DE2738117C2

DE2738117C2 -

Info

Publication number: DE2738117C2
Application number: DE19772738117
Authority: DE
Inventors: Peter 2000 Hamburg De Scheew
Original assignee: Deutsche Zaehler-Gesellschaft Nachf A Stepper & Co 2000 Hamburg De
Current assignee: Deutsche Zaehler-Gesellschaft Nachf A Stepper & Co 2000 Hamburg De
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1990-01-25
Also published as: DE2738117A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Elektrizitätszähler mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie er aus der DE-OS 24 44 981 bekannt ist, und gibt eine Überwachungsschaltung hierfür an.The invention is based on an electricity meter the features specified in the preamble of claim 1, as it is known from DE-OS 24 44 981, and specifies a monitoring circuit for this.

Elektromechanische Elektrizitätszähler nach dem herkömmlichen Ferraris-Prinzip sind hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit sehr genau bekannt. Neben diesen elektromechanischen Elektrizitätszählern sind neuerdings solche mit statischen, d. h. elektronischen, Meßwerken eingeführt worden, bei denen der mechanische Aufwand bereits erheblich geringer geworden ist. Jedoch hängt bei diesen Elektrizitätszählern mit elektronischen Meßwerken die Zuverlässigkeit in starkem Maße von der verwendeten Schaltung und der Qualität der eingesetzten elektronischen Bauelemente ab. Daher neigen Zähler mit solchen elektronischen oder statischen Meßwerken in weit höherem Grade zu Störungen als die herkömmlichen elektromechanischen Elektrizitätszähler. Diese Störungen können entweder zum erkennbaren Stillstand oder zu negativen Fehlern der Elektrizitätszähler führen; sie können aber auch zum Nachteil des betroffenen Verbrauchers positive Fehler verursachen. Um den Einfluß solcher Störungen erkennbar zu machen, werden Elektrizitätszähler mit statischen Meßwerken zu Verrechnungszwecken jeweils einem zweiten geeichten Zähler als Kontrollzähler zugeordnet. Dieser Maßnahme haften dann allerdings Nachteile eines höheren Installationsaufwandes und höherer Kosten an.Electromechanical electricity meters according to the conventional Ferrari's principle are in terms of their reliability very well known. In addition to these electromechanical Electricity meters have recently become such static, d. H. electronic, measuring mechanisms introduced have been where the mechanical effort is already considerable has decreased. However, hangs on these electricity meters reliability with electronic measuring devices to a large extent from the circuit used and the quality of the electronic components used from. Therefore, counters with such electronic tend or static measuring devices to a much higher degree to disturbances than the conventional electromechanical electricity meters. These disturbances can either be recognized Standstill or negative errors in the electricity meter to lead; but they can also be to the detriment of affected consumer cause positive errors. In order to identify the influence of such disturbances, become electricity meters with static measuring units Billing purposes a second calibrated counter assigned as a control counter. This measure is liable then disadvantages of a higher installation effort and higher costs.

Bei einer aus der DE-OS 24 44 981 bekannten Schaltung wird bei einer elektronischen Meßeinrichtung für einen Elektrizitätszähler davon ausgegangen, daß die verwendeten Bauelemente nicht die dafür erforderliche Linearität haben und daß außerdem mit kleiner werdenen Meßgrößen der Einfluß der Offsetgrößen und ihr Driftverhalten immer stärker in Erscheinung treten, wodurch der Meßbereich begrenzt wird. Um diese Einflüsse stark zu reduzieren, werden Referenzgrößen additiv hinzugefügt, die z. B. das Zehnfache des Meßbereiches betragen, so daß die durch die Meßgrößen bewirkte Aussteuerung maximal etwa 10% beträgt. Dieser Wert wird dann einem Festfrequenz-Oszillator zugeführt. Bevor über einen Impulsformer das Zählwerk betätigt wird, werden in einer Taktstufe Rückstellimpulse von einem Festfrequenz-Oszillator zugeführt, dessen Frequenz gleich ist der Frequenz, die in einem von der Multiplikationsschaltung gesteuerten Oszillator dann auftritt, wenn das Produkt der Meßsignale null ist. So werden Nichtlinearitäten der Multiplikationsschaltung weniger in Erscheinung treten. Eine Überwachung des Messung findet jedoch nicht statt.In a circuit known from DE-OS 24 44 981 in an electronic measuring device for an electricity meter assumed that the used Components not the linearity required for this have and that also with smaller and smaller quantities the influence of the offset sizes and their drift behavior always appear more, which limits the measuring range becomes. To greatly reduce these influences Additively added reference quantities, e.g. B. ten times of the measuring range, so that the measured quantities caused modulation is a maximum of about 10%. This value is then fed to a fixed frequency oscillator. Before actuating the counter via a pulse shaper is reset pulses in one clock stage Fixed frequency oscillator supplied, the frequency of which is the same is the frequency in one by the multiplication circuit controlled oscillator occurs when that Product of the measurement signals is zero. So are nonlinearities of the multiplication circuit less apparent to step. However, the measurement is not monitored instead of.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung für einen Elektrizitätszähler mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu schaffen, die Änderungen im Eichfaktor der Analogspannungs- Multiplikationsschaltung feststellt.The invention has for its object a monitoring circuit for an electricity meter with the Features specified in the preamble of claim 1 to create the changes in the calibration factor of the analog voltage Multiplier circuit determines.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is the subject of claim 1 solved.

So wird in die Elektrizitätszähler mit statischem oder elektronischem Meßwerk eine Prüfungs- oder Überwachungsmöglichkeit einbezogen, um Fehler in der Anzeige, die durch Fehler in den Bauelementen bedingt sind, erkennbar werden zu lassen. So is in the electricity meter with static or electronic measuring mechanism a test or monitoring option included to display errors caused by Defects in the components are due to be recognized allow.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Mit der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist es möglich, daß die festgestellten Meßfehler sogleich zu einer Korrektur von Meßfehlern der Anzeige ausgewertet werden.With the configuration according to claim 2, it is possible that the measurement errors found immediately become a Correction of measurement errors in the display evaluated will.

Nach einer grundsätzlichen Ausführungsform nach Anspruch 3 kann die Aufschaltung der Bezugssignale zeitweilig additiv zu den Meßsignalen erfolgen. Dadurch wird nach der Multiplikationsschaltung abwechselnd ein normales Signal und ein mit den Bezugssignalen versehenes Signal erhalten. Die Differenz zwischen beiden ist somit auf die Bezugssignale zurückzuführen, und wenn diese mit einem Prüfsignal verglichen werden, wird über etwaige Fehler Aufschluß erhalten.According to a basic embodiment according to claim 3 can the addition of the reference signals temporarily additive to the measurement signals. This will result in the multiplication circuit alternating a normal signal and received a signal provided with the reference signals. The difference between the two is therefore on the reference signals attributed, and if this with a test signal are compared, information about any errors is obtained.

Nach einer zweiten grundsätzlichen Ausführungsform nach Anspruch 5 werden die Bezugssignale durch Umschalten alternativ zu den Meßsignalen aufgeschaltet. Nach einer dritten grundsätzlichen Ausführungsform nach Anspruch 7 kann die Aufschaltung der Bezugssignale ständig erfolgen, wobei die als erstes und zweites Bezugssignal dienende Spannung konstante Amplitude und konstante Frequenz aufweist, die von der Frequenz der zu messenden Größe abweicht und zu dieser Frequenz inkommensurabel ist. Eine periodische Umschaltung kann dabei vermieden werden.According to a second basic embodiment Claim 5, the reference signals by switching as an alternative to the measurement signals. After a third basic embodiment according to claim 7 the reference signals can be switched on continuously, the one serving as the first and second reference signal Voltage constant amplitude and constant frequency has, which depends on the frequency of the measured Size deviates and is incommensurable at this frequency is. Periodic switching can be avoided will.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung gemäß Anspruch 10 wird bewirkt, daß Meßfehler oder Anzeigefehler durch die Aufschaltung von Bezugssignalen vermieden werden, wenn nur bei sehr kleinem zu messenden Strom aufgeschaltet wird. According to a preferred development according to claim 10 causes measurement errors or display errors by the connection of reference signals can be avoided, if only when the current to be measured is very small becomes.

