DE2821225A1 - Elektronisches geraet - Google Patents

Description

Opl -Ing. E. Prinz	Patentanwälte Dipl-Chem Dr. G. Hauser	.Cete	D«pl-tng. G. Leiser	2821	225
	Ernsbergerstrasse 19 8 München 6O
P 26 21 225-1		18.	Septei	iber
ENERTEC
Unser Zeichen:	E 934	2lf j NAO	HQERElC	2ht(

Elektronische« Geräte zur Erzeugung eines Ausgangseignais, das die von einen Lieferanten über ein Verteilungsnetz an einen Verbraucher abgegebene Leistung ausdrückt

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät βαχ Erzeugung eines Ausgangssignals, das die von eine· Lieferanten über ein Verteilungsnetz an einen Verbraucher abgegebene Leistung ausdrückt, und insbesondere auf ein elektronisches Gerät für die Verwendung in Wattstundenzählern in elektrischen Energieverteilungsnetzen in Hauehalt.

Ein typisches Haushalt-Energieverteilungsnetz besteht aus zwei oder nehr Drähten, von denen einer ale Bezugsdraht betrachtet werden kann; zwischen den Beeugsdraht und den anderen oder jeden weiteren Draht liegt typischerweise eine Wechselspannung von wenigstens 100 V.

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Der Bezugsdraht liegt häufig, jedoch nicht notwendigerweise, entweder direkt an Erde, oder seine Spannung wird in Bezug auf Erde auf einem vorbestimmten niedrigen Wert, typischerweise + 5 oder + 10 V gehalten; in diesem Fall wird der Bezugsdraht gewöhnlich als der neutrale Draht bezeichnet, während der andere Draht oder die weiteren Drähte üblicherweise als der heiße Draht bzw. die heißen. Drähte bezeichnet werden. Unabhängig davon, ob die Spannung des Bezugsdrahts inBezug auf Erde den Wert Null oder einen Wert nahe bei Null hat, beträgt die Wechselspannung des anderen oder jedes weiteren Drahtes in Bezug auf Erde typischerweise wenigstens 100 V.

Zum Hessen der einem Haushaltsverbraucher zugeführ.ten elektrischen Energiemenge sind verschiedene Vorschläge für elektronische Wattstundenzähler zum Anschliessen an solche Haushalts-Energie-Verteilungsnetze vorgeschlagen worden. Im einfachsten Fall eines zweiadrigen Verteilungsnetzes werden bei den meisten bekannten Vorschlägen die Spannung zwischen dem Bezugsdraht und dem anderen Draht und der in dem anderen Draht fliessende Strom mit Hilfe geeigneter FUhlervorrichtungen abgetastet und in einer elektronischen Schaltungsanordnung wird das Produkt aus dem abgetasteteten Strom und aus der abgetasteten Spannung gemessen und zeitlich integriert. Wenn die Spannung an keinem der zwei Drähte in Bezug auf Erde auf dem Wert Null oder nahezu auf dem Wert Null gehalten wird, spielt es keine Rolle, in welchem der zwei Drähte der Strom abgetastet wird. Wenn jedoch die Spannung an einem der Drähte in Bezug auf Erde auf einem solchen Wert gehalten wird, dann muß der Strom im anderen Draht abgetastet werden,

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damit Meßfehler vermieden werden, die auf zufällige oder absichtliche unkorrekte Erdverbindungen mit dem Verteilernetz auf der Verbraucherseite des Wattstundenzählers zurückzuführen sind. In jedem Fall liegt an dem Draht, in dem der strom abgetastet wird, in Bezug auf Erde eine beträchtliche Spannung, typischerweise eine Wechselspannung von nicht weniger als 100 V.

Bei allen bekannten Vorschlägen war es üblich, die elektronische Schaltungsanordