DE2721371B2

DE2721371B2 - Process for reducing losses and improving the transmission behavior of measured value transmitters as well as a device for carrying out the process

Info

Publication number: DE2721371B2
Application number: DE2721371A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Andelfingen Loetscher (Schweiz)
Original assignee: CAMILLE BAUER MESSINSTRUMENTE AG WOHLEN AARGAU (SCHWEIZ)
Current assignee: CAMILLE BAUER MESSINSTRUMENTE AG WOHLEN AARGAU (SCHWEIZ)
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-05-12
Publication date: 1978-12-21
Also published as: CH620537A5; DE2721371A1; SE7802338L; FR2382678A1; IT7867430A0; IT1109747B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Verlusten und zur Verbesserung des Übertragungsverhaltens an Meßwertübertragern für potentialgetrennte Meßwertübertragung statischer elektrischer Signale, mit transformatorischen Übertragungsmitteln und mit Zerhackennitteln, die so geschaltet sind, daß im Schaltrhythmus der Zerhackermittel ein Feldfluß wechselnder Polarität in den Übertragungsmitteln entsteht, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, wobei die Übertragungsmittel mindestens einen Transformator umfassen, welcher eine mit Zwischenabgriff versehene Primärwicklung aufweist, und wobei die Zerhackermittel zur Schließung resp. Öffnung der Stromkreise vom Zwischenabgriff über jeweils einen Teil der Primärwicklung ausgebildet sind.The present invention relates to a method for reducing losses and improving the Transmission behavior on measured value transmitters for isolated, static measured value transmission electrical signals, with transformer-like transmission means and with chopping means which are connected in such a way that the chopping means is switched on in the switching rhythm Field flux of alternating polarity arises in the transmission means, as well as a device for execution of the method, wherein the transmission means comprise at least one transformer, which one with Has intermediate tap provided primary winding, and wherein the chopper means for closing, respectively. Opening of the circuits from the intermediate tap are formed over each part of the primary winding.

Bekannterweise bieten sich für die Potentialtrennung bei Meßwertübertragern gmndsäiziich transformatorische oder optoelektrische Übertragungsmittel an. Die Verwendung von optoelektrischen Übertragungsmitteln bedingt, daß Vorverstärker und Offset-Schaltungsmittel vorgesehen werden müssen, um einerseits eine genügende Auflösung, insbesondere bei kleinen zu übertragenden Meßwerten sicherzustellen, und um anderseits einen möglichst linearen Kennlinienbereich der optoelektrischen Übertragungsmittel ausnützen zu können. Um auch im Langzeitverhalten eine genügende Stabilität des Null-Punktes und der Linearität zu gewährleisten, muß bei der Auslegung und der Auswahl oben erwähnter zusätzlicher Schaltmittel ein großer Aufwand betrieben werden.It is well known that they offer potential separation in the case of measured value transmitters generally transformer or opto-electrical transmission means. the The use of opto-electrical transmission means that preamplifier and offset circuit means must be provided to one hand to ensure sufficient resolution, in particular for small measured values to be transmitted, and to on the other hand, to utilize as linear a range of characteristics as possible of the opto-electrical transmission means can. In order to ensure sufficient stability of the zero point and linearity even in long-term behavior must ensure a large one in the design and selection of the above-mentioned additional switching means Effort.

Zur Umgehung der oben erwähnten Schwierigkeiten mit optoelektrischen Übertragungsmitteln werden herkömmlicherweise transformatorische Mittel eingesetzt.To circumvent the above-mentioned difficulties with opto-electrical transmission media traditionally transformative means are used.

Zu diesem Zweck wird ein dem Meßwert, sei dies nun eine Spannung oder ein Strom, proportionaler Strom dem Mittelabgriff einer symmetrischen Transformator-Primärwicklung zugeführt und der Stromkreis durch Zerhackermittel abwechselnd über die eine oder andere Hälfte besagter Transformatorwicklung geschlossen. In der Transformator-Sekundärwicklung wird hierdurch eine gleichspannungsfreie Wechselspannung und damit, lastabhängig, ein Strom induziert, welcher nachfolgend einer Gleichrichtung und Glättung unterzogen wird.For this purpose, the measured value is added, be this now a voltage or a current, proportional current fed to the center tap of a symmetrical transformer primary winding and the circuit through Chopper means alternately closed over one or the other half of said transformer winding. In the transformer secondary winding is thus a DC voltage-free AC voltage and thus, Depending on the load, a current is induced, which is then subjected to rectification and smoothing.

Üblicherweise werden als Zerhacker mindestens einUsually at least one chopper is used

Schalterpaar vorgesehen, welches komplementär die Stromrückführungen schließt und öffnetA pair of switches is provided, which complementarily closes and opens the current returns

Wie im weiteren erläutert werden wird, bewirkt die abrupte Stromumschaltung relativ große Verluste, was zu einer Reduktion des Wirkungsgrades solcher Übertrager und zugleich, bedingt durch transiente Wechselwirkungen im Transformator, auch zu größeren Übertragungsfehlern führt.As will be explained below, the abrupt current switching causes relatively large losses, which to a reduction in the efficiency of such transformers and at the same time, due to transients Interactions in the transformer, also leading to major transmission errors.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Nachteile zu beheben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man mit den Zerhackermitteln den den Induktionsfluß bewirkenden Strom durch die Übertragungsmittel während einer vorgegebenen Zeitspanne unterbricht, jeweils vor der Polaritätsumschaltung des Induktionsflusses. The present invention is based on the object of eliminating the above-mentioned disadvantages. According to the invention, this object is achieved in that, with the chopper means, the current causing the induction flux is passed through the transmission means interrupts during a predetermined period of time, in each case before the polarity changeover of the induction flux.

Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß den Zerhackermitteln Steuermittel zugeordnet sind, weiche mindestens ein Steuersignal zur Ansteuerung der Zerhackermittel abgeben, und zwar derart, daß letztere die entsprechenden Stromkreise je abwechselnd schließen und öffnen, so daß jeweils nur einer geschlossen ist, und daß jeweils vor dem Schließen eines der Stromkreise beide Stromkreise während vorgegebener Zeit unterbrochen sind.The device for carrying out the method is characterized in that the chopping means Control means are assigned, soft at least one control signal for controlling the chopping means in such a way that the latter alternately close and open the corresponding circuits, so that only one is closed at a time, and that at a time Before closing one of the circuits, both circuits are interrupted for a specified time are.