Es wird in allen Ausführungsformen der Erfindung auf einen oder beide Eingänge einer Analogspannungs-Multiplikationsschaltung für die beiden, vom zu messenden Strom und der zu messenden Spannung abgeleiteten Meßsignale periodisch, statistisch verteilt oder ständig ein Bezugssignal in der Weise aufgeschaltet, daß sich solche Bezugssignale zu einem oder beiden der abgeleiteten Meßsignale addieren, beispielsweise unter Einsatz eines Summenstromwandlers, oder daß während der Dauer der Aufschaltung der Bezugssignale die abgeleiteten Meßsignale ganz- oder teilweise abgeschaltet sind.It is applied to one or both of all embodiments of the invention Inputs of an analog voltage multiplication circuit for the two of the current to be measured and the one to be measured Voltage derived measurement signals periodically, statistically distributed or constantly a reference signal in the Signed up that such reference signals too add one or both of the derived measurement signals, for example using a summation current transformer, or that during the duration of the reference signals the derived measurement signals in whole or in part are switched off.

Es wird sodann die dem Produkt unter Einbeziehung der Bezugssignale entsprechende elektrische Größe in der Form einer Analogspannung am Ausgang der Analogspannungs-Multiplikationsschaltung im wesentlichen über die gleichen Stufen der Zählerelektronik geführt wie die abgeleiteten Meßsignale.It will then include the product, including the Electrical signals in the form corresponding to reference signals an analog voltage at the output of the analog voltage multiplication circuit essentially over the same levels the counter electronics performed like the derived measurement signals.

Vorzugsweise wird bei der Aufschaltung der Bezugssignale der Betrag der Änderung der Produktspannung vom Ausgang der Analogspannungs-Multiplikationsschaltung, der hier den Bezugswert darstellt, gegenüber dem Wert der Produktspannung vor und nach der Aufschaltung der Bezugssignale (hier in der Form eines Bezugswechselstromes) mit einem vorgegebenen Prüfsignal in digitaler Form verglichen.Preferably when the reference signals are applied the amount of change in product voltage from the output the analog voltage multiplication circuit that here represents the reference value versus the value of the product tension before and after applying the reference signals (here in the form of a reference alternating current) with a predetermined test signal compared in digital form.

Nach einer anderen Ausführungsform wird während des Zeitraumes der Abschaltung eines oder beider abgeleiteter Meßsignale und der Aufschaltung der Bezugssignale die als Bezugswert aus der Produktbildung anzusehende elektrische Größe mit einem vorgegebenen Prüfsignal verglichen. According to another embodiment, during the period the shutdown of one or both of the derived ones Measuring signals and the connection of the reference signals as Reference value to be viewed from the product formation electrical Size compared with a given test signal.

Nach einer weiteren Ausführungsform, im Fall der ständig auf die abgeleiteten Meßsignale aufgeschalteten Bezugssignale, die miteinander wegen abweichender Frequenzen und Phasenlagen keine Wirkkomponente bilden können, wird der Wechselstromanteil des aus den Bezugssignalen erzeugten Produktsignals mit der doppelten Frequenz mit einem Prüfsignal verglichen, wobei dessen Gleichstromanteil, der als Fehleranteil der Gleichstromkomponente des Produkts der abgeleiteten Meßsignale überlagert ist, durch eine Gleichstromanteil-Subtraktionsschaltung wieder subtrahiert wird, um Anzeigefehler zu vermeiden.According to another embodiment, in the case of constantly reference signals applied to the derived measurement signals, the one another because of different frequencies and phase positions cannot form an active component, becomes the AC component of the from the reference signals generated product signal with twice the frequency compared to a test signal, its DC component, which as the error component of the DC component of the Product of the derived measurement signals is superimposed by a DC component subtraction circuit is subtracted again to avoid display errors.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are described below of the drawings explained. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur allgemeinen schematischen Darstellung des Prinzips der Überwachungsschaltung, Fig. 1 is a block diagram showing the general schematic illustration of the principle of the monitoring circuit,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Überwachungsschaltung, Fig. 2 is a block diagram of a first embodiment of the monitoring circuit,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Überwachungsschaltung, und Fig. 3 is a block diagram of a second embodiment of the monitoring circuit, and

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Überwachungsschaltung. Fig. 4 is a block diagram of a third embodiment of the monitoring circuit.

In Fig. 1 ist die Überwachungsschaltung für einen Elektrizitätszähler insbesondere mit statischem oder elektronischem Meßwerk allgemein dargestellt. In Fig. 1, the monitoring circuit for an electricity meter, in particular with a static or electronic measuring mechanism is generally shown.

Eine zu messende Spannung U wird von einem allgemein mit 0 und K bezeichneten Stromkreis, der aber auch, wie in der Klammer angedeutet, aus zwei Leitern, wie beispielsweise S und T, eines Drehstromnetzes bestehen kann, über einen Spannungswandler 1 abgenommen. Auf der Sekundärseite dieses Spannungswandlers 1 steht sodann das aus der zu messenden Spannung U abgeleitete und zu dieser proportionale erste Meßsignal u₁ zur Verfügung.A voltage U to be measured is taken from a circuit generally designated 0 and K , which, however, as indicated in the parenthesis, can also consist of two conductors, such as S and T , of a three-phase network, via a voltage converter 1 . On the secondary side of this voltage converter 1 is then derived from the voltage U to be measured and proportional to this first measurement signal u ₁ available.

Ein zu messender Strom I wird durch einen in dem mit 0 und K bezeichneten Stromkreis primärseitig eingeschalteten Stromwandler 2 geleitet. An einer parallel zur Sekundärseite dieses Stromwandlers geschalteten Bürde 3 steht sodann ein zweites, von dem zu messenden Strom I abgeleitetes und zu diesem proportionales zweites Meßsignal u₂ zur Verfügung.A current I to be measured is passed through a current transformer 2 which is switched on on the primary side in the circuit denoted by 0 and K. On a load 3 connected in parallel to the secondary side of this current transformer, a second measurement signal u ₂ derived from the current I to be measured and proportional to this is then available.

Das aus der zu messenden Spannung U bzw. dem zu messenden Strom I abgeleitete erste bzw. zweite Meßsignal u₁, u₂ wird einem ersten und einem zweiten Eingang zur Ermittlung der elektrischen Leistung aus der Produktbildung einer Analogspannungs-Multiplikationsschaltung 4 zugeführt, die nachstehend kurz mit Multiplikator bezeichnet wird. Eine der zu ermittelnden elektrischen Leistung entsprechende Meßsignal-Produktspannung U _p steht am Ausgang des Multiplikators 4 zur Verfügung und wird einem Analogspannungs-/ Frequenzwandler 5 zugeführt, der die Meßsignal- Produktspannung U _p in eine der Amplitude proportionale Meßsignal-Produktfrequenz f _p umwandelt, die einer Schrittmotor- Ansteuerschaltung 6 zugeführt wird. Diese Schrittmotor- Ansteuerschaltung 6 enthält normalerweise einen Frequenzteiler, der Impulse mit einer Folgefrequenz f _p/n abgibt, wobei n das Teilerverhältnis ist. Diese Impulse mit der Folgefrequenz f _p/n werden einem Schrittmotor 7 zur Fortschaltung desselben zugeleitet. Mit der Antriebswelle des Schrittmotors 7 ist die Achse eines mechanischen Zählwerks 8 zur Anzeige der durch den Stromkreis 0, K geflossenen Elektrizitätsmenge gekoppelt.The derived from the voltage to be measured U or the current to be measured I first and second measurement signal u ₁, u ₂ is fed to a first and a second input for determining the electrical power from the product formation of an analog voltage multiplication circuit 4 , which is briefly below is called a multiplier. A measurement signal product voltage U _p corresponding to the electrical power to be determined is available at the output of the multiplier 4 and is fed to an analog voltage / frequency converter 5 , which converts the measurement signal product voltage U _p into a measurement signal product frequency f _p proportional to the amplitude, which a stepper motor control circuit 6 is supplied. This stepper motor control circuit 6 normally contains a frequency divider which emits pulses with a repetition frequency f _p / n , where n is the divider ratio. These pulses with the repetition frequency f _p / n are fed to a stepping motor 7 for advancing the same. The axis of a mechanical counter 8 is coupled to the drive shaft of the stepping motor 7 for displaying the amount of electricity flowing through the circuit 0 , K.

