a-284d zur Einschaltung des 500-Ampere-Bereichs auf der Skala 106 dienen, Kontakte 285a-285b dienen zur Einschaltung des 100-Amperebereichs auf der Skala 106, und Kontakte 286a -286d dienen zur Einschaltung des Diodenstatorbereichs auf der Skala 106. Die Kontakte werden durch Schleifen 290a-290d ausgewählt, die synchron durch den Prüfwahlknopf 292 betätigt werden (Fig. 1).

Es sei angenommen, daß der zu messende Strom im Bereich von 100-500 Ampere liegt, so daß der Knopf 292 und die Schlei-

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fen 290a-290d in die in Fig. 1 und 4B gezeigten Positionen bewegt sind. In diesem Stellungen verbinden die Kontakte der
Schalteranordnung 282 die Schaltteile in der in Fig. 5 gezeigten Weise. Wie bereits zuvor erläutert, befindet sich der
Thermistor 82 innerhalb des Tastkopfes 40, um einen Spannungsabfall des Hall-Generators 72 bei Temperaturanstieg zu kompensieren. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Leitung 75 des Hall-Generators 72 zum Bezugspunkt des Lesesystems wird, der in bezug zu der von der Speiseschiene 125 und dem Masseleiter 125 gelieferten elektrischen Leistung wandert oder flotiert. Dies ist
ein wichtiges Merkmal, nach dem das Lesesystem gleichartige
Spannungsänderungen auf den Leitungen 76, 77 des Hall-Generators 72 unterdrückt. Mit anderen Worten, der Strommesser 104 ändert seine Anzeige praktisch nicht, wenn die Spannung auf den Leitern 76 und 77 gleichzeitig in gleichem MaBe ansteigt oder abfällt.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, verstärkt der Operationsverstärker 232 die an die Leitungen 76 und 77 gelieferte Spannung des Hall-Generators 72. Die Verstärkung des Verstärkers ist ungefähr gleich dem Wert des Rückkopplungswiderstandes 238 geteilt durch den äquivalenten Widerstand des Thermistors 82 und Widerstände 83, 252. Typisch ist eine Verstärkung von 15 bis
16. Kondensator 239 (Fig. 4B) verringert den Frequenzgang und
verringert dadurch den Störpegel. Das Ausgangssignal des Verstärkers 232 steuert den Operationsverstärker 266, der als Treiber für den Strommesser dient. Die Gesamtverstärkung des Lesesystems kann mit Hilfe des Potentiometers 259 eingestellt werden.

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Of"

Die Anordnung des Strommessers 104 in der Rückkopplungsleitung des treibenden Operationsverstärkers 266 ist ein wesentliches Merkmal, aufgrund dessen der Strommesser genau gespeist wird, unabhängig von Änderungen des Widerstandes der Spule des Strommessers aufgrund von Temperaturänderungen. Ist der Strommesser 104 in dem Rückkopplungskreis angeordnet, so ist der durch den Strommesser fließende Strom gleich dem in den invertierenden Eingang 267 fließenden Eingangsstrom. Dieser Strom ist die Hall-Ausgangsspannung über den Klemmen 76 und 77 mal der Verstärkung des Verstärkers 232 geteilt durch die Summe der Widerstandswerte des Potentiometers 259 und des Widerstandes 254. Bei Vollausschlag ist der durch den Strommesser 104 fließende Strom ungefähr 0,5 Milliampere.

Ein anderes wesentliches Merkmal des Lesesystems besteht darin, daß die Verstärker 232 und 266 in bezug zu der Gleichspannung ⁿflotieren", die von der Speiseschiene 125 und Leiter 123 zugeliefert wird. Wie aus Fig. 4B ersichtlich, ist die Speisespannung durch die Anordnung der Bauteile von den Eingängen und Ausgängen der Verstärker 232 und 266 isoliert. Dieses Merkmal verbessert wesentlich die Fähigkeit des Lesesystems, gleichartige Schwankungen zu unterdrücken. Mit anderen Worten, ändern sich die Spannungen an den Klemmen 76 und 77 gleichzeitig um im wesentlichen die gleichen Werte, so bleibt die Anzeige des Strommessers im wesentlichen konstant. Dieses Merkmal verbessert natürlich die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Strommessers.