Bekannterweise bieten sich zwei Möglichkeiten an, die Zerhacker- und Steuermittel zu speisen. Wird eine Fremdspeisung vorgesehen, so erhöht sich dadurch de^r Schaltungsaufwand für solche Meßwertübertrager ganz wesentlich, indem zusätzliche Speiseeinheiten vorgesehen werden müssen. Werden die Zerhacker- und Steuermittel mit Eigenspeisung betrieben, so ergeben sich, insbesondere wenn der Meßwertübertrager zur Stromübertragung und nicht zur Spannungsübertragung verwendet werden, d. h. praktisch eine Stromquelle ausgemessen werden soll, Schwierigkeiten, indem der Stromeigenverbrauch der Zerhackereinheit den Meßstrom verfälschtAs is known, there are two ways of feeding the chopping and control means. If an external power supply is provided, this increases de ^r circuitry for such measured value transmitter quite significantly by providing additional food units must be provided. If the chopper and control means are self-powered, difficulties arise, especially when the measured value transmitter is used for power transmission and not for voltage transmission, ie a power source is to be measured, in that the chopper unit's own power consumption falsifies the measurement current

Da ein Teil des Meßstromes für die Eigenspeisung abgezweigt wird, wirken die transformatorischen Mittel einerseits und die Zerhacker- und Steuermittel anderseits, als Stromteiler, dessen Teilverhältiiis selbstverständlich von der Belastung des Meßwertübertrageis abhängig ist. Daraus ist ersichtlich, daß bei Meßwertübertragern für Ströme die vom .Stromeigenverbrauch bedingten Fehler lastabhängig sind. Aus diesem Grund werden Meßwertübertrager üblicherweise zur Spannungsübertragung und nicht zur Stromübel tragung verwendet, obwohl ein namhaftes Bedürfnis für letztgenannte Verwendungen bestehtSince part of the measuring current is branched off for the self-supply, the transforming means work on the one hand and the chopper and control means on the other hand, as a flow divider, whose dividing ratio goes without saying depends on the load on the measured value transfer. It can be seen from this that with measured value transmitters for currents that are load-dependent errors caused by their own electricity consumption. For this reason transducers are usually used for voltage transmission and not for current transmission is used, although there is a significant need for the latter uses

Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung können bei Meßwertübertragern für Gleichstrom, bei denen die Zerhacker- und Steuermitte! vom zu übertragenden Signal eigengespeist sind, für die Speisung Stromquellen vorgesehen werden.By the subject matter of the present invention can be measured value transmitters for direct current, at those the chopper and control center! are self-powered by the signal to be transmitted, for which Supply current sources are provided.

Dadurch wird sichergestellt, daß der Eigenstromverbrauch nicht mehr lastabhängig wird und der verbleibende Meßfehler ohne weiteres, beispielsweise durch Eichung, berücksichtigt werden kann.This ensures that the self-consumption is no longer load-dependent and the remaining measurement error readily, for example by Calibration, can be taken into account.

Die Erfindung wird anschließend beispielsweise anhand von Figuren erläutert Es zeigtThe invention will then be explained, for example, with reference to figures. It shows

Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Meßwertübertragers bekannter Ausführung,1 is a functional block diagram of a measured value transmitter known design,

F i g. 2 schematisiert die zeitlichen Verläufe des dem Transformator zugeführten Stromes und dessen Aufteilung in beide Primärwicklungsteile sowie des resultierenden Transformator-Feldverlaufes. in einem Meßwertübertrager gemäß Fig. 1,F i g. 2 schematically shows the progression over time of the current supplied to the transformer and its division in both primary winding parts and the resulting transformer field curve. in a transmitter according to Fig. 1,

Fig.3 schematisiert die anzustrebenden zeitlichen Verläufe der Ströme in beiden Primärwicklungsteilen und des daraus resultierenden Feldverlaufs sowie des Verlaufs des dem Transformator zugeführten Stromes,FIG. 3 schematically shows the timing of the currents to be striven for in both primary winding parts and the resulting field profile and the profile of the current supplied to the transformer,

F i g. 4 ein Funktionsblockdiagramm einer Zerhackereinheit zur Erlangung von StronWFeld-Verläufen gemäß F i g. 3,F i g. 4 shows a functional block diagram of a chopper unit for obtaining StronWFeld profiles according to FIG. 3,

Fig.5 schematisch den zeitlichen Verlauf der ίο Zerhacker-Steuersignale und des resultierenden Transformator-Stromverlaufs bei einer Zerhackereinheit gemäß F i g. 4,5 schematically shows the time course of the chopper control signals and the resulting transformer current course in the case of a chopper unit according to FIG. 4,

F i g. 6 eine Realisationsmöglichkeit einer Zerhackereinheit unter Benützung eines herkömmlichen Multivibrators, F i g. 6 a possibility of realizing a chopper unit using a conventional multivibrator,

F i g. 7 eine bevorzugte Ausführungsform der Zerhakkereinheit gemäß F i g. 4 für eigengespiesene Meßwertübertrager für Gleichströme,F i g. 7 shows a preferred embodiment of the chopper unit according to FIG. 4 for self-fed measured value transmitters for direct currents,

Fig.8 schematisch eine weitere Schalteranordnung zum Erhalt von Stromverläufen gemäß F i g. 3,8 schematically shows a further switch arrangement to obtain current courses according to FIG. 3,

F i g. 9 eine digitale Ausführung "orm einer Steuereinheit für die Zerhackerschaher,F i g. 9 shows a digital version of a control unit for the hackers,

F i g. 10 eine mögliche, zeitliche Impulsfolge eines als Steuereinheit für die Zerhackerschalter verwendbaren Oszillators.F i g. 10 shows a possible timing pulse sequence that can be used as a control unit for the chopper switch Oscillator.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines herkömmlichen Meßwertübertragers für Gleichstrom oder Gleichspannung aufgezeigt. Der Meßwertübertrager ist über zwei Eingangsleitungen 1 und 3, idealisiert, entweder einer JO Spannungs- oder Stromquelle 5 zugeschaltet. Die erste Eingangsleitung 1 ist einem Mittelabgriff 7 einer symmetrischen Transformator-Primärwicklung 9, mit Wicklungshälften 9a und 9b zugeführt, welch letztere ihrerseits über Zerhackerschalter S₃ resp. 5* mit der J5 Rückführleitung 3 verbunden sind. Die Zerhackerschalter 5a und Sb sind Teil einer Zerhackereinheit 11, welche zudem eine Steuereinheit 13 zur Ansteuerung der Zerhackerschalter umfaßt. Die Zerhackereinheit 11 kann über eine Speiseleitung 15 fremdgtspieicn, oder. wie dies mit der gestrichelten Leitung 17 angedeutet ist, eigengespiesen sein. Den Eingangsleitungen 1 und 3 wird ein dem zu übertragenden Meßwert proportionaler Strom / zugeführt. Die beiden Zerhackerschaher S„ und Si werden durch die Steuereinheit 13 komplementär ■r> angesteuert, so daß uⁿunterbrochen der Strom / abwechselnd durch je eine der Primärwicklungshälften 9a oder 9b zur Rückführleitung 3 fließt. Dadurch wird in einer Transformator-Sekundärwicklung 19 eine Wechselspannung induziert, welche einer Gleichrichterein- ><> heit 21 zugeführt und anschließend in einem Tiefpaß 23 geglättet, einen der Belastung entsprechenden Ausgangs-Gleichstrom I₁ ergibt.1 shows the block diagram of a conventional measured value transmitter for direct current or direct voltage. The measured value transmitter is connected to either a JO voltage or current source 5 via two input lines 1 and 3, idealized. The first input line 1 is fed to a center tap 7 of a symmetrical transformer primary winding 9, with winding halves 9a and 9b , the latter in turn via chopper switch S _3, respectively. 5 * are connected to the J5 return line 3. The chopper switches 5a and Sb are part of a chopper unit 11 which also includes a control unit 13 for controlling the chopper switches. The chopper unit 11 can spike externally via a feed line 15, or. as indicated by the dashed line 17, be self-powered. A current / proportional to the measured value to be transmitted is fed to the input lines 1 and 3. The two Zerhackerschaher S "and Si are complementary by the control unit 13 ■ r> driven, so that u ⁿ interrupted the current / alternating flows through each one of the primary winding halves 9a or 9b to the return line. 3 As a result, an alternating voltage is induced in a transformer secondary winding 19, which is fed to a rectifier unit 21 and then smoothed in a low-pass filter 23, resulting in an output direct current I _{1 corresponding to the load.}

Ohne vorerst auf die Verwendbarkeit dieses Meßwe ttibertragers für Strom- oder Spannungsmeßwerte y-i einzugehen, soll anhand von Fig.2 der grundsätzliche Verlauf der Strom- und Feldgrößen beleuchtet werden.Without first going into the usability of this measured value transmitter for current or voltage measured values yi , the basic course of the current and field variables will be illustrated with reference to FIG.