Bei der bislang beschriebenen Anordnung handelt es sich um eine herkömmliche Elektrizitätszählerschaltung mit statischem oder elektronischem Meßwerk. Die Überwachungsschaltung, die Gegenstand der Erfindung ist, wird allgemein mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet und in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie 23 umgrenzt.The arrangement described so far is a conventional electricity meter circuit with a static or electronic measuring mechanism. The monitoring circuit which is the subject of the invention is generally designated by the reference number 22 and is delimited in FIG. 1 by a dash-dotted line 23 .

Die Überwachungsschaltung 22 umfaßt als erstes eine Bezugssignal- Erzeugungsschaltung 9, die allgemein ein erstes und ein zweites Bezugssignal u _1ref und u _2ref abgibt, diese beiden Bezugssignale weisen vorbestimmte Amplitude und Frequenz auf und werden über zwei bei 10 und 11 angedeutete Signalpfade auf den ersten bzw. zweiten Eingang des Multiplikators 4 aufgeschaltet. Wie im weiteren noch ausgeführt wird, kann die Aufschaltung der Bezugssignale u _1ref und u _2ref gleichzeitig oder abwechselnd mit den Meßsignalen u₁ und u₂ erfolgen. Im Fall wechselnder Aufschaltung von Bezugs- und Meßsignalen können die Aufschaltungsvorgänge periodisch oder statistisch verteilt erfolgen. Wichtig ist nur, daß sich bei Aufschaltung des vorbestimmten ersten und zweiten Bezugssignals u _1ref und u _2ref unter Einsatz des zu überwachenden oder zu überprüfenden Teiles der Elektrizitätszählerschaltung ein Produktwert ergibt, der mit einem ebenfalls vorgegebenen, als Prüfsignal U _K bezeichneten Spannungswert oder einer sonstigen elektrischen Größe, wie beispielsweise einem aus binären Signalelementen gebildeten digitalen Zählwert, verglichen wird, um festzustellen, ob das statische Meßwerk des Elektrizitätszählers innerhalb der dafür festgelegten Fehlergrenzen arbeitet.The monitoring circuit 22 first comprises a reference signal generating circuit 9 , which generally emits a first and a second reference signal u _{1 ref} and u _{2 ref} , these two reference signals have a predetermined amplitude and frequency and are connected to the signal paths indicated at 10 and 11 first or second input of the multiplier 4 . As will be performed in the further, the connection of the reference signals can u ₁ and u ₂ _ref _ref simultaneously or alternately with the measurement signals u ₁ and ₂ take place u. In the case of alternating connection of reference and measurement signals, the connection processes can take place periodically or statistically distributed. It is only important that when the predetermined first and second reference signals u _{1 ref} and u _{2 ref} are applied using the part of the electricity meter circuit that is to be monitored or checked, a product value results that has a likewise specified voltage value, referred to as test signal U _K , or a other electrical quantity, such as a digital count value formed from binary signal elements, is compared in order to determine whether the static measuring mechanism of the electricity meter is operating within the error limits defined for this.

Bei der Aufschaltung der Bezugssignale u _1ref und u _2ref ergibt sich also am Ausgang des Multiplikators 4 eine veränderte, dem neuen Produkt entsprechende Spannung, die als Bezugswert-Produktspannung U′ _p bezeichnet wird. Der Analogspannungs-/frequenzwandler 5 setzt die Bezugssignal- Produktspannung U′ _p in eine entsprechende Bezugssignal-Produktfrequenz f′ _p um, diese wird einer Bezugswert-Erfassungsschaltung 12 zugeleitet, die den bei der Aufschaltung der Bezugssignale u _1ref und u _2ref entstehenden Bezugswert, der zur Prüfung der einwandfreien Arbeitsweise des Multiplikators 4 und des nachgeschalteten Analogspannungs-/Frequenzwandlers 5 dient, abzugeben hat. Bei einwandfreier Arbeitsweise ergibt sich im Fall des linearen Verhaltens der zu überwachenden Stufen ein genau vorbestimmter Bezugswert. Dabei wird das als Bezugswert anzusehende Ausgangssignal aus der Bezugswert-Erfassungsschaltung 12 einer Bezugswert- Eingangsleitung 17 zu einer Bezugswert-Vergleicherschaltung 13 zugeführt, deren zweitem Eingang über eine Prüfsignal-Eingangsleitung 18 das Prüfsignal U _k zugeführt wird, das in einer Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 14 erzeugt worden ist. Dieses Prüfsignal U _k legt den Sollwert fest, den der Bezugswert bei einwandfreier Arbeitsweise der Zählerschaltung einhalten muß. Für den Fall einer Abweichung vom Sollwert des Prüfsignals U _k kann über eine Leitung 21 ein der Ablage vom Sollwert entsprechendes Signal der Schrittmotor- Ansteuerschaltung 6 zugeleitet werden, um die Ansteuerung des Schrittmotors 7 derart zu verändern, daß nun korrigierte Meßwerte oder Produktergebnisse durch das Zählwerk 8 gezählt werden. Durch eine Verbindungsleitung 15 wird angedeutet, daß die Bezugssignal- Erzeugungsschaltung 9 und die Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 14 bei der Aufschaltung der Bezugssignale u _1ref, u _2ref bzw. des Prüfsignals U _k in zeitlicher Zuordnung zusammenwirken.When the reference signals u _{1 ref} and u _{2 ref} are applied, a changed voltage corresponding to the new product, which is referred to as the reference value product voltage U ′ _p , thus results at the output of the multiplier 4 . The analog voltage / frequency converter 5 converts the reference signal product voltage U ' _p into a corresponding reference signal product frequency f' _p , which is fed to a reference value detection circuit 12 which is the reference value which arises when the reference signals u _{1 ref} and u _{2 ref} are applied , which is used to test the correct functioning of the multiplier 4 and the downstream analog voltage / frequency converter 5 . If the operation is flawless, a precisely predetermined reference value results in the case of the linear behavior of the stages to be monitored. The output signal to be regarded as a reference value is fed from the reference value detection circuit 12 to a reference value input line 17 to a reference value comparator circuit 13 , the second input of which is supplied via a test signal input line 18 with the test signal U _k , which is generated in a test signal generating circuit 14 has been. This test signal U _k defines the setpoint that the reference value must adhere to if the counter circuit functions properly. In the event of a deviation from the desired value of the test signal may be _k U via a line 21 a of the shelf from the reference value signal corresponding to the stepper motor drive circuit 6 are supplied to the driving of the stepping motor 7 to vary such that now corrected measured values or product results by the counter 8 can be counted. A connecting line 15 indicates that the reference signal generation circuit 9 and the test signal generation circuit 14 cooperate in time assignment when the reference signals u _{1 ref} , u _{2 ref} and the test signal U _k are connected.