Die Schaltung gemäß Fig. 5 verwendet die von dem Hall-

Generator erzeugte Spannung dazu, auf dem Strommesser 104 die

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271067b

Größe des durch den Leiter 17 fließenden Gleichstromes anzuzeigen.

Wird der Knopf 292 in die Position für den 100-Ampere-Bereich (Fig. 1) gestellt, so daß die Schleifer 290a-290d die Kontakte 285a-285d berühren, so wird der durch den Leiter 17 fließende Gleichstrom in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben gemessen, mit dem Unterschied, daß die Verstärkung des Verstärkers 232 durch Änderungen des Widerstandswertes der Rückkopplungsschleife geändert ist, um Ströme im Bereich von 0 bis 100 Ampere messen zu können.

Vor der Durchführung einer Prüfung sollte der Strommesser 104 durch Einstellung der Potentiometer 257 und 258 (Fig. 4B) auf null einjustiert werden. Das Potentiometer 258 dient als Einrichtung zur Einstellung der Empfindlichkeit des Potentiometers 257, das an den Leitungen 74 und 75 des Hall-Generators 72 liegt. Potentiometer 257 bildet ein geringfügig unbalanciertes Widerstandsnetzwerk über der einen Seite des Hall-Generators 72, um so die Nullverstimmung des Kompensators zu kompenzieren. Die der Einrichtung eigentümliche Nullverstellung rührt daher, daß es bei der Fertigung unmöglich ist, einen vollkommen symmetrischen Generator herzustellen. Potentiometer 257 wird durch einen Knopf 294 für die Nulleinstellung (Fig. 1) eingestellt, um irgendwelche geringen Verstimmungen des Hall-Generators zu korrigieren, so daß der Strom durch den Strommesser null ist, wenn in dem Leiter 17 der Strom null fließt.

Durch Bewegung des Knopfes 292 in die ALT-Position (Fig. 1), in der die Schleifer 290a-290d die Kontakte 286a-286d jeweils

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-23-

berühren, werden die Bauteile in der in Fig. 6 gezeigten Weise verbunden. Diese Bauteile werden dazu verwendet, um fehlerhafte Dioden oder Windungen im Wechselstromgenerator 23 (Fig. 2) durch Messung des fluktuierenden Stromes festzustellen, der durch Leiter 17 oder 21 fließt. Der Test kann erfolgen, ohne daß in irgendeiner Weise der Schaltkreis des Fahrzeugs, in dem der Wechselstromgenerator 23 liegt, abgeschaltet oder geändert wird. Die Prüfung kann somit unter normalen tatsächlichen Betriebsbedingungen erfolgen. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber älteren Prüfgeräten für Wechselstromgeneratoren, die die Einfügung von Prüfteilen in das Ladesystem des Fahrzeugs erforderlich machten. Ein derartiges älteres System ist z.B. in der US-PS 3 594 642 beschrieben.

Ein ordnungsgemäß arbeitender Wechselstromgenerator erzeugt einen glatten Stromfluß durch Dreiphasengleichrichtung mit sehr geringen Welligkeitsanteilen. Ein Wechselstromgenerator mit einer kurzgeschlossenen oder offenen Diode oder einer offenen Statorwicklung oder einer teilweise kurzgeschlossenen Statorwicklung erzeugt einen wesentlich höheren Welligkeitsanteil. Die Schaltung in Fig. 6 stellt die höhere Welligkeit oder den wechselnden Anteil des Stromes dar, der von dem Wechselstromgenerator 23 geliefert wird, und dieser erhöhte Anteil wird auf dem Strommesser 104 angezeigt. Zeigt der Zeiger 107 eine Welligkeit oder einen fluktuierenden Stromanteil auf dem Strommesser 104 an, der größer als R (Fig. 1) ist, so bedeutet das einen defekten Wechselstromgenerator.