Als komplementäre Schalter bieten sich herköminlicherweise astabile Multivibratoren an, deren Schalttransistoren mit mehr oder weniger steilen Schaltflan- ···■■ ken schalten, wobei ein Schalter entweder geschlossen oder geölfnel ist, der andere dazu komplementär.As complementary switches, astable multivibrators are usually available, the switching transistors of which switch with more or less steep switching flanks , with one switch either closed or oil-free, the other complementary.

Seien die beiden Zerhackerschalter S₁, und Si, von F i g. 1 beispielsweise Schalttransistoren, so werden, bei komplementärer Ein/Aus-Ansteuerung, durch die ent-■ ' sprechenden WicHungshälften der Transformator-Primärwicklung abwechselnd Ströme h und h fließen. Dabei sollen in F i g. 2 die stark vergrößerten Schaltzeiten, die Transistor-Schaltzeiten verdeutlichen, welcheLet be the two chopper switches S ₁ , and Si, of FIG. 1, for example, switching transistors, with complementary on / off control, currents h and h will flow alternately through the corresponding halves of the transformer primary winding. In this case, in FIG. 2 the greatly increased switching times, the transistor switching times illustrate which

mit der induktiven Belastung durch die Transformatorwicklungen, über die Eigcnschaltzeitcn der Transistoren hinaus verlängert werden.with the inductive load from the transformer windings, over the switching times of the transistors Be extended beyond.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird somit beispielsweise der Zerhackerschalter S₃ bereits mehr oder weniger leitend geschaltet, bevor der Zerhackerschalter Sh sperrend geschaltet ist und umgekehrt. Durch das Leitendwerden des einen Schalters und Sperrendwerden ties anderen Schalters im gleichen Umschaltzeitraum T entsteht im Transformator ein sich rasch änderndes Feld H. Bekannterweise bewirkt dies entsprechend der Steilheit eine relativ große induzierte Spannung. Diese ist selbstverständlich lastabhängig und führt zu einem verhältnismäßig großen Magnetisierungsstrom im Transformator, welcher seinerseits Meßfehler hervorruft. Unter diesem Aspekt ist es anzustreben, die induzierte Spannung als solche möglichst zu verringern, da sie, insbesondere bei der Verwendung des Meßwertübertragers für Spannungsübcrtragung, nur geringfügig durch die Belastung verringert werden kann. Bei der Verwendung zur Übertragung von Strömen kann die induzierte Spannung weitgehend durch niederohmige Belastung verringert werden, wobei trotzdem anzustreben ist. sie von vornherein möglichst klein zu halten.As can be seen from FIG. 2, the chopper _{switch S 3,} for example, is already switched more or less conductive before the chopper switch Sh is switched off and vice versa. When one switch becomes conductive and the other switch becomes blocked in the same switching period T , a rapidly changing field H is created in the transformer. This is of course load-dependent and leads to a relatively large magnetizing current in the transformer, which in turn causes measurement errors. From this point of view, the aim is to reduce the induced voltage as such as possible, since it can only be reduced slightly by the load, especially when using the measured value transmitter for voltage transmission. When used for the transmission of currents, the induced voltage can largely be reduced by low-resistance loading, although it should be aimed at. to keep them as small as possible from the outset.

In F i g. 3 ist dargestellt, wie die induzierte Spannung reduziert werden kann, wobei gleichzeitig eine zusätzliche Verlustverringerung bewirkt wird.In Fig. 3 is shown as the induced voltage can be reduced, at the same time an additional reduction in loss is effected.

Wird der eine Schalter erst eine Zeitspanne r später leitend geschaltet als der andere Schalter sperrend geschaltet wurde, so ergeben sich Stromverläufe durch die beiden Hälften 9a und 96 der Primärwicklung 9 entsprechend den Strömen Iy und h von F i g. 3. Dadurch, daß die Abschalttransiente eines Schalters von der Einschalttransienten des anderen Schalters zeitlich getrennt ist, ergibt sich eine wesentlich verringerte Steilheit der Feldveränderung im Transformator. Dadurch wird die induzierte Spannung, theoretisch um den Faktor zwei, gegenüber der aus den Verlaufen von F i g. 2 resultierenden, verringert, wodurch die durch den Magnetisierungsstrom hervorgerufenen Übertragungsfehler des Meßwertübertragers stark reduziert werden.If one switch is switched on a period r later than the other switch is switched off, then current curves result through the two halves 9a and 96 of the primary winding 9 corresponding to the currents Iy and h of FIG. 3. The fact that the switch-off transient of one switch is separated in time from the switch-on transient of the other switch results in a significantly reduced steepness of the field change in the transformer. As a result, the induced voltage, theoretically by a factor of two, is compared to that from the curves in FIG. 2 resulting, reduced, whereby the transmission errors of the transducer caused by the magnetizing current are greatly reduced.

Da während den Totzeitspannen r weder der eine noch der andere der Schalter S₃ und Sä leitend geschaltet ist, wird der dem Meßsignal proportionale Strom / während dieser Zeit r ebenfalls unterbrochen. Während in Fig. 2 idealisiert, ein konstanter Gleichstrom /dem Mittelabgriff 7 zugeführt wird, sinkt dieser Strom /' in F i g. 3, während den Totzeiten τ auf Null ab. Daraus ist ersichtlich, daß sowohl die dem Übertrager zugeführte Leistung, wie auch die Verlustleistung, durch die vorgenannten Maßnahmen bedingt, absinken. Gesamthaft betrachtet, ergibt sich ein wesentlich verbesserter Wirkungsgrad des Übertragers, nebst einer maßgeblichen Verringerung der Übertragungsfehler.Since neither one nor the other of the switches S ₃ and Sä is switched on during the dead time periods r, the current / proportional to the measurement signal is also interrupted during this time r. While in FIG. 2, idealized, a constant direct current / is fed to the center tap 7, this current / ′ decreases in FIG. 3, during the dead times τ from zero. It can be seen from this that both the power supplied to the transformer and the power loss decrease as a result of the aforementioned measures. Taken as a whole, the efficiency of the transformer is significantly improved, along with a significant reduction in transmission errors.

In Fig.4 ist beispielsweise ein Funktionsblockdiagramm einer Schaltung dargestellt, die sich dazu eignet, Schaltfunktionen zur Erlangung der in F i g. 3 aufgezeigten Stromverläufe zu realisieren. Werden komplementäre Ausgangssignale, entsprechend Rechtecksimpulsen, eines Oszillators 25 z.B. eines Multivibrators je in Integrationseinheiten 27 aufintegriert und die so aufintegrierten Signale je einer schwellwert-empfindlichen Einheit 9 als Eingangssignale U\ resp. Ui zugeführt, welche dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn ihr Eingangssignal einen, vorzugsweise beiden Schwellwerteinheiten 29 gleich vorgegebenen Schwellwert S erreicht, und wird ihr Ausgangssignal a rcsp. b da/.i verwendet, die Zerhackerschaltcr S, und Sh anzusteuerr so wird der Stromverlauf durch die entsprechende Transformator-Primärwicklungshälften den angestrcb ten Verlauf annehmen.In FIG. 4, for example, a functional block diagram of a circuit is shown which is suitable for performing switching functions for obtaining the functions shown in FIG. 3 shown current curves to realize. If complementary output signals, corresponding to square-wave pulses, of an oscillator 25, for example a multivibrator, are each integrated in integration units 27 and the signals integrated in this way are used as input signals U \ resp. Ui is supplied, which then emits an output signal when its input signal reaches one, preferably two threshold value units 29, the same predetermined threshold value S, and its output signal a rcsp. b da / .i used to control the chopper switches S and Sh so the current flow through the corresponding transformer primary winding halves will assume the desired course.