Die Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 14 kann derart ausgelegt sein, daß sie Änderungen in den Betriebsbedingungen berücksichtigt, wie beispielsweise während des Meß- und des Prüfvorgangs auftretende Änderungen der zu messenden Spannung U. Dies kann durch Mittelwertbildungen bzw. Ausfilterung von kurzzeitigen Schwankungen geschehen.The test signal generation circuit 14 can be designed in such a way that it takes into account changes in the operating conditions, such as changes in the voltage U to be measured that occur during the measuring and testing process. This can be done by averaging or filtering out short-term fluctuations.

Die Bezugswert-Vergleicherschaltung 13 weist ferner eine Ausgangsleitung 16 für das Vergleichsergebnis des Vergleichs von Bezugwert und Prüfsignal auf. Diese Ausgangsleitung 16 ist mit dem Eingang einer Warnsignalerzeugungsschaltung 19 verbunden, die ihrerseits mit einer Warnsignalleuchte 20 zur Abgabe eines Warnsignals bei Überschreitung gewisser Fehlergrenzen des Elektrizitätszählers verbunden ist.The reference value comparator circuit 13 also has an output line 16 for the comparison result of the comparison of the reference value and the test signal. This output line 16 is connected to the input of a warning signal generating circuit 19 , which in turn is connected to a warning signal lamp 20 for emitting a warning signal when certain error limits of the electricity meter are exceeded.

In Fig. 2 ist nun eine bevorzugte Ausführungsform der Überwachungsschaltung dargestellt, bei welcher die Aufschaltung der Meßsignale u₁ und u₂ sowie der Bezugssignale u _1ref und u _2ref sequentiell erfolgt. Als Umschalter können hierfür Halbleiterschalter, die beispielsweise in MOS-Schaltungstechnik ausgeführt sind, angewendet werden. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden hier, ebenso wie in den nachfolgenden Abbildungen, die herkömmlichen einfachen mechanischen Schaltersymbole verwendet. Ebenso weisen diejenigen Bauelemente, die bereits in Fig. 1 erläutert worden sind, dieselben Bezugsziffern wie dort auf. In Fig. 2, a preferred embodiment of the monitoring circuit is now shown, in which the measurement signals u ₁ and u ₂ and the reference signals u _{1 ref} and u _{2 ref are applied} sequentially. For this purpose, semiconductor switches, which are designed, for example, in MOS circuit technology, can be used as changeover switches. To simplify the illustration, the conventional simple mechanical switch symbols were used here, as in the following illustrations. Likewise, those components which have already been explained in FIG. 1 have the same reference numbers as there.

Dem Multiplikator 4 werden die beiden Meßsignale u₁ und u₂ ständig über eine feste Verdrahtung zugeführt. Der Ausgang des Multiplikators 4 ist mit dem Eingang des Analogspannungs-/Frequenzwandlers 5 verbunden, der die ihm zugeführte Meßsignal-Produktspannung U _p in eine Meßsignal- Produktfrequenz f _p umsetzt, die dem Mittelwert des Produkts des ersten und zweiten Meßsignals u₁ und u₂ bzw. der zu messenden Spannung U und des zu messenden Stroms I proportional ist. Diese Mittelwertbildung, die zur Beseitigung von Fehlereinflüssen durch kurzzeitige Schwankungen dient, erfolgt durch herkömmliche Schaltungsmittel, wie beispielsweise RC-Glieder.The multiplier 4 , the two measurement signals u ₁ and u ₂ are constantly fed via fixed wiring. The output of the multiplier 4 is connected to the input of the analog voltage / frequency converter 5 , which converts the measurement signal product voltage U _p supplied to it into a measurement signal product frequency f _p , which is the average of the product of the first and second measurement signals u ₁ and u ₂ or the voltage U to be measured and the current I to be measured is proportional. This averaging, which is used to eliminate the effects of errors due to short-term fluctuations, is carried out by conventional circuit means, such as RC elements.

Die Schrittmotor-Ansteuerschaltung 6 für den Schrittmotor 7 zum Antrieb des Zählwerks 8 schließt im wesentlichen eine Frequenzteilerschaltung mit einem veränderlichen Teilerverhältnis n sowie eine Ausgangs- oder Anpassungsschaltung zur Speisung der Wicklung des Schrittmotors 7 ein. Für jeweils n Impulse der Frequenz f _p des Analogspannungs-/Frequenzwandlers 5 tritt am Ausgang der Schrittmotor-Ansteuerschaltung 6 also ein Impuls zur Weiterschaltung des Schrittmotors 7 auf.The stepper motor control circuit 6 for the stepper motor 7 for driving the counter 8 essentially includes a frequency divider circuit with a variable divider ratio n and an output or matching circuit for feeding the winding of the stepper motor 7 . For every n pulses of the frequency f _{p of} the analog voltage / frequency converter 5 , a pulse for switching the stepper motor 7 occurs at the output of the stepper motor control circuit 6 .

In Analogie zu der in Fig. 1 mit der strichpunktierten Linie 23 umgrenzten Überwachungsschaltung 22 bilden hier die übrigen, noch nicht weiter genannten Bauelemente die bevorzugte Ausführungsform der Überwachungsschaltung. Hier wird die in Fig. 1 dargestellte allgemeine Bezugssignal- Erzeugungsschaltung 9 durch eine Bezugsstromquelle 31 zur Erzeugung eines Bezugswechselstroms i _ref von aus dem ersten Meßsignal u₁ abgeleiteter Größe und gleicher Frequenz gebildet. Dieser Bezugswechselstrom i _ref dient als (zweites) Bezugssignal. In analogy to the monitoring circuit 22 delimited by the dash-dotted line 23 in FIG. 1, the other components, which have not yet been mentioned, form the preferred embodiment of the monitoring circuit. Here, the general reference signal generating circuit 9 shown in FIG. 1 is formed by a reference current source 31 for generating a reference alternating current i _ref of the size and the same frequency derived from the first measurement signal u 1. This reference alternating current i _ref serves as a (second) reference signal.

Über eine zusätzliche Wicklung des als Summenstromwandlers 32 ausgeführten Stromwandlers zur Ableitung des zweiten Meßsignals u₂ aus dem zu messenden Strom I wird der Bezugswechselstrom i _ref, gesteuert durch eine als Halbleiterschalter ausgeführte Schaltvorrichtung 33 für einen durch einen Taktgenerator 34 entsprechend der gestrichelten Verbindung 33 a festgelegten Zeitraum t′₁, auf das Meßsignal u₂ geschaltet. Damit ändert sich dieses Meßsignal u₂ um einen bestimmten Betrag, dasselbe gilt für die Produktspannung am Ausgang des Multiplikators 4, die sich um einen Wert Δ U _p, entsprechend dem Wert der Wirkleistung aus u₁ und i _ref, erhöht. Daraus resultiert eine um Δ f _p verschobene Produktfrequenz f _{p 2}. Diese Erhöhung selbst wird als Bezugswert für den Prüf- oder Überwachungsvorgang verwendet.Via an additional winding of the current transformer 32 designed as a summation current transformer for deriving the second measurement signal u ₂ from the current I to be measured, the reference alternating current i _{ref is} controlled by a switching device 33 designed as a semiconductor switch for a clock generator 34 corresponding to the dashed connection 33 a Period t ' ₁, switched to the measurement signal u ₂. This changes this measurement signal u ₂ by a certain amount, the same applies to the product voltage at the output of the multiplier 4 , which increases by a value Δ U _p , corresponding to the value of the active power from u ₁ and i _ref . This results in a product frequency f _{p 2} shifted by Δ f _p . This increase itself is used as a reference value for the test or monitoring process.