In Fig. 6 ist das Rückkopplungsnetzwerk für den Verstär-

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ker 232 in ein T-Netzwerk abgewandelt, das eine ausreichend niedrige Gleichstromverstärkung, jedoch eine hohe Wechselstromverstärkung sicherstellt. Die Wechselstromverstärkung ist frequenzabhängig und bestimmt durch die Werte der Widerstände 245-247 und des Kondensators 248. Ein weiterer derartiger Schaltkreis ist durch Widerstände 251 und 255 und Kondensatoren

261 und 262 gebildet. Aufgrund dieser Schaltkreise wird die Verstärkung des Verstärkers 232 plötzlich unterhalb ungefähr 200 Hz abgesenkt oder gedämpft. In gleicher Weise sinkt die Verstärkung des Verstärkers 232 oberhalb von Frequenzen größer als 2500 Hz aufgrund der Eigencharakteristik des Verstärkers selbst ab. Aufgrund der Abblockungswirkung des Kondensators

262 stellen die in Fig. 6 dargestellten Bauteile einen Frequenzformerkreis dar, der nur fluktuierende Signale durchläßt und eine Spitzenverstärkung bei ungefähr 1 kHz hat. Die Frequenzcharakteristik der Schaltung nach Fig. 6 unterdrückt die kleinen, gleich großen Wellen oder Spannungsspitzen, die bei einem ordnungsgemäß arbeitenden Dreiphasenwechselstromgenerator vorhanden sind, und unterdrückt außerdem die niederfrequente Windung, die durch die Wirkung des Spannungsreglers 26 verursacht wird, wenn dieser versucht, die Batteriespannung zu stabilisieren. Die Schaltung verstärkt jedoch fluktuierende Bestandteile des Stromes, die von Fehlern des Wechselstromgenerators herrühren. Somit fließt bei irgendeinem solchen Fehler durch den Strommesser 104 ein wesentlicher Meßstrom größer als der Wert R.

Um den Gleichstrom zu messen, der durch den Leiter 17 des

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Fahrzeugladesystems gemäß Fig. 2 fließt, wird der Tastkopf 40 in der zuvor beschriebenen Weise auf null eingestellt. Die Joche des Tastkopfes 40 werden geöffnet und um Leiter 17 gebracht. Die Joche werden dann geschlossen, so daß der Leiter 17 in der in Fig. 1 gezeigten Weise angeordnet ist. Leiter ist mit der Batterieklemme 13 und Leiter 123 mit der Batterieklemme 14 verbunden. Kein Teil des Fahrzeugladesystems braucht abgetrennt zu werden.

Knopf 292 wird dann auf die "500"- oder "100"-Stellung :|Fig. 1) gestellt, und der durch den Leiter 17 fließende Gleichstrom wird genauestens auf der Skala des Strommessers 104 angezeigt. Das System arbeitet so lange ordnungsgemäß, wie die Batterie 12 eine Spannung von 4,5 V an den Klemmen 13 und 14 aufrechterhalten kann. Natürlich kann das System verwendet werden, während der Motor des Fahrzeugs in Ruhe ist, angelassen wird oder läuft.

Um den Wechselstromgenerator 23 zu prüfen, wird er durch den Motor angetrieben, und Knopf 292 wird in die ALT-Position (Fig. 1) gestellt. Die Anschlüsse an dem Fahrzeug bleiben die wie zuvor beschrieben. Bewegt sich der Zeiger 107 nach rechts auf die R-Marke, so ist der Wechselstromgenerator defekt.

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Claims

Patentansprüche

fi.J Einrichtung zur Einspeisung einer geregelten Gleichspannung in einen durch ein elektrisches Fahrzeugsystem gespeisten Kreis, gekennzeichnet durch

eine wiederaufladbare Batterie für das Fahrzeug mit einer ersten Klemme und einer zweiten Klemme,

eine Spannungsversorgungsschiene,

einen in Reihe geschalteten regelnden Transistor, der eine Basis, einen Emitter zur Einspeisung von Spannung von der ersten Klemme der Batterie und ein Kollektorelement zur Übertragung der Spannung an die Versorgungsschiene aufweist,

eine erste Abtasteinrichtung zur Erzeugung einer ersten Abtastspannung, die proportional der Schienenspannung auf der Versorgungsschiene ist,

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SL/K

ORIGINAL INSPECTED

eine Bezugseinrichtung zur Erzeugung einer Bezugsspannung,

Vergleichsmittel zum Vergleich der ersten Abtastspannung mit der Bezugsspannung und zur Erzeugung eines Korrektursignals, das einen Wert hat, der der Differenz zwischen der ersten Abtastspannung und der Bezugsspannung proportional ist,

Mittel zur Zuführung des Korrektursignals zu der Basis-Emitterstrecke des regelnden Transistors, so daß die Impedanz der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors einen Spannungsabfall liefert, der ausreichend klein ist, um die Schienenspannung auf einem geregelten Wert bei Bedingungen zu halten, bei denen die Batterie eine niedrige Spannung hat.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Startkreis, der den in Reihe liegenden regelnden Transistor in den leitenden Zustand vorspannt, wenn die Einrichtung erstmalig an die Batterie angeschlossen wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Startkreis aufweist

einen ersten Widerstand, der mit den Basis-Emitterelementen des Transistors verbunden ist,

eine erste Schalteinrichtung zwischen dem Basiselement des Transistors und der zweiten Klemme der Batterie,

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Mittel zur Erzeugung einer vorbestimmten Schaltspannung, die die erste Schalteinrichtung in den leitenden Zustand vorspannt, wenn die Batterie an die Einrichtung angeschlossen wird, wodurch der Strom durch den ersten Widerstand fließt, so daß der regelnde Transistor in den leitenden Zustand vorgespannt ist,

eine zweite Abtasteinrichtung zur Erzeugung einer zweiten Abtastspannung, die proportional der Spannung der Versorgungsschiene ist,

eine zweite Schalteinrichtung, die zwischen dem Kollektor des regelnden Transistors und der ersten Schalteinrichtung liegt und die erste Schalteinrichtung in einen nichtleitenden Zustand schaltet, wenn die zweite Abtastspannung eine vorbestimmte Beziehung zu der vorbestimmten Schaltspannung erreicht.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Schalteinrichtungen jeweils Transistoren aufweisen.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Einrichtung zur Erzeugung einer vorbestimmten Schaltspannung wenigstens eine Diode aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

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wiederaufladbare Batterie eine Blei-Säurebatterie ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abtasteinrichtung ein Spannungsteilernetzwerk zwischen
der Versorgungsschiene und der zweiten Klemme der Batterie
aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugseinrichtung eine Bezugsdiode aufweist.
9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung einen Differenzverstärker aufweist.
10. Einrichtung zur Bestimmung der Größe eines Stromes durch
einen Leiter unter Verwendung eines Hall-Generators, der erste
und zweite Hall-Eingänge zur Einspeisung eines Vorstromes und
erste und zweite Hall-Ausgänge zur Erzeugung einer Hall-Spannung aufweist, die proportional dem zu messenden Strom ist, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des Vorstromes und zum Auslesen der
Hall-Spannung, gekennzeichnet durch

eine Bezugseinrichtung zur Erzeugung einer Bezugsspannung,

eine Abtasteinrichtung zur Erzeugung einer Abtastspannung, die der Größe des durch den Hall-Generator fließenden
Stromes proportional ist,

eine Stromregeleinrichtung zur Einstellung des Vorstromes,

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der von dem ersten zu dem zweiten Hall-Eingang fließt, bis die Bezugsspannung und die Abtastspannung eine vorbestimmte Beziehung zueinander erreichen, wodurch der Vorstrom konstant gehalten wird, und