In F i g. 5 sind die beiden aufintegrierten komplemen tären Ausgangssignale als Impulszüge mit rampenför migen Impulsen u\ und Ui aufgezeigt. Diese beide Signale werden den schwellwert-empfindlichen Einhei ten 29 zugeführt. Somit entstehen als Steuersignale fü die entsprechenden Zerhackerschalter die in Fig. idealisiert aufgezeigten Schaltsignale a resp. b. Zwi sehen den Transienten der Zerhackerschalter ergibt sie eine Totzeit r, wodurch, wie in F i g. 5 gezeigt, auch de Transformatoreingangsstrom /'zerhackt wird.In Fig. 5, the two integrated complementary output signals are shown as pulse trains with ramp-shaped pulses u \ and Ui . These two signals are fed to the threshold-sensitive units 29. Thus, as control signals for the corresponding chopper switch, the switching signals a resp. b. Between the transients of the chopper switch, it results in a dead time r, which, as shown in FIG. 5, the transformer input current / 'is also chopped.

Bei der beschriebenen Stromzerhackung mit Totzei muß vermieden werden, daß die Meßstromzerhackunj auf die auszumessende Quelle 5 (F i g. 1) rück wirkt. Die wird, wie in F i g. 1 gestrichelt dargestellt, durch eil Tiefpaßglied 31 erreicht. Ist dieses Tiefpaßglied 3 schon bei komplementär betriebenen Zerhackerschal tern ohne Totzeit vorzugsweise vorzusehen, so ist e jetzt, wenn zwischen den Schalttransienten Totzeiten ι vorgesehen sind, absolut notwendig.In the described current chopping with dead time, it must be avoided that the measuring current chopping acts retrospectively on the source 5 to be measured (FIG. 1). As shown in FIG. 1 shown in dashed lines, by eil Low-pass element 31 is reached. If this low-pass element 3 is already operated with a complementary chopper scarf tern without dead time should preferably be provided, then e is now if dead times ι between the switching transients are provided, absolutely necessary.

F i g. 6 stellt eine erste Realisationsmöglichkeit de Blockschaltbildes von Fig.4 dar. Dabei sind die Teile welche diejenigen von Fig. 1 entsprechen, mit der gleicher Bezugszeichen versehen.F i g. 6 represents a first possible implementation of the block diagram of FIG which correspond to those of FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

Als Steuereinheit !3 resp. Oszillator 25 für di( Zerhackcrschaltung S₃ und Sh ist ein astabilcr Multivi brator 30 vorgesehen, in der üblichen Grundschaltuni dargestellt. Auf seine Funktionsweise soll nicht nähe eingegangen werden, da es sich dabei um eine allgemeir bekannte Schaltung handelt. Der Multivibrator 30 is zwischen die Rückführleitung 3 und die Speiseleitung 1! geschaltet, wobei, wie dies analog zu Fig. 1 ebenfall gestrichelt angedeutet ist, auch eine Eigenspeisung übe die Leitung 17 vorgesehen sein kann, was allerdings ohne weitere Maßnahmen, die Genauigkeit de Übertragung beeinträchtigen kann.As a control unit! 3 resp. Oscillator 25 for di (chopping circuit S ₃ and Sh an astable multivibrator 30 is provided, shown in the usual basic circuit. Its mode of operation will not be discussed in detail, since it is a generally known circuit. The multivibrator 30 is between the Return line 3 and the feed line 1! Are switched, whereby, as is also indicated by dashed lines in analogy to FIG.

Bekannterweise weisen die Kollektorströme /,· de Multivibratortransistoren 77? 1 und 77? 2 relativ gu rechteckförmige, komplementäre Verläufe auf. Be herkömmlichen Meßwertübertragern konnten deshal¹ besagte Schalttransistoren des Multivibrators 30 direk als Zerhackerschalter verwendet werden. Zur Erlan gung der in F i g. 3 aufgezeigten Stromverläufe durc die Transformator-Primärwicklung 9 kann die Tatsach ausgenützt werden, daß sich die Kollektor-Emitterspan nung der Transistoren TR 1 und 77? 2, beim Sperrend schalten dieser Elemente, nicht abrupt ver?"der sondern daß ihre Anstiegszeit durch den Umladeprozel des Kondensators C über den entsprechenden Kollek torwiderstand Rc gegeben ist Wird ein solche Multivibrator in herkömmlichen Schaltungen verwen det, so wird man bestrebt sein, den Kollektorwiderstan Rc möglichst niederohmig zu wählen, um die Spannungs schaltsteilheit zu verbessern.As is known, the collector currents /, · de multivibrator transistors 77? 1 and 77? 2 relatively gu rectangular, complementary courses. Be conventional Meßwertübertragern could Deshal ¹ said switching transistors of the multivibrator 30 are used as direct chopper. To achieve the in F i g. 3 shown current curves through the transformer primary winding 9, the fact can be used that the collector-emitter voltage of the transistors TR 1 and 77? 2, while blocking off of these elements, not abruptly ver? "Is given to but that its rise time torwiderstand by the Umladeprozel of the capacitor C via the corresponding collector Rc If a such a multivibrator det USAGE in conventional circuits, one will seek the collector Wider Stan Rc should be selected as low-resistance as possible in order to improve the voltage switching steepness.

Gemäß F i g. 4 wird jedoch angestrebt, möglichst mi wenig zusätzlichen Schaltelementen ein Impuls mi rampenähnlichen Anstiegsfianken zu erzeugen, entspre chend u\ oder ife. Zu diesem Zweck wird dei Kollektorwiderstand Rc wesentlich hochohmiger ge wählt, so daß die Kollektor-Emitterspannung de jeweils sperrend schaltenden Transistors nur langsan ansteigt. Die daraus resultierenden Kollektor-Emitter spannungen der Multivibratortransistoren 77? 1 unc 77?2 werden dazu verwendet, die in Fig.6 miAccording to FIG. 4 , however, the aim is to generate a pulse with a ramp-like slope with as few additional switching elements as possible, corresponding to u \ or ife. For this purpose, the collector resistance Rc is selected to be much higher, so that the collector-emitter voltage of the respective blocking transistor increases only slowly. The resulting collector-emitter voltages of the multivibrator transistors 77? 1 unc 77? 2 are used to show the mi

Transistoren 77f 3 und TR 4 beispielsweise realisierten Zerhackcrschaltcr S„ resp. .S/, anzusteuern. Zu diesem Zweck ist der Kollektor beider Transistoren TR 1 und TR 2 mit der Besis eines der Zerhackertransistoren 77? 3 und TR 4 verbunden.Transistors 77f 3 and TR 4, for example, implemented chopping switches S " resp. .S / to control. For this purpose, the collector of both transistors TR 1 and TR 2 is connected to one of the chopper transistors 77? 3 and TR 4 connected.