Die allgemein in Fig. 1 dargestellte Bezugswert-Erfassungsschaltung 12 wird gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 aus einem ersten Zählregister 35, einem zweiten Zählregister 36 und einer Subtraktionsschaltung 37 gebildet, die zur Subtraktion der im ersten und zweiten Zählregister 35 und 36 gespeicherten Zählwerte voneinander dient.The reference value detection circuit shown generally in FIG. 1 12 is formed according to the embodiment of FIG. 2 of a first count register 35, a second count register 36 and a subtraction circuit 37, separated from each other for subtraction of the first and second count registers 35 and 36 stored counts serves.

Unmittelbar vor der Aufschaltung des Bezugswechselstroms i _ref auf den Summenstromwandler 32 mittels der Schaltvorrichtung 33 wird eine dem Produkt aus dem ersten und zweiten Meßsignal u₁ und u₂ bzw. aus der zu messenden Spannung U und dem zu messenden Strom I entsprechende Meßwert-Produktfrequenz f _{p 1} während eines hinreichend langen, durch den Taktgenerator 34 vorgegebenen Zeitraums t₁ durch das erste Zählregister 35 gezählt. Während des ebenso langen Zeitraums t′₁ wird anschließend bei Aufschaltung des Bezugswechselstroms i _ref die entstehende Produktfrequenz f _{p 2} im zweiten Zählregister 36 gezählt. Die Ansteuerung der Zählregister 35, 36 während der Zeiträume t₁ bzw. t′₁ ist durch zwei vom Taktgenerator 34 ausgehende Zählersteuerleitungen 39 bzw. 40 angedeutet. Über eine weitere, vom Taktgenerator 34 ausgehende Steuerleitung 41 wird sodann der Subtraktionsvorgang für die Zählwerte aus den Zählregistern 35 und 36 in der über die Leitungen 42, 43 mit den Zählregistern 35, 36 verbundenen Subtraktionsschaltung 37 ausgelöst. Der so gewonnene Differenzwert, der ein Maß für die durch Zuschalten des Bezugswechselstroms i _ref erhaltenen Leistungserhöhung ist, wird in einer Differenzvergleicherstufe 44 mit einem als Prüfsignal U _k dienenden Kontrollwert aus einem dritten Zählregister 47 verglichen, das einem Teil der allgemeinen Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 14 nach Fig. 1 entspricht. Dabei dient die Differenzvergleicherstufe 44 dazu, in an sich bekannter Weise festzustellen, ob der als Bezugswert dienende Differenzwert aus dem Inhalt des ersten und zweiten Zählregisters 35 und 36 innerhalb vorgegebener Grenzen mit dem Kontrollwert übereinstimmt. Der Rest der Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 14 nach Fig. 1 wird durch eine an die Sekundärwicklung des Spannungswandlers 1 angeschlossene Gleichrichterschaltung 45 mit quadratischer Kennlinie gebildet, deren Ausgang mit dem Eingang eines Analog-/Digitalwandlers 46 verbunden ist, dessen digitales Ausgangssignal praktisch das in digitaler Form in das dritte Zählregister 47 als Kontrollwert einzugebende Prüfsignal darstellt. Wie bereits in Verbindung mit Fig. 1 erläutert, führt eine Überschreitung des an der Differenzvergleicherstufe 44 vorgegebenen Schwellwertes zum Ansprechen der Warnsignalerzeugungsschaltung 19 und damit zur Abgabe eines optischen Warnsignals durch die Warnsignalleuchte 20. Unter Berücksichtigung der quadratischen Kennlinie der Gleichrichterschaltung 45 und der Tatsache, daß dem Multiplikator 4 zwei von der zu messenden Spannung U ableitbare Größen u₁ und i _ref zugeführt werden und die Größe u₁ ebenfalls an der Gleichrichterschaltung 45 anliegt, so erfolgt bei dem Multiplikator 4 und bei der Gleichrichterschaltung 45 praktisch derselbe Analogspannungs-Multiplikationsvorgang, d. h. diese beiden Stufen können als gegeneinander wirkende, voneinander unabhängige Multiplikationsschaltungen angesehen werden. Kurzzeitig bei den zu messenden Größen U und I auftretende Schwankungen werden durch entsprechend gewählte Zeitkonstanten bei dem Multiplikator 4 und der Gleichrichterschaltung 45 herausgefiltert. Um den Fehler in der Registrierung, der durch die zeitweilige Erhöhung des Eingangssignals bei der Aufschaltung des Bezugswechselstroms i _ref für den Zeitraum t′₁ entsteht, zu beseitigen, wird gemäß dem aus den Inhalten der beiden Zählregister 35, 36 gebildeten Differenzwert aus der Subtraktionsschaltung 37 über die bereits in Fig. 1 gezeigte Steuerleitung 21 das Teilerverhältnis n während dieses Zeitraums t′₁ entsprechend verändert.Immediately before the reference alternating current i _{ref is} applied to the summation current transformer 32 by means of the switching device 33 , a product product frequency f corresponding to the product of the first and second measurement signals u ₁ and u ₂ or from the voltage U to be measured and the current I to be measured is obtained _{p 1 is} counted by the first count register 35 for a sufficiently long period of time t ₁ predetermined by the clock generator 34 . During the equally long period t ' ₁ the product frequency f _{p 2} is then counted in the second counting register 36 when the reference alternating current i _{ref is} applied. The control of the count register 35 , 36 during the periods t ₁ and t ' ₁ is indicated by two counter control lines 39 and 40 starting from the clock generator 34 . The subtraction process for the count values from the count registers 35 and 36 is then triggered via a further control line 41 starting from the clock generator 34 in the subtraction circuit 37 connected to the count registers 35, 36 via the lines 42, 43 . The difference value obtained in this way, which is a measure of the power increase obtained by switching on the reference alternating current i _ref , is compared in a difference comparator stage 44 with a control value serving as a test signal U _k from a third counting register 47 , which is part of the general test signal generating circuit 14 Fig. 1 corresponds. The difference comparator stage 44 serves to determine in a manner known per se whether the difference value serving as reference value from the content of the first and second counting registers 35 and 36 matches the control value within predetermined limits. The rest of the test signal generating circuit 14 according to FIG. 1 is formed by a rectifier circuit 45 with a square characteristic connected to the secondary winding of the voltage converter 1 , the output of which is connected to the input of an analog / digital converter 46 , the digital output signal of which is practically that in digital form represents test signal to be entered in the third counting register 47 as a control value. As already explained in connection with FIG. 1, exceeding the threshold value specified at the difference comparator 44 leads to the warning signal generating circuit 19 responding and thus to the warning signal lamp 20 emitting an optical warning signal. Taking into account the quadratic characteristic of the rectifier circuit 45 and the fact that the multiplier 4 is supplied with two quantities u ₁ and i _ref which can be derived from the voltage U to be measured and the quantity u ₁ is also present at the rectifier circuit 45 , the multiplier 4 and in the rectifier circuit 45 practically the same analog voltage multiplication process, ie these two stages can be regarded as mutually independent, mutually independent multiplication circuits. Fluctuations occurring briefly in the quantities U and I to be measured are filtered out by appropriately selected time constants in the multiplier 4 and the rectifier circuit 45 . In order to eliminate the error in the registration that arises from the temporary increase in the input signal when the reference alternating current i _{ref is applied} for the period t ′ ₁, the subtraction circuit 37 is used in accordance with the difference value formed from the contents of the two counting registers 35, 36 About the control line 21 already shown in Fig. 1, the divider ratio n during this period t ' ₁ changed accordingly.

