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Anordnung zum Messen des ohmschen Widerstands eines einseitig ge-
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erdeten, mit Induktivitäten oder Kapazitäten behafteten PrUflings
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen des ohmschen Widerstands eines
einseitig geerdeten, mit Induktivitäten oder Kapazitäten behafteten PrUflings, insbesondere
von GebUhrenzKhlern an Fernmeldeleitungen nach der Ohmmetermethode.
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Einseitig geerdete PrUflinge können nach der Ohmmetermethode gemessen
werden, in/dem man als Meßspannung eine gleichfalls auf Erde bezogene Gleichspannung
verwendet. Dabei dUrfen zwischen den beiden frdbezugspunkten aber keine Fremdspannungen
liegen, da sonst das Meßergebnis verfälscht wird. Diese Voraussetzung ist beim Messen
in Fernmeldeanlagen, wo die PrUflinge afi Leitungen liegen, die meistens erst Uber
Wähler erreichbar sind, nicht erfUllt. Handelt es sich bei den Prtlflingen um rein
ohmsche Widerstände, kann man den Einfluß von Fremdspannungen dadurch eliminieren,
daß man als Meßspannung eine zerhackte aleichspannung verwendet. Bei PrUflingen
mit induktiven oder kapazitiven Anteilen versagt dieses Verfahren Jedoch, da hier
die auf Jeden Spannungssprung in der zerhackten Gleichspannung folgenden Einsehwingvorgange
Meßfehler verursachen, die vielfach größer als die durch Fremdapannungen bewirkten
störungen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einseitig geerdete Prflflinge
so zu messen, daß weder Fremdepannungen nooh EinschwlngvorgKnge in das Meßergebnis
eingehen.
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Diese Aurgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Meßspannung
eine auf Erde bezogene zerhackte Gleichspannung verwendet wird, die dem PrUrling
Uber Vorwiderstände an der erdfreien Seite zugeführt und durch eine am Einspeisungspunkt
der Meßspannung angeordnete Gleichrichterschaltung in eine dem Meßwert entsprechende
Gleichspannung umgeformt wird, und hinter der Gleichrichterschaltung eine VerknUpfungsschaltung
vorgesehen ist, die ein Rechteckgenerator mit gegenUber der als Meßspannung verwendeten
zerhackten Gleichspannung doppelter Frequenz und mit den Flanken der zerhackten
Gleichspannung zeitlich Ubereinstimmenden Pausen-Impuls-Ubergängen derart steuert,
daß die in die Impulszeiten der Rechteckspannung fallenden Teile der dem Meßwert
entsprechenden Gleichspannung unterdrUckt werden.
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Die erforderliche zeitliche Übereinstimmung zwischen den Flanken der
zerhackten Gleichspannung und den Pausen-Impuls-Ubergängen der Rechteckspannung
wird nach einer Weiterbildung der Erfindung besonders einfach dadurch erreicht,
daß der Rechteckgenerator auch die Zerhackerschaltung zum Erzeugen der zerhackten
Gleichspannung Uber eine Untersetzerschaltung steuert.
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Damit die durch die Impulszeiten der Rechteckspannung hervorgerufenen
definierten LUcken in der Ausgangsspannung nicht in eine integrierende Anzeige eingehen,
ist eine weitere Ausbildung der Erfindung gekennzeichnet durch eine ausgangsseitige
Verstärkerschaltung mit einem Verstärkungsfaktor v = 1 + ti/tp, wobei ti die Impuls-
und tp die Pausendauer der vom Rechteckgenerator erzeugten Spannung ist.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin,
daß nicht unmittelbar zugängliche einseitig geerdete Prüflinge auf einfache Weise
auf ihren ohmschen Widerstand hin überprüft werden können, auch wenn sie kapazitive
oder induktive Anteile aufweisen. Damit läßt sich in Fernmeldeanlagen durch Fernmessung
von einem Amt aus feststellen, ob die Leitungen (z-Adern), an denen GebUhrenzähler
angeschlossen sind, keine Unterbrechung oder BerUhrung mit anderen Adern haben bzw.
ob die GebUhrenzähler in Ordnung sind. GebUhrenzähler haben neben einem reellen
Widerstand eine starke induktive Komponente.
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Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 ein Prinzipschaltbild
der erfindungsgemäßen Anordnung Figur 2 den Spannungsverlauf an verschiedenen Punkten
in Figur 1 Die Meßanordnung nach Figur 1 enthält einen Rechteckgenerator 1, der
Rechteckspannungen mit der Impulsdauer ti und der Pausendauer tp erzeugt, wie sie
in Figur 2, Zeile a, dargestellt sind.
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Über einen Transistor 2 wird ein P-Relais 3 im gleichen Takt erregt.