Besagte Kollektoren sind weiter mit den entsprechenden Endabgriffen der Transformator-Primärwicklung 9, Hie Emitter je über einen Emitterwiderstand R/; mit der Rückführleitung 3 verbunden. Durch die Strom-Spannungsgegenkopplung der Zerhackertransistören TR 3 resp. TR 4 über die Emitterwiderstände Ri wird bewirkt, daß ihre Basis-Emitter-Steuerspannung über die flußspannung u/ steigen muß, bevor sie leitend geschaltet werden. Durch diese Gegenkopplung wird also praktisch die schwellwertempfindliche Einheit 29 π realisiert, wobei der Schwellwert weitgehend durch das Maß der Gegenkopplung bestimmt ist.Said collectors are further connected to the corresponding end taps of the transformer primary winding 9, here the emitter each via an emitter resistor R /; connected to the return line 3. Due to the current-voltage negative feedback of the chopper transistors TR 3, respectively. TR 4 via the emitter resistors Ri causes their base-emitter control voltage to rise above the forward voltage u / before they are switched on. By means of this negative feedback, the threshold-sensitive unit 29 π is practically implemented, the threshold value being largely determined by the degree of negative feedback.

Wenn bei der in F i g. 6 aufgezeigten Schaltung Schwierigkeiten bezüglich des Anschwingens des Multivibrators entstehen, kann an dessen Stelle eine Schaltung vorgesehen sein, in welcher beide Transistoren Arbeitspunkte im aktiven Bereich aufweisen und nicht in die Sättigung resp. in den Cut-Off-Bereich getrieben werden. Dies kann beispielsweise durch einen emittergekoppelten, astabilen Multivibrator realisiert 2Ί werden.If the in F i g. 6 shown circuit difficulties arise with respect to the oscillation of the multivibrator, a circuit can be provided in its place in which both transistors have operating points in the active range and not in the saturation, respectively. be driven into the cut-off area. This can be implemented, for example, by an emitter-coupled, astable multivibrator 2Ί .

An dieser Stelle muß festgehalten werden, daß die Idee, die Steuerspannung für die Zerhackerschalter S_a, Sb an einem integrierenden Bauelement eines herkömmlichen Multivibrators abzugreifen, an einer Vielzahl bekannter Multivibratorschaltungen realisiert werden kann.At this point it must be noted that the idea of tapping the control voltage for the chopper switches S _a , Sb on an integrating component of a conventional multivibrator can be implemented on a large number of known multivibrator circuits.

Wie oben erwähnt worden ist, ist es anzustreben, die Zerhackereinheit eigengespiesen zu betreiben.As mentioned above, the aim is to operate the chopper unit self-powered.

Wie aus Fig. 6 nun ersichtlich, ist dies bei der Verwendung herkömmlicher Multivibratoren dann ohne besondere Probleme möglich, wenn der Meßwertübertrager zur Übertragung von Spannungen verwendet wird. Wird der Meßwertübertrager zur Übertragung von Gleichströmen verwendet, so wird durch die ■«> Belastung des Meßwertübertragers das Teilerverhältnis von Transformator- und Zerhackereinheitsstrom verändert, so daß dadurch lastabhängige Fehler entstehen.As can now be seen from FIG. 6, this is the case when conventional multivibrators are used Possible without particular problems if the measured value transmitter is used to transmit voltages will. If the transmitter is used to transmit direct currents, the ■ «> The load on the measured value transmitter changes the divider ratio of the transformer and chopper unit current, so that this results in load-dependent errors.

In Fig. 7 ist eine Schaltung dargestellt, welche eine eigengespiesene Zerhackereinheit an einem Meßwertübertrager für Gleichstrom darstellt. Grundsätzlich unterscheidet sich die in F i g. 7 vorzugsweise vorgeschlagene Schaltung von derjenigen in F i g. 6 darin, daß die Zerhackereinheit über Stromquellen gespiesen wird, welche einen lastunabhängigen Strom erzeugen und somit sicherstellen, daß auch der zu messende Strom belastungsunabhängig wird. Auch in dieser Figur sind die in F i g. 1 verwendeten Positionszeichen für entsprechende Teile übernommen. 7 shows a circuit which represents a self-fed chopper unit on a measured value transmitter for direct current. Basically, the one in FIG. 7 preferably proposed circuit from that in FIG. 6 in that the chopper unit is fed by current sources, which generate a load-independent current and thus ensure that the current to be measured is also load-independent. Also in this figure are those shown in FIG. 1 used position symbols for corresponding parts.

Analog zu F i g. 1 ist eine erste Zuführleitung 1 für den zu übertragenden Gleichstrom /dem Mittelabgriff 7 der symmetrischen Transformator-Primärwicklung 9 zugeführt. Dieser Strom / wird über die zwei Zerhackerschalter S, und Sb auf die Rückführleitung 3 geschaltet Das Tiefpaßglied 31 am Eingang des Meßwertübertragers ist als sr-Glied mit einem Längswiderstand R\ und zwei Querkondensatoren Q und C₂ ausgebildet Die Sekundärwicklung 19 des Transformators ist mit der Gleichrichtereinheit 21, mit zwei Dioden G₁ und G₂ verbunden, welcher ein wiederum als jr-Glied ausgebt)-deter Tiefpaß 23 nachgeschaitet ist, mit einem Längswiderstand R₂ und zwei Querkondensatoren C₃ und G.Analogous to FIG. 1, a first feed line 1 for the direct current to be transmitted / is fed to the center tap 7 of the symmetrical transformer primary winding 9. This current / is the two chopper switch S, and Sb to the return line 3 connected in the Tiefpaßglied 31 at the input of the transmitter's is as sr-member with a series resistance R \ and two shunt capacitors Q and C ₂ is formed, the secondary winding 19 of the transformer is connected to the Rectifier unit 21, connected to two diodes G ₁ and G ₂ , which is followed by a low-pass filter 23, again designed as a jr element, with a series resistor R ₂ and two shunt capacitors C ₃ and G.

Die Zerhacker-Steucrcinhcit 13 besteht .aus einem astabilcn Multivibrator, mit zwei Schalttransistorcn 71 und Ti. Ihre Emitter sind auf die Rückführleitung 3 geschaltet. Da die beiden Schalttransistoren 7" und Ti symmetrisch beschaltet sind, wird im weiteren lediglich die Beschallung von 71 beschrieben. Seine Basis-Emitterstrecke ist durch ein Kondensator C--, überbrückt. Die Basis ist weiter über einen Kondensator G mit dem Kollektor des zweiten Schalttransistors T2 verbunden. In Analogie zur Kollektor-Stromzuführung über den Kollektorwiderstand R₁ von F i g. 6, werden den Transistoren 71 und T₂ die Kollcktorslrömc über Stromquellen 41 resp. 42 zugeführt, welche ihren hochkonstanten Strom der Zuführleitung I entnehmen. Der Funktion der Umladewiderstände R von F- i g. 6 etwa entsprechend werden den Basen der beiden Transistoren 71 resp. T2 Ladeströme von zwei weiteren Stromquellen 43 resp. 44 zugeführt.The chopper 13 consists Steucrcinhcit .from a astabilcn multivibrator with two Schalttransistorcn 71 and Ti. Their emitters are connected to the return line 3. Since the two switching transistors 7 ″ and Ti are connected symmetrically, only the sound system for 71 will be described below. Its base-emitter path is bridged by a capacitor C-- . The base is also connected to the collector of the second switching transistor via a capacitor G T2. In analogy to the collector-current supply across the collector resistor R ₁ of F i g. 6, the transistors 71 and T ₂ are supplied to the Kollcktorslrömc via current sources 41 resp. 42, refer which their high constant current of the supply line I. the function of the Umladewiderstände R of F i g. 6 approximately corresponding to respectively to the bases of the two transistors 71. T2 charging currents respectively of two further current sources 43rd supplied 44th

Ohne vorerst auf die Ausgestaltung dieser Stromquellen einzugehen, soll im folgenden kurz die Funktionsweise dieses astabilen Multivibrators erläutert werden. Dabei soll vom Einschalten der Vorrichtung ausgegangen werden, das heißt es sollen alle Ladungsspeicher vorerst entladen sein.Without going into the design of these power sources for the time being, the following is a brief description of the mode of operation this astable multivibrator will be explained. It is assumed that the device is switched on that means that all charge storage devices should be discharged for the time being.

Da die Basis-Emitterspannungen der beiden Schalttransistoren 71 und Γ2 ungefähr Null sind, sperren beide. Die hoehkonstatiten Ströme /<i und /42, der Kollektorstromquellen 41 und 42, laden die je seriegeschalteten Kondensatorpaare aus C-, und G auf. Wegen den Exemplarstreuungen der für die Stromquellen verwendeten Bauelemente, sind dabei die beiden Ströme /41 und In nicht exakt gleich, ebenso wenig wie die beiden Kondensator-Serieschaltungen. Deshalb wird der Basis-Kondensator C; eines der beiden Schalttransistoren zuerst die benötigte Flußspannung u/ erreichen. Der entsprechende Transistor, beispielsweise 71. wird leitend geschaltet. Das Kollektor-Emitterpotential des durchgeschalteten Transistors wird praktisch Null und der einseitig an besagtem Kollektor angeschaltete Kondensator G mit dem Basis-Kondensator Ci, der der Basis des nichtleitenden Transistors T₂ zugeschaltet ist, parallel geschaltet.Since the base-emitter voltages of the two switching transistors 71 and Γ2 are approximately zero, both block. The high constant currents / <i and / 42, the collector current sources 41 and 42, charge the capacitor pairs C- and G connected in series. Because of the variations in the components used for the current sources, the two currents / 41 and In are not exactly the same, and neither are the two capacitor series circuits. Therefore the base capacitor C; one of the two switching transistors first reach the required forward voltage u /. The corresponding transistor, for example 71, is switched on. The collector-emitter potential of the transistor switched through is practically zero and the capacitor G connected on one side to said collector is connected in parallel with the base capacitor Ci, which is connected to the base of the non-conductive transistor T _2.

Da die Kondensatoren Gj kleiner dimensioniert sind als die Kondensatoren C5, hat sich während ihrer Serieschaltung über letzteren eine größere Spannung aufgebaut, als über ersteren. Wird eines der beiden Paare C5, Q, beispielsweise nun parallel geschaltet, so findet ein Umladeprozeß statt, wodurch sich die Spannung am Basis-Emitterkondensator C=, verringert. Somit wird sichergestellt, daß der nicht leitend geschaltete Transistor T₂ sperrend bleibt. Der Strom /42, der dem Kollektor des nichtleitenden Transistors T₂ zugeschalteten Stromquelle, lädt nun den einseitig der Basis des leitend geschalteten Transistors T₁ zugeschalteten Kondensator C₆ auf. Dadurch steigt das Potential am Kollektor des nichtleitenden Transistors T₂ rampenförmig an. Die Basis-Emitterstrecke des leitend geschalteten Transistors wirkt als Spannungsquelle. Der Strom der Quellen 42 und 43 fließt über den Basis-Emitterwiderstand dieses Transistors ab. Je nach Größe, der der Basis zugeführten Ströme, wird dieser Transistor u. U. in die Sättigung getrieben. Since the capacitors Gj are dimensioned smaller than the capacitors C5, a greater voltage has built up over the latter during their series connection than over the former. If one of the two pairs C5, Q, for example, is now connected in parallel, a charge reversal process takes place, as a result of which the voltage on the base-emitter capacitor C = is reduced. This ensures that the transistor T ₂ , which is not switched on, remains blocking. The current / 42, the current source connected to the collector of the non-conductive transistor T ₂ , now charges the capacitor C _{6 connected} on one side to the base of the conductive transistor T _1. As a result, the potential at the collector of the non-conductive transistor T ₂ rises in a ramp-like manner. The base-emitter path of the transistor switched on acts as a voltage source. The current of the sources 42 and 43 flows through the base-emitter resistance of this transistor. Depending on the size of the currents fed to the base, this transistor may be driven into saturation.

Anders als im Beispiel von F i g. 6, wird hier primär die im entsprechenden Basis-Kondensator Cs gespeicherte Ladung dazu verwendet den Kollektor-Basis kondensator Cs umzuladen und nicht ein extern zugeführter Strom. Unlike in the example of FIG. 6, the charge stored in the corresponding base capacitor Cs is primarily used here to reload the collector-base capacitor Cs and not an externally supplied current.

Ist der Umladeprozeß abgeschlossen, so wird dieWhen the reloading process is complete, the

Parallelschaltung der beiden Kondensatoren durch den Ladestrom der Stromquelle 44 weiter aufgeladen, und zwar so lange, bis die Basis-Emitterspannung des noch sperrenden Transistors Tj die FluDspannung u/. erreicht. Beginnt der zweite Transistor Tj zu leiten, so wird sofort ein analoger Umladeprozeß am zweiten Kondensatorpaar Ci, Ct, eingeleitet, wodurch der vorher leitende Transistor r_t rasch gesperrt wird. Durch Leitendwerden des Transistors Tj fällt das vorher rampenförmig angestiegene Kollektor-Emitterpotential auf Null zurück und bleibt auf Null, bis in einem nächsten Zyklus Tj wiederum sperrend geschaltet wird. Die Kollektor-Emitterspannungen weisen somit den angestrebten komplementären Sägezahnverlauf auf. welcher nun für die Ansteuerung der Zerhackerschalter S* resp. Sh verwendet wird.The parallel connection of the two capacitors is further charged by the charging current of the current source 44, until the base-emitter voltage of the transistor Tj which is still blocking the flow voltage u /. achieved. If the second transistor Tj begins to conduct, an analog recharging process is immediately initiated at the second capacitor pair Ci, Ct , as a result of which the previously conductive transistor r _{t is} quickly blocked. When the transistor Tj becomes conductive, the collector-emitter potential, which had risen previously, falls back to zero and remains at zero until Tj is switched off again in a next cycle. The collector-emitter voltages thus have the desired complementary sawtooth profile. which now for the control of the chopper switch S * resp. Sh is used.

Die Zerhackerschalter Sj und Sh sind in F i g. 7 durch zwei Darlington-Schaltungen D\ und Ch realisiert. Damit muß die Kollektor-Emitterspannung der Multivibrator-Transistoren Tl, Tj im Minimum den doppelten Wert der Flußspannung u/. erreichen, bis der entsprechende Zerhackerschalter leitend wird. Genügt dieser Wert als Schaltschwellwert und die so resultierende Totzeit r nicht, so wird der Eingangstransistor der Darlington-Schaltung mit einem entsprechend bemessenen Emitter-Widerstand /?λ gegengekoppelt.The chopper switches Sj and Sh are shown in FIG. 7 realized by two Darlington circuits D \ and Ch. Thus, the collector-emitter voltage of the multivibrator transistors Tl, Tj must at least double the value of the forward voltage u /. until the corresponding chopper switch becomes conductive. If this value is not sufficient as a switching threshold value and the resulting dead time r is not sufficient, the input transistor of the Darlington circuit is fed back with a correspondingly dimensioned emitter resistor / λ.