Es besteht auch beispielsweise die Möglichkeit, daß der Taktgenerator 34 nicht seine Taktfrequenz selbst erzeugt, sondern beispielsweise von der Frequenz der zu messenden Spannung U her gesteuert wird, wie es schematisch durch eine Verbindungsleitung 48 (gestrichelt) von der Bezugsstromquelle 31, an der diese Frequenz auftritt, bis zum Taktgenerator 34 angedeutet ist.There is also the possibility, for example, that the clock generator 34 does not generate its clock frequency itself, but is controlled, for example, by the frequency of the voltage U to be measured, as is shown schematically by a connecting line 48 (dashed line) from the reference current source 31 at which this frequency occurs until the clock generator 34 is indicated.

Ferner ist es möglich, zur Vermeidung von Meßfehlern, die bei sequentieller Aufschaltung von Meß- und Bezugs-/Prüfsignalen durch die Unterbrechung der Leistungsmessung bzw. der Zählung der verbrauchten elektrischen Energie auftreten können, den Taktgeber 34 durch eine den zu messenden Strom I bzw. das von diesem abgeleitete Meßsignal u₂ abfühlende Steuerschaltung, die mit herkömmlichen Mitteln, beispielsweise einem logischen Inverter od. dgl. aufgebaut sein kann, zu steuern, um die Bezugssignale oder das Bezugssignal nur dann auf die Zählerschaltung zu leiten, wenn der zu messende Strom I null ist oder einen vorbestimmten Mindestwert unterschreitet.Furthermore, in order to avoid measurement errors which can occur when measuring and reference / test signals are switched on sequentially due to the interruption of the power measurement or the counting of the electrical energy consumed, the clock generator 34 by a current I or the current to be measured. the control signal derived from this measurement signal u ₂, which can be constructed using conventional means, for example a logic inverter or the like, to control the reference signals or the reference signal to the counter circuit only when the current to be measured I is zero or falls below a predetermined minimum value.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Überwachungsschaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei erfolgt die Aufschaltung der Bezugssignale ständig, so daß ein Taktgeber und durch diesen zu steuernde Halbleiter-Schaltvorrichtungen entfallen können.Another preferred embodiment of the monitoring circuit is shown in FIG. 3. In this case, the reference signals are applied continuously, so that a clock generator and semiconductor switching devices to be controlled by it can be dispensed with.

Wie zuvor erläutert, werden die Meßsignale u₁ und u₂ aus der zu messenden Spannung U bzw. dem zu messenden Strom I abgeleitet. Die Bezugssignalerzeugungsschaltung besteht hier aus einem Generator 51, der eine als erstes und zweites Bezugssignal dienende Spannung u _ref abgibt, die konstante Amplitude und konstante Frequenz aufweist und gleichzeitig gegen Masse in Reihe mit den Meßsignalen u₁ und u₂ geschaltet ist, wie in Fig. 3 schematisch gezeigt wird und somit an den beiden Eingängen des Multiplikators 4 wirksam wird. Wichtig ist dabei, daß die Frequenz f _ref der Spannung u _ref von der Frequenz der zu messenden Größen U und I abweicht und nicht in irgendeiner Form zu dieser Frequenz synchron auftritt, also inkommensurabel ist. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Bezugssignal-Produktspannung U′ _p durch die am Ausgang des Multiplikators 4 erscheinende Komponente mit der doppelten Frequenz des Bezugssignals 2f _ref gebildet. Die Bezugssignal- Erfassungsschaltung besteht hierbei aus einem zwischen den Ausgang des Multiplikators 4 und den Eingang eines auf die Frequenz 2f _ref abgestimmten Bandpaßfilters 54 geschalteten und über die Leitung 52 mit dem Multiplikator 4 verbundenen Kondensator 53 sowie das Bandpaßfilter 54 selbst, an dessen Ausgang eine Gleichrichterschaltung 55 angeschlossen ist. In einer Gleichspannungs- Vergleicherschaltung 58 wird die über die Bezugswert-Eingangsleitung 17 zugeführte Gleichspannung von der Gleichrichterschaltung 55 her mit einer als Prüfsignal U _k dienenden Gleichspannung aus einer schematisch bei 59 angedeuteten Konstantspannungsquelle verglichen, diese Gleichspannung wird der Vergleicherschaltung 58 über die Prüfsignal-Eingangsleitung 18 zugeführt. Als Konstantspannungsquelle könnte beispielsweise eine Zenerdiode eingesetzt werden. Die Gleichspannungs-Vergleicherschaltung 58 steuert über die Leitung 16 die Warnsignalerzeugungsschaltung 19 nur dann an, wenn die aus dem Bezugswert-Produktsignal mit der Frequenz 2f _ref gewonnene Gleichspannung die als Prüfsignal dienende Gleichspannung unterschreitet.As explained above, the measurement signals u ₁ and u ₂ are derived from the voltage U to be measured and the current I to be measured. The reference signal generating circuit here consists of a generator 51 , which emits a voltage serving as first and second reference signal u _ref , which has constant amplitude and constant frequency and at the same time is connected to ground in series with the measurement signals u ₁ and u ₂, as in Fig. 3 is shown schematically and thus takes effect at the two inputs of the multiplier 4 . It is important here that the frequency f _{ref of} the voltage u _ref deviates from the frequency of the variables U and I to be measured and does not occur in any form synchronized with this frequency, that is to say is incommensurable. In the case of the present exemplary embodiment, the reference signal product voltage U ′ _{p is formed} by the component appearing at the output of the multiplier 4 with twice the frequency of the reference signal 2 f _ref . The reference signal detection circuit consists of a between the output of the multiplier 4 and the input of a bandpass filter 54 tuned to the frequency 2 f _ref and connected via line 52 to the multiplier 4 and the capacitor 53 itself, at the output of which a bandpass filter 54 Rectifier circuit 55 is connected. In a DC voltage comparator circuit 58 , the DC voltage supplied via the reference value input line 17 is compared by the rectifier circuit 55 with a DC voltage serving as a test signal U _k from a constant voltage source indicated schematically at 59 ; this DC voltage is compared to the comparator circuit 58 via the test signal input line 18 fed. A zener diode, for example, could be used as the constant voltage source. The DC voltage comparator circuit 58 controls the warning signal generating circuit 19 via the line 16 only when the DC voltage obtained from the reference value product signal with the frequency 2 f _ref falls below the DC voltage serving as a test signal.

Es ist beispielsweise möglich, das Bandpaßfilter 54 und die Gleichrichterschaltung 55 durch einen auf dem Prinzip der phasenstarren Schleife beruhenden, sogenannten "Lock-in"-Verstärker zu ersetzen, der als schmalbandiger Bandpaßverstärker mit gleichgerichteter Ausgangsspannung wirkt, die der vorhandenen Eingangsspannung mit der Frequenz 2f _ref proportional ist.It is possible, for example, to replace the bandpass filter 54 and the rectifier circuit 55 by a so-called "lock-in" amplifier based on the principle of the phase locked loop, which acts as a narrowband bandpass amplifier with a rectified output voltage that corresponds to the existing input voltage at frequency 2 f _{ref is} proportional.

Der einer Eingangswirkleistung proportionale, durch das aufgeschaltete Bezugssignal u _ref hervorgerufene Gleichstromanteil am Ausgang des Multiplikators 4 wird in einer, beispielsweise mit einem Operationsverstärker in herkömmlicher Weise aufgebauten Gleichstromanteil-Subtraktionsstufe 57 durch eine vom Ausgang der Gleichrichterschaltung 55 über eine Verbindungsleitung 56 zugeführte Gleichspannung kompensiert, bevor aus der als Analogsignal vorliegenden Produktspannung in dem nachgeschalteten Analogspannungs-/Frequenzwandler 5 die Meßsignal-Produktfrequenz f _p gewonnen werden kann. Bei der hier gezeigten Anordnung stellt der Analogspannungs-/ Frequenzwandler 5 gleichzeitig die Schrittmotor- Ansteuerschaltung 6 für den Schrittmotor 7 zum Antrieb des mechanischen Zählwerks 8 dar.The DC component at the output of the multiplier 4 , which is proportional to an active input power and is caused by the applied reference signal u _ref , is compensated in a DC component subtraction stage 57, which is constructed in a conventional manner, for example with an operational amplifier, by a DC voltage supplied from the output of the rectifier circuit 55 via a connecting line 56 before the measurement signal product frequency f _p can be obtained from the product voltage present as an analog signal in the downstream analog voltage / frequency converter 5 . In the arrangement shown here, the analog voltage / frequency converter 5 simultaneously represents the stepper motor control circuit 6 for the stepper motor 7 for driving the mechanical counter 8 .