eine Leseeinrichtung zur Anzeige der Größe des gemessenen Stromes durch Bestimmung der Größe der Hall-Spannung.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Generator und wenigstens ein Teil der Bezugseinrichtung in einem Tastkopf enthalten sind und daß die Abtasteinrichtung, die Stromregeleinrichtung und die Leseeinrichtung in einem mit dem Tastkopf über ein Kabel verbundenen Gehäuse angeordnet sind, wodurch jeder Tastkopf für sich durch den Teil der Bezugseinrichtung einstellbar ist, der in dem Tastkopf enthalten ist, so daß ein wahlweiser Anschluß an beliebige gleichartige Gehäuse möglich ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugseinrichtung aufweist

eine einstellbare Spannungsquelle in dem Tastkopf und

Mittel zur Kombination der einstellbaren Spannung mit einem vorbestimmten Spannungspegel, um so die Bezugsspannung zu bilden.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

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die einstellbare Spannungsquelle ein Potentiometer aufweist, das mit dem ersten Hall-Eingang verbunden ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Kombination einen Spannungsteiler mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Teilerwiderstand aufweist, die über eine Verbindung verbunden sind, die an dem Potentiometer angebracht ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen Serienwiderstand aufweist, der in Serie mit den ersten und zweiten Hall-Eingängen geschaltet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregeleinrichtung aufweist

einen Differenzverstärker mit einem ersten Verstärkereingang, einem zweiten Verstärkereingang und einem Verstärkerausgang,

Mittel zum Anschluß des Verbindungspunktes des ersten und zweiten Teilerwiderstandes mit dem ersten Verstärkereingang,

Mittel zur Verbindung des Reihenwiderstandes mit dem zweiten Verstärkereingang und

Mittel zur Verbindung des Verstärkerausgangs mit einem der ersten und zweiten Hall-Eingänge.

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17. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung aufweist

eine Stromversorgungseinrichtung zur Erzeugung einer Gleichspannung zwischen einer ersten Versorgungsklemme und einer zweiten Versorgungsklemme,

einen ersten Operationsverstärker mit einem ersten invertierenden Eingang, einen ersten nichtinvertierenden Eingang, einen ersten Ausgang, eine positive Versorgungsklemme, eine erste negative Versorgungsklemme und eine Rückkopplungsschleife,

eine erste Verbindungseinrichtung zur Verbindung der ersten Versorgungsklemme mit der ersten positiven Versorgungsklemme,

eine zweite Verbindungseinrichtung zur Verbindung der zweiten Versorgungsklemme mit der ersten negativen Versorgungsklemme ,

Mittel zur Einkopplung einer der Hall-Spannung proportionalen Eingangsspannung zwischen dem ersten invertierenden Eingang und dem ersten nichtinvertierenden Eingang, ein

Strommeter mit einer Spule, die eine Impedanz aufweist,

eine dritte Verbindungseinrichtung zur Einschaltung des Strommessers in die Rückkopplungsschleife und

Mittel zur Abtrennung der Stromversorgungseinrichtung von

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dem ersten invertierenden Eingang, dem ersten nichtinvertierenden Eingang und dem ersten Ausgang, wodurch die Anzeige des Strommessers im wesentlichen konstant bleibt, unabhängig von gleichen Änderungen der Spannung an dem ersten und dem zweiten Hall-Ausgang und unabhängig von Änderungen in der Impedanz des Strommessers.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einkopplung einen in dem Tastkopf angeordneten temperaturabhängigen Widerstand aufweist.
19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einkopplung aufweisen

einen zweiten Operationsverstärker mit einem zweiten invertierenden Eingang, einem zweiten nichtinvertierenden Eingang, einem zweiten Ausgang und eine zweite negative Versorgungsklemme,

eine vierte Verbindungseinrichtung zur Verbindung der ersten Versorgungsklemme mit der zweiten positiven Speiseklemme ,

eine fünfte Verbindungseinrichtung zur Verbindung der zweiten Versorgungsklemme mit der zweiten negativen Versorgungsklemme,

eine sechste Verbindungseinrichtung zur Verbindung des ersten Hall-Ausgangs mit dem zweiten invertierenden Ein-