Um nicht nur einen lastunabhängigen Speisestrom für die Zerhackereinheit bereitzustellen, sondern um diesen Strom an sich auch möglichst klein zu halten, werden als Stromquellen FET-Stromquellen verwendet. Zu diesem Zweck sind zwei FET 45 und 46 im Ausführungsbeispiel als selbstleitende n-Kanal-FET dargestellt, je mit einem Gegenkopplungswiderstand Rsa versehen, der Zuführleitung 1 angeschaltet.In order not only to provide a load-independent feed current for the chopper unit, but also to keep this current itself as small as possible, FET current sources are used as current sources. For this purpose, two FETs 45 and 46 are shown in the exemplary embodiment as self-conducting n-channel FETs, each provided with a negative feedback resistor Rsa , to which the supply line 1 is connected.

Bekannterweise wird dabei der Quellenstrom gleich dem Quotienten aus Source-Gate-Spannung und dem Gegenkopplungswiderstand R_Sg- Der durch den Gegenkopplungswiderstand fließende Strom wird als Kollektorstrom /₄ι resp. /« dem Multivibrator zugeführt. Zur Bildung der Stromquellen 43 resp. 44 wird der Drane-Source-Strom des entsprechenden FETs mittels eines Stromteilers aus dem Gegenkopplungswiderstand Rsg und einem Widerstand Rs, aufgeteilt. Dabei wird der Strom der Quellen 43 und 44 vorzugsweise kleiner als die Kollektorströme Ai und /42 gewählt.As is known, the source current is equal to the quotient of the source-gate voltage and the negative feedback resistance R _S g- The current flowing through the negative feedback resistance is called the collector current / ₄ ι resp. / «Fed to the multivibrator. To form the power sources 43, respectively. 44, the Drane Source current of the corresponding FET is divided from the negative feedback resistor Rsg and a resistor Rs by means of a current divider. The current of the sources 43 and 44 is preferably selected to be smaller than the collector currents Ai and / 42.

Durch die Verwendung von FET als Konstantstromquellen wird erreicht, daß außerordentlich kleine Ströme dem Multivibrator zugeführt werden, welche das Meßsignal nur äußerst wenig verfälschen. Dadurch wird auch erreicht, daß die Transistoren Ti und Tj nicht in die Sättigung getrieben werden, was ihr Anschwingverhalten und die Grenzfrequenz verbessert.By using FETs as constant current sources, it is achieved that extremely small Currents are fed to the multivibrator, which falsify the measurement signal only very little. Through this it is also achieved that the transistors Ti and Tj do not are driven into saturation, which improves their oscillation behavior and the cutoff frequency.

In Fig.8 ist eine weitere Schalteranordnung der Zerhackereinheit schematisch dargestellt Dabei sind die Endabgriffe der Primärwicklungshälften 9a und 96 je einem Schalteranschluß A, C eines dreistufigen Umschalters 5,ä zugeführt. Der Schalter wird von einem der Schalteranschlüsse A oder Cauf den anderen über einen Mittelanschluß umgeschaltet. Auf dieser Schalterposition sind die Stromkreise unterbrochen, und die Zeit, in welcher der Schalter in dieser Position verharrt, entspricht der Totzeit r. Die Funktionsweise eines dreipoligen Umschalters kann ohne weiteres mit elektronischen Schaltern oder elektromechanischen Schaltern realisiert werden. In Figure 8 a further switch arrangement of the chopper is shown schematically The Endabgriffe the primary winding halves 9 and 96 each with a switch terminal A, C are a three-stage changeover switch 5 is supplied like. The switch is switched from one of the switch connections A or C to the other via a center connection. In this switch position, the circuits are interrupted, and the time in which the switch remains in this position corresponds to the dead time r. The functionality of a three-pole changeover switch can easily be implemented with electronic switches or electromechanical switches.

In Fig.9 ist eine Schaltungsmöglichkeit einer digitalen Steuereinheit dargestellt. Als Zerhackerschalter können hier z. B. TTL-kompatible Analogschalter verwendet werden.In Fig.9 is a circuit option digital control unit shown. As a chopper switch here z. B. TTL compatible analog switches be used.

Ein Oszillator 50 gibt einen Impulszug e ab, der dem Takt-Eingang eines Flip-Flops 52, beispielsweise eines |K-Flip-Flops zugeführt wird. Das Flip-Flop 52 ist als Frequenzteiler geschaltet und gibt an seinen (^-Ausgang einen Impulszug halber Takt-Frequenz ab. Werden das Taktsignal und das Flip-Flop-Ausgangssignal einerseits in einem ersten UND-Tor 54 zur Bildung eines Ansteuersienals für den ersten Zcrhackerschalter S_a verknüpft, anderseits, in einem zweiten UND-Tor 56, das Takt-Signal e mit dem invertierten Flip-Flop-Ausgangssignal, zur Bildung des Steuersignals für den zweiten Zerhackerschalter, so werden die Schalter je während einer Takt-Impulsbreite leitend geschaltet und während dreier Impulsbreiten sperrend, wobei beide Schalter um zwei Impulsbreiten phasenverschoben angesteuert werden. Somit entstehen auch so die geforderten Totzeiten.An oscillator 50 emits a pulse train e which is fed to the clock input of a flip-flop 52, for example a | K flip-flop. The flip-flop 52 is connected as a frequency divider and outputs a pulse train of half the clock frequency at its (^ output. The clock signal and the flip-flop output signal are on the one hand in a first AND gate 54 to form a control signal for the first Chopper switch S _a linked, on the other hand, in a second AND gate 56, the clock signal e with the inverted flip-flop output signal to form the control signal for the second chopper switch, so the switches are each switched on during a clock pulse width and blocking for three pulse widths, whereby both switches are actuated with a phase shift of two pulse widths.

Die in Fig. 10 gezeigte Sequenz von Steuersignalen entspricht grundsätzlich der mit der Schaltung von Fig. 9 erzeugten.The sequence of control signals shown in FIG basically corresponds to that generated with the circuit of FIG.

Offensichtlich müssen die Impulszüge so ausgebildet sein, daß die Zerhackerschalter während weniger als die halbe Pulsrepetitions-Periode leitend sind. Die PulszügeObviously, the pulse trains must be designed so that the chopper switches during less than the half the pulse repetition period are conductive. The pulse trains

^J5 müssen dann, für jeweils gleichlange Totzeiten, um die halbe Summe aus Pulsbreite und Periodendauer gegenseitig phasenverschoben sein. ^J 5 must then be mutually phase-shifted by half the sum of pulse width and period duration for dead times of the same length.

Aus diesen aufgeführten Ausführungsvarianten ist ersichtlich, daß sich dem Fachmann eine Menge weiterer Möglichkeiten anbieten, die Zerhackerschalter mit Totzeit-Intervallen anzusteuern. Dabei eignen sich, je nach Meßgrößenwerten, sowohl elektronische wie auch elektromechanische Schalter als Zerhackerschalter. From these listed embodiment variants it is evident that a person skilled in the art is familiar with a lot offer further possibilities to control the chopper switch with dead time intervals. The following are suitable depending on the measured values, both electronic and electromechanical switches as chopper switches.