Ein letztes, schaltungstechnisch vereinfachtes Ausführungsbeispiel, bei welchem Meßsignale und Bezugssignale wechselweise auf die Zählerschaltung gegeben werden, ist in Fig. 4 dargestellt. Hier liefert eine Konstantspannungsquelle 61 eine Bezugsgleichspannung U _c, die über eine in Halbleiter-Schaltungstechnik ausgeführte erste Umschaltvorrichtung 62 auf den ersten und den zweiten Eingang des Multiplikators 4 für einen Zeitraum t′₂ ausgeschaltet wird. Wie durch eine gestrichelt dargestellte Leitung 68 a angedeutet, wird die Umschaltvorrichtung 62 von einem Taktgenerator 67 gesteuert. Die Meßsignale u₁ und u₂ werden während eines Zeitraums t₂ aufgeschaltet. Während dieses Zeitraums stellt eine zweite Umschaltvorrichtung 64 entsprechend der gestrichelten Linie 68 b vom Taktgenerator 67 die Verbindung zwischen dem dem Multiplikator 4 nachgeschalteten Analogspannungs-/ Frequenzwandler 5 und dem durch diesen angesteuerten Schrittmotor 7 her, so daß die Zählung erfolgen kann, wenn gleichzeitig durch die Umschaltvorrichtung 62 die Meßsignale u₁ und u₂ auf die beiden Eingänge des Multiplikators 4 geschaltet sind. Während der Zeitintervalle t′₂ wird durch die Umschaltvorrichtung 62 die Bezugsgleichspannung U _c auf die beiden Eingänge des Multiplikators 4 gelegt und gleichzeitig durch die zweite Umschaltvorrichtung 64 die Ansteuerung des Schrittmotors 7 unterbrochen. Die Ausgangsfrequenz des Analogspannungs-/Frequenzwandler 5, die in den Zeitintervallen t′₂ die Bezugssignal- Produktfrequenz f′ _p darstellt, wird in einem Frequenz-/Analogspannungswandler 65 in eine als Bezugswert dienende Analogspannung U _m zurückverwandelt und über eine Eingangsleitung 69 einem Eingang einer Vergleicherstufe 66 zugeführt, deren anderer Eingang über eine Leitungsverbindung 70 ständig mit der Konstantspannungsquelle 61 verbunden ist. Hier dient also die Bezugswert-Spannung U _c auch als Prüfsignal zur Überwachung der Einhaltung der Fehlergrenzen. Über eine Steuerverbindung 68 c wird die Vergleicherstufe 66 vom Taktgenerator 67 während des Zeitraums t′₂ aktiviert.A last, circuit-simplified embodiment, in which measurement signals and reference signals are alternately applied to the counter circuit, is shown in FIG. 4. Here, a constant voltage source 61 supplies a reference DC voltage U _c , which is switched off via a first switching device 62 implemented in semiconductor circuit technology to the first and the second input of the multiplier 4 for a period t ′ ₂. As indicated by a dashed line 68 a , the switching device 62 is controlled by a clock generator 67 . The measurement signals u ₁ and u ₂ are applied during a period t ₂. During this period, a second switching device 64 corresponding to the dashed line 68 b from the clock generator 67 establishes the connection between the analog voltage / frequency converter 5 connected downstream of the multiplier 4 and the stepper motor 7 driven by it, so that the counting can take place if at the same time by the Switching device 62 the measurement signals u ₁ and u ₂ are connected to the two inputs of the multiplier 4 . During the time intervals t ' ₂, the reference DC voltage U _{c is} applied to the two inputs of the multiplier 4 by the switching device 62 and, at the same time, the control of the stepping motor 7 is interrupted by the second switching device 64 . The output frequency of the analog voltage / frequency converter 5 , which represents the reference signal product frequency f ' _p in the time intervals t' ₂, is converted back in a frequency / analog voltage converter 65 into an analog voltage U _m serving as a reference value and via an input line 69 an input one Comparator stage 66 is supplied, the other input of which is constantly connected to the constant voltage source 61 via a line connection 70 . Here, the reference value voltage U _c also serves as a test signal for monitoring compliance with the error limits. Via a control connection 68 c , the comparator stage 66 is activated by the clock generator 67 during the period t ' ₂.

Wie ersichtlich geworden ist, zeichnet sich die Überwachungsschaltung gemäß Fig. 4 dadurch aus, daß sie einen stark vereinfachten Schaltungsaufwand aufweist. Eine wesentliche Anforderung besteht allerdings darin, daß die nicht vollständig in den überwachten Schaltungsteil einbezogenen Umschaltvorrichtungen 62, 64 von hoher Zuverlässigkeit sein müssen.As has become apparent, the monitoring circuit according to FIG. 4 is characterized in that it has a greatly simplified circuit complexity. An essential requirement, however, is that the switching devices 62, 64 which are not completely included in the monitored circuit part must be of high reliability.

Zur Anzeige der Überschreitung vorbestimmter oberer und unterer Fehlergrenzen oder Toleranzwerte werden solche Toleranzwerte in einem Speicher, eventuell in einem Festwertspeicher, digital gespeichert. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, festgelegte Analogspannungswerte als Schwellwerte für einen Vergleich in einer Vergleicherschaltung einzusetzen. Bei Überschreitung dieser vorbestimmten Toleranzwerte werden durch die Warnsignalerzeugungsschaltung 19 Warnsignale zur optischen Anzeige durch die Warnsignalleuchte 20 erzeugt.To indicate the exceeding of predetermined upper and lower error limits or tolerance values, such tolerance values are stored digitally in a memory, possibly in a read-only memory. A second possibility is to use fixed analog voltage values as threshold values for a comparison in a comparator circuit. If these predetermined tolerance values are exceeded, the warning signal generating circuit 19 generates warning signals for visual display by the warning signal lamp 20 .

Wie auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 bereits angedeutet, kann die Steuerung des Taktgenerators 67 zur Erzeugung der Zeitintervalle t₂, t′₂ aus der Frequenz der zu messenden Spannung U, beispielsweise abgenommen beim Meßsignal u₁, abgeleitet werden. Dies wird durch eine gestrichelte Verbindungsleitung 73 angedeutet, die an den Eingang einer herkömmlich ausgeführten Grundtakt- Ansteuerschaltung 74 zur Gewinnung der gewünschten Grundtakt-Impulsform angeschlossen ist. Vom Ausgang dieser Grundtakt-Ansteuerschaltung 74 wird die aus der Frequenz der zu messenden Spannung abgeleitete Impulsfolge dem Taktgenerator 67 über eine Ausgangsleitung 75 (ebenfalls gestrichelt dargestellt) zugeführt. Es besteht auch hier, wie bereits in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 2 angedeutet, die Möglichkeit, über eine (nicht dargestellte) Stromfühlerschaltung erst beim Wert null des zu messenden Stroms I oder beim Abfallen desselben unter einen vorbestimmten Mindestwert die Aufschaltung des Bezugssignals und damit den Prüf- und Überwachungsvorgang bei dem Elektrizitätszähler auszulösen.As already indicated in the embodiment according to FIG. 2, the control of the clock generator 67 for generating the time intervals t ₂, t ' ₂ can be derived from the frequency of the voltage U to be measured, for example decreased with the measurement signal u ₁. This is indicated by a dashed connecting line 73 which is connected to the input of a conventional basic clock drive circuit 74 for obtaining the desired basic clock pulse shape. From the output of this basic clock control circuit 74 , the pulse sequence derived from the frequency of the voltage to be measured is fed to the clock generator 67 via an output line 75 (also shown in broken lines). There is also, as already indicated in connection with the embodiment according to FIG. 2, the possibility of using a current sensor circuit (not shown) only at zero value of the current I to be measured or when the current falls below a predetermined minimum value and the reference signal and thus triggering the testing and monitoring process on the electricity meter.

Claims

1. Monitoring circuit for an electricity meter, which comprises an analog voltage multiplication circuit ( 4 ) on which a first measurement signal (u ₁) derived from a voltage U to be measured and a second measurement signal (u ₂) derived from a current I to be measured is connected and the output of which is connected to the input of an analog voltage / frequency converter ( 5 ) which controls a control circuit ( 6 ) of a stepping motor ( 7 ) driving a mechanical counter ( 8 ) for displaying the amount of electricity and which controls a reference signal generating circuit ( 9 ), which outputs a first and second reference signal (u _{₁ ref} , u _{₂ ref} ) of such amplitude, frequency and duration via a first and second signal path ( 10 and 11 ) to the first and second input of the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) that that due to the reference signals at the output of the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) appearing on the parts TTotor control circuit ( 6 ) can be kept ineffective, characterized in that a reference value detection circuit ( 12 ) is connected to the output of the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) or the analog voltage / frequency converter ( 5 ) and has an output at which when the first and second reference signals (u _{₁ ref} , u _{₂ ref} ) are applied, a corresponding reference value occurs which is fed to a first input of a reference value comparator circuit ( 13 ), the second input of which is connected to the output of a test signal generating circuit ( 14 ) which emits a test signal (U _k ) serving as a setpoint, and that the reference value comparator circuit ( 13 ) is connected to a warning signal generating circuit ( 19 ).

2. Monitoring circuit according to claim 1, characterized in that the reference value comparator circuit ( 13 ) is connected to the stepper motor control circuit ( 6 ) for correcting measurement errors in the display.

3. Monitoring circuit according to claim 1 or 2, characterized, that the intrusion of at least one of the reference signals by temporarily adding to the Measurement signal takes place.

4. Monitoring circuit according to claim 3, characterized in that the reference signal generating circuit ( 9 ) comprises a reference current source ( 31 ) for generating a reference alternating current (i _ref ) from the first measurement signal, that this reference alternating current (i _ref ) as a second reference signal via an additional Winding of a current transformer ( 32 ) designed for the current to be measured (I) is connected for a first period (t ' ₁) to the second input of the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) that the reference value detection circuit ( 12 ) consists of a first counting register ( 35 ) and a second counting register ( 36 ), as well as a subtraction circuit ( 37 ) for obtaining the reference value, that the first counting register ( 35 ) has a measuring signal product frequency corresponding to the product of the measuring signals (u ₁, u ₂) ( f _p ) is supplied for a second period (t ₁) that the second counting register ( 36 ) one of the Pr oduct of the measurement signals (u ₁, u ₂) when the reference alternating current (i _ref ) is applied corresponding reference signal product frequency (f ' _p ) for the first period (t' ₁) is supplied that the first or second counting register ( 35 or 36 ) is connected on the output side to a first or second input of the subtraction circuit ( 37 ), which is connected to the clock generator ( 34 ) for controlling the subtraction process, which uses the reference value as the difference between the count values in the first and second count registers ( 35, 36 ) results in a difference comparator stage ( 44 ) that a rectifier circuit ( 45 ) with a quadratic characteristic, the input of which is acted upon by the first measurement signal (u ₁) and the output of which via an analog / digital converter ( 46 ) and a third counting register ( 47 ) is connected to the second input of the differential comparator stage ( 44 ), the output of which is connected to the stepper motor control circuit ( 6 ) for influencing the part ratio (s) of a frequency divider for driving the stepper motor ( 7 ) is connected in accordance with the storage of the setpoint.

5. Monitoring circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the connection of the reference signals (u _{1 ref} ) and (u _{2 ref} ) is carried out by alternately switching the measurement signals (u ₁, u ₂).

6. Monitoring circuit according to claim 5, characterized in that via a first switching device ( 62 ) on the first and on the second input of the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) a constant voltage source ( 61 ) which a reference DC voltage (U _c ) during a period ( t ' ₂) supplies, alternating with the first and the second measurement signal (u ₁, u ₂) during a period (t ₂), that the stepper motor ( 7 ) by a second switching device ( 64 ) for the period (t' ₂) the connection of the reference DC voltage (U _c ) from the analog voltage-frequency converter ( 5 ) is switched off, and that a first input of a comparator stage ( 66 ) is constantly connected to the constant voltage source ( 61 ) via a line connection ( 70 ) during the second Input of the comparator stage ( 66 ) a voltage (U _m ) is supplied by a frequency / analog voltage converter ( 65 ), the input of which is connected to the output the analog voltage / frequency converter ( 5 ) is firmly connected, and that a clock generator ( 67 ) with a third input of the comparator stage ( 66 ) triggers the comparison process during the time period (t ' ₂) and that the comparison result on the input of the warning signal generating circuit ( 19 ) is connected, to the output of which a warning signal lamp ( 20 ) is connected to indicate that the predetermined error limits have been exceeded.

7. Monitoring circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the connection of the reference signals (u _ref ) takes place continuously and that the voltage serving as the first and second reference signal (u _ref ) has a constant amplitude and frequency (f _ref ), which the frequency of the quantities to be measured (U and I) deviates incommensurably.

8. Monitoring circuit according to claim 7, characterized in that the amplitude and frequency constant voltage (u _ref ) each in series with the first and second measurement signal (u ₁, u ₂) on the first and second input of the analog voltage multiplication circuit ( 4th ) is constantly switched on that at the output of the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) a capacitor ( 53 ) is connected in series with the input of a bandpass filter ( 54 ) tuned to twice the frequency (2 f _ref ) of the amplitude and frequency constant voltage (u _ref ) ) is connected, the output of which is connected to the input of a rectifier circuit ( 55 ) serving to obtain the reference value, which is connected to a DC voltage comparator circuit ( 58 ), the other input of which is supplied with a constant DC voltage serving as a test signal (U _k ), and that a reference value input line ( 17 ) via a connecting line ( 56 ) for correcting the measurement error by influencing the control of the stepping motor ( 7 ) is connected to a DC component subtraction circuit ( 57 ) which is connected between the analog voltage multiplication circuit ( 4 ) and the analog voltage / frequency converter ( 5 ).

9. Monitoring circuit according to claim 4 or 6, characterized in that the clock generator ( 34; 67 ) is triggered by the voltage (U) to be measured.

10. Monitoring circuit according to claim 4, 6 or 9, characterized in that a current sensor circuit for the current to be measured (I) only turns on when the current to be measured (I) falls below a predetermined minimum value.

11. Monitoring circuit according to claim 8, characterized in that the bandpass filter ( 54 ) and the rectifier circuit ( 55 ) is formed by a "lock-in" amplifier based on the principle of the phase-locked loop, which is a rectified, the input voltage with twice Output frequency (2 f _ref ) of the existing reference signal proportional output voltage.

12. Monitoring circuit according to claim 5, characterized in that the output signal of the analog voltage / frequency converter ( 5 ) passes through a frequency / analog voltage converter ( 65 ) and a comparator stage ( 66 ) for comparison with a test signal is supplied.