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gang und zur Verbindung des zweiten Hall-Auggangs mit dem ersten und zweiten nichtinvertierenden Eingängen,

eine siebente Verbindungseinrichtung zur Verbindung des zweiten Ausgangs mit dem ersten invertierenden Eingang und

eine zweite Einrichtung zur Abtrennung der Speiseeinrichtung von dem zweiten invertierenden Eingang, dem zweiten nichtinvertierenden Eingang und dem zweiten Ausgang.
20. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschleife zwischen dem ersten invertierenden Eingang und dem ersten Ausgang liegt.
21. Einrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung aufweist

eine Verstärkereinrichtung zur Verstärkung der wechselnden Bestandteile der Hall-Spannung,

eine Gleichrichtereinrichtung zur Umwandlung der verstärkten Hall-Spannung in ein entsprechendes Gleichspannungssignal und

eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Größe des Gleichspannungssignals, wodurch Fehler im Wechselstromgenerator feststellbar sind.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß

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weiter vorgesehen ist ein Filter zur Dämpfung der wechselnden Bestandteile der Hall-Spannung unterhalb einer ersten vorbestimmten Frequenz.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Frequenz ungefähr 200 Hz ist.
24. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf weiter aufweist einen toroidförmigen, laminatartigen Kern, dessen innerer Durchmesser ausreichend groß

ist, um einen Leiter aufzunehmen, und der einen radialen Schlitz hat, in dem sich der Hall-Generator befindet, wobei der Kern
aus Nickel und Eisen besteht.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern hälftig aufgeschnitten ist, um so die Einführung des Leiters in das Innere des ringförmigen Kerns zu ermöglichen.
26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern zur Verringerung der Hysterese weichgeglüht ist.
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern wenigstens 35 % Nickel aufweist.
28. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern Nickel, Molybdän und Eisen aufweist.

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29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern über 60 % Nickel, über 10 % Molybdän und den Rest Eisen aufweist.
30. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einem hohlen, zylindrischen, gewickelten Streifen aus Metall besteht, wobei zwischen den einzelnen Windungen des Wickels ein isolierendes Bindemittel angeordnet ist.
31. Prüfverfahren unter Verwendung eines Hall-Generators zur Feststellung von Fehlern eines Fahrzeugwechselstromgenerators, der einen elektrischen Strom durch einen Leiter schickt, dadurch gekennzeichnet, daß

der Hall-Generator in die Nähe des Leiters gebracht wird, um eine Hall-Spannung proportional der Größe des Stromes zu erzeugen,

die wechselnden Bestandteile der Hall-Spannung verstärkt werden und daß

zur Anzeige gebracht wird, ob die verstärkte Spannung einen vorbestimmten Wert übersteigt, wodurch Fehler in dem Wechselstromgenerator festgestellt werden.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die wechselnden Bestandteile der Hall-Spannung unterhalb einer ersten vorbestimmten Frequenz gedämpft werden.

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33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Frequenz ungefähr 200 Hz ist.
34. Einrichtung zur Bestimmung der Größe eines Stromes, der durch einen Leiter fließt, gekennzeichnet durch

einen ringförmigen, geblechten Kern, dessen innerer Durchmesser ausreichend groß ist, um den Leiter aufzunehmen, und in dem sich ein radialer Schlitz befindet, wobei der Kern aus Nickel und Eisen besteht,

eine Hall-Generatoreinrichtung, die in dem radialen Schlitz angeordnet ist und erste und zweite Hall-Ausgänge zur Erzeugung einer dem zu messenden Strom proportionalen Hall-Spannung aufweist sowie erste und zweite Hall-Ausgänge zur Zuführung eines Vorstromes,

eine Vorstromeinrichtung zur Einspeisung des Vorstromes in die erstai und zweiten Hall-Eingänge und

eine Leseeinrichtung zur Anzeige der Größe des zu messendenStromes durch Bestimmung der Größe der Hall-Spannung.
35. Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern in zwei Hälften aufgeteilt ist, um so die Einführung des Leiters in das Innere des ringförmigen Kerns zu ermöglichen,
36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern zur Verringerung der Hysterese weichgeglüht ist.