Durch das Trennen der Ab- und Einschalttransienten der Zerhackerschalter bei Meßwertübertragern mit transformatorischen Mitteln zur Potentialtrennung, wird somit erreicht, daß wesentlich kleinere Verluste entstehen. Dabei ist es vorteilhaft, zur Übertragung von Gleichstromsignalen die Zerhackereinheit über Stromquellen zu speisen, es sei denn, man wähle den wesentlich aufwendigeren Weg der Fremdspeisung. Werden als Stromquellen FET-Stromquellen verwendet, so wird der dann ohnehin lastunabhängige By separating the switch-off and switch-on transients of the chopper switches in measured value transmitters with transformer means for potential separation, it is achieved that significantly smaller losses occur. It is advantageous to feed the chopper unit via power sources for the transmission of direct current signals, unless one chooses the much more complex way of external feed. If FET current sources are used as current sources, it is then load-independent anyway

Fehlerstrom sehr klein und kann durch eine geringfügige Nullpiinktverschiebung am Obertragerausgang problemlos korrigiert werden.Fault current is very small and can be corrected without any problems by a slight shift in the zero point at the output of the transformer.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zur Reduktion von Verlusten und zur Verbesserung des Übertragungsverhaltens an Meßwertübertragern für potentialgetrennte Meßwert- übertragung statischer elektrischer Signale, mit transformatorischen Obertragungsmitteln und mit Zerhackermitteln, die so geschaltet sind, daß im Schaltrhythmus der Zerhackermittel ein Feldfluß wechselnder Polarität in den Obertragungsmitteln entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß man mit den Zerhackermitteln den den Induktionsfluß bewirkenden Strom durch die Übertragungsmittel während einer vorgegebenen Zeitspanne unterbricht, jeweils vor der Polaritätsumschaltung !5 des Induktionsflusses.1. Procedure for reducing losses and for Improvement of the transmission behavior on measured value transmitters for isolated measured value Transmission of static electrical signals, with transformer-based transmission means and with Chopping means which are switched so that a field flux occurs in the switching rhythm of the chopping means alternating polarity in the transmission means, characterized in that with the chopping means the current causing the induction flux through the transmission means for a predetermined period of time interrupts, in each case before the polarity changeover! 5 of the induction flux.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Übertragungsmittel mindestens einen Transformator umfassen, welcher eine mit Zwischenabgriff versehene Primärwicklung aufweist, und wobei die Zerhackermittel zur Schließung resp. öffnung der Stromkreise vom Zwischenabgriff über jeweils einen Teil der Primärwicklung ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Zerhackermitteln (Sa, Sb;Sab) Steuermittel (13, 25, 30) zugeordnet sind, welche mindestens ein Steuersignal zur Ansteuerurg der Zerhackermittel (Sa, Sb; Sab) angeben und zwar derart, daß letztere die entsprechenden Stromkreise je abwechselnd schließen und öffnen, so daß jeweils nur einer geschlossen ist, und daß jeweils vor dem Schließen eines der f-vomkreise beide Stromkreise während vorgegebener Zeit unterbrochen sind.2. Apparatus for performing the method according to claim 1, wherein the transmission means comprise at least one transformer which has a primary winding provided with an intermediate tap, and wherein the chopper means for closing, respectively. Opening of the circuits from the intermediate tap is formed over a part of the primary winding, characterized in that the chopping means (Sa, Sb; Sab) are assigned control means (13, 25, 30) which have at least one control signal for controlling the chopping means (Sa, Sb ; Sab) in such a way that the latter alternately close and open the corresponding circuits, so that only one is closed at a time, and that both circuits are interrupted for a specified time before one of the f-vom circuits is closed.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerha'jkern?^;ttel (Sa, Sb) minde- stens zwei elektronische und/oder elektromechanische Schalter umfassen, und daß die Steuermittel (13) mindestens einen Pulsgenerator (50) umfassen sowie Selektionsmittel (54, 56), um jeden zweiten Impuls dem einen der Schalter und die dazwischenliegenden, dem anderen Schalter zuführen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Zerha'jkern? ^; ttel (Sa, Sb) comprise at least two electronic and / or electromechanical switches, and that the control means (13) comprise at least one pulse generator (50) and selection means (54, 56) to each second pulse the one of the switches and the in between, feed to the other switch.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (25,30) Oszillatorrr.ittel zur Abgabe je eines Steuersignals für die Schalter umfassen, wobei die Steuersignale zwei Impulszüge sind.4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the control means (25,30) Oszillatorrr.ittel for outputting a control signal for each of the switches wherein the control signals are two pulse trains.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerhackermittel (Sab) einen Dreistufen-Umschalter umfassen.5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the chopping means (Sab) comprise a three-stage switch.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszüge (u^ ιι_Λ) Impulsbreiten kleiner als die halbe Pulsrepetitionsperiode aufweisen und die beiden Impulszüge wenigstens nahezu um eine halbe Pulsrepetitionsperiode zusätzlich einer halben Pulsbreite verschoben sind.6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the pulse trains (u ^ ιι _Λ ) have pulse widths smaller than half the pulse repetition period and the two pulse trains are shifted at least almost by half a pulse repetition period in addition to a half pulse width.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszüge (u\, U₂) Impulse mit wenigstens angenähert stetigen Aufschaltflanken aufweisen, und daß den Oszillatormitteln (25, 30) schwellwertempfindliche Mittel (29, TR 3, TR 4, Dl₁ wi D 2) nachgeschaltet sind.7. Apparatus according to claim 4, characterized in that the pulse trains (u \, U ₂ ) have pulses with at least approximately continuous switching edges, and that the oscillator means (25, 30) threshold-sensitive means (29, TR 3, TR 4, Dl ₁ wi D 2) are connected downstream.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatormittel mindestens einen astabilen Multivibrator umfassen, und daß weiter Integrationsmittel (R_n C; CJ; 27) vorgesehen sind, ^, um komplementäre Ausgangssignale des Multivibrators aufzuintegrieren.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the oscillator means comprise at least one astable multivibrator, and that further integration means (R _n C; CJ; 27) are provided, ^ to integrate complementary output signals of the multivibrator.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsmittel integrierende Schaltmittel (Rc, C; G) der Multivibratorschaltung selbst sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the integration means are integrating switching means (Rc, C; G) of the multivibrator circuit itself.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Halbleiterschalter sind, und daß diese so gegengekoppelt sind, daß sie selbst als schwellwert-empfindliche Mittel mit vorgegebenem Schwellwert dienen.10. Apparatus according to claim 7, characterized in that the switches are semiconductor switches are, and that these are fed back in such a way that they themselves act as threshold-sensitive means serve given threshold value.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Darlington-Schaltungen von Halbleiterschaltelementen umfassen.11. The device according to claim 7, characterized in that the switches comprise Darlington circuits of semiconductor switching elements.

12. Vorrichtung nach Anspruch!), dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator zwei Schalttransistoren (T\, 7}), deren Basis-Emitterstrekke je mit ersten kapazitiven Mitteln (Cs) überbrückt sind, umfaßt, wobei die Basis des einen Transistors mit dem Kollektor des anderen mit zweiten kapazitiven Mitteln (C₆) verbunden ist, und umgekehrt12. The device according to claim!), Characterized in that the astable multivibrator comprises two switching transistors (T \, 7}) whose base-emitter path are each bridged with first capacitive means (Cs) , wherein the base of a transistor with the Collector of the other is connected to second capacitive means (C ₆ ) , and vice versa