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Der Rechteckgenerator steuert ferner einen Untersetzer 4, der die
Rechteckspannungen im Verhältnis 2:1 untersetzt. Seine Ausgangsspannung ist eine
symmetrische Rechteckspannung gemäß Zeile b in Figur 2 mit Impuls- und Pausenzeiten
von Jeweils der Summe von ti und tp. Über einen Transistor 5 am Ausgang des Untersetzers
4 wird ein U-Relais 6 in diesem kyttunus erregt.
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Zwei Kontakte des U-Relais 9/1 und 9/2 legen abwechselnd den negativen
und positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 7 Uber symmetrisch angeordnete Vorwiderstände
8/1 und 8/2 an den Punkt 10 an, an dem der PrUfling 11 - Uber eine Leitung und evtl.
auch über einen Wähler - zugänglich ist. Der Jeweils andere Pol der Spannungsquelle
7 wird durch die Kontakte 9/1 und 9/2 mit Erde E verbunden. Der PrUfling 11, ein
Gebührenzählermit Magnetspulen, ist einseitig gleichfalls geerdet, doch kann dieses
Erdpotential E' sich von dem der Meßanordnung unterscheiden.
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Am Punkt 10 ist eine Spannung gemäß Kurve c von Figur 2 abnehmbar.
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In dieser Spannung wechseln positive und negative Halbwellen ab, die
symmetrisch zum Erdpotential E' liegen. Jeder Polaritätsumkehr folgt eine Spannungsspitze,
hervorgerufen durch die Induktivität des PrUflings 11. Die Spannungsüberhöhung klingt
mit der durch die Induktivität und den ohmschen Widerstand gegebenen Zeitkonstanten
ab. Im Beispiel von Figur 2, Zeile c, ist der Einschwingvorgang etwa nach einem
Drittel der Halbperiodendauer beendet. In der Ubrigen Zeit hat die Spannung am Punkt
10 - absolut gesehen und auf E bezogen - eine der Spannungsteilung zwischen Rx und
Rv entsprechende Amplitude.
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In der anschließenden Gleichrichterschaltung, die hier aus zwei weiteren
Kontakten 12/1 und 12/2 des U-Relais 6 besteht, wird die am Prüfling abgenommene
zerhackte Gleichspannung in eine auf das Potential E bezogene Gleichspannung umgewandelt,
deren Kurvenverlauf in Zeile d von Figur 2 zu sehen ist. Die Potentialdifferenz
zwischen E und E' macht sich hier in der der Jeweils ersten Halbperiode der Spannung
am Punkt 10 entsprechenden Zeit positiv und in der der zweiten Halbperiode entsprechenden
Zeit negativ bemerkbar. Im Mittel hebt sie sich somit heraus.
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Eine logische VerknUpfungsschaltung, die hier durch zwei Kontakte
13/1 und 13/2 des P-Relais 3 realisiert ist, gibt die gleichgerichtete Spannung
nur während der Pausendauer tp des Generators 1 an einen Verstärker 14 weiter, während
sie sie in der Impulszeit ti, in der das P-Relais 3 angezogen ist, unterdrückt.
Der Beginn der Impulszeit ti fällt Jeweils mit dem Zeitpunkt, an dem die Meßspannung
umgepolt wird, zusammen. Die Dauer der Impulszeit ti bemißt sich nach der Dauer
der Einschwingvorgänge. Dem Verstärker 14 werden somit nur die Teile der am PrUfling
abgenommenen Spannung zugefUhrt, die sich proportional zum Meßwert verhalten.
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Die Ausgangsspannung des Verstärkers 14 bei einem angenommenen Verstärkungsfaktor
1 ist in Zeile e von Figur 2 dargestellt.
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Nach Durchlaufen eines Tiefpasses 15 ergibt sich am Ausgang 16 eine
Gleichspannung gemäß Zeile f von Figur 2. Diese Gleichspannung beträgt bei einem
Impuls-Pausen-Verhältnis von 1:2 zwei Drittel der Spannung, die man an einem rein
ohmschen Widerstand ohne Ausblenden des ersten Drittels Jeder Halbperiode der zerhackten
Gleichspannung messen wUrde. Falls diese Reduktion
stört, kann sie
durch Heraufsetzen des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 14 auf 1 + ti/tp, was
im Ausführungsbeispiel eine Verstärkung von 1,5 bedeutete, ausgeglichen werden.
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Im Beispiel wurden die den Impulszeiten des Generators 1 entsprechenden
Teile ausgeblendet. NatUrlich kann man auch die Kontakte 13/1 und 13/2 umpolen und
die Pausenzeiten ausblenden.
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In diesem Fall ist Synchronizität der Impuls-Pausen-Übergänge der
vom Generator 1 gelieferten Rechteckspannung mit den Flanken der zerhackten Gleichspannung
geboten.
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Beim Einsatz elektronischer Verknüpfungsschaltungen entspricht das
Ausblenden in der Impulszeit einer UND-NICHT-VerknUpfung des am Prüfling abgenommenen
Signals mit den vom Generator 1 gelieferten Signalen, während das Ausblenden in
der Pausenzeit einer UND-VerknUpfungder nämlichen Signale entspricht.
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