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37. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern wenigstens 35 % Nickel enthält.
38. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Nickel, Molybdän und Eisen besteht.
39. Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern über 60 % Nickel, über 10 % Molybdän und den Rest
Eisen enthält.
40. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen hohlen, zylindrischen, gewickelten Streifen aus Metall aufweist, wobei zwischen den Windungen des Wickels ein isolierendes Bindemittel angeordnet ist.
41. System zur Bestimmung der Größe eines zu messenden, durch einen Leiter fließenden Stromes unter Verwendung eines Hall-Generators, der erste und zweite Hall-Ausgänge zur Erzeugung

einer dem zu messenden Strom proportionalen Hall-Spannung auf-

die Einrichtung
weist, dadurch gekennzeichnet, daß/zum Lesen oder zur Anzeige

der Hall-Spannung aufweist

eine Stromversorgungseinrichtung zur Erzeugung einer Gleichspannung zwischen einer ersten Versorgungsklemme und einer zweiten Versorgungsklemme,

einen ersten Operationsverstärker mit einem ersten invertierenden Eingang, einen ersten nichtinvertierenden Ein-

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gang, einen ersten Ausgang, eine positive Versorgungsklemme, eine erste negative Versorgungsklemme und eine Rückkopplungsschleife,

eine erste Verbindungseinrichtung zur Verbindung der ersten Versorgungsklemme mit der ersten positiven Versorgungsklemme ,

eine zweite Verbindungseinrichtung zur Verbindung der zweiten Versorgungsklemme mit der ersten negativen Versorgungsklemme ,

Mittel zur Einkopplung einer der Hall-Spannung proportionalen Eingangsspannung zwischen dem ersten invertierenden Eingang und dem ersten nichtinvertierenden Eingang,

ein Strommeter mit einer Spule, die eine Impedanz aufweist,

eine dritte Verbindungseinrichtung zur Einschaltung des Strommessers in die Rückkopplungsschleife und

Mittel zur Abtrennung der Stromversorgungseinrichtung von dem ersten invertierenden Eingang, dem ersten nichtinvertierenden Eingang und dem ersten Ausgang, wodurch die Anzeige des Strommessers im wesentlichen konstant bleibt, unabhängig von gleichen Änderungen der Spannung an dem ersten und dem zweiten Hall-Ausgang und unabhängig von Änderungen in der Impedanz des Strommessers.
42. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Mittel zur Einkopplung einen temperaturabhängigen Widerstand aufweisen.
43. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einkopplung aufweisen

einen zweiten Operationsverstärker mit einem zweiten invertierenden Eingang, einem zweiten nichtinvertierenden Eingang, einem zweiten Ausgang und eine zweite negative Versorgungsklemme,

eine vierte Verbindungseinrichtung zur Verbindung der ersten Versorgungsklemme mit der zweiten positiven Speiseklemme,

eine fünfte Verbindungseinrichtung zur Verbindung der zweiten Versorgungsklemme mit der zweiten negativen Versorgungsklemme ,

eine sechste Verbindungseinrichtung zur Verbindung des ersten Hall-Ausgangs mit dem zweiten invertierenden Eingang und zur Verbindung des zweiten Hall-Ausgangs mit dem ersten und zweiten nichtinvertierenden Eingängen,

eine siebente Verbindungseinrichtung zur Verbindung des zweiten Ausgangs mit dem ersten invertierenden Eingang und

eine zweite Einrichtung zur Abtrennung der Speiseeinrichtung von dem zweiten invertierenden Eingang, dem zweiten nichtinvertierenden Eingang und dem zweiten Ausgang.

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44. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschleife zwischen dem ersten invertierenden Eingang und dem ersten Ausgang liegt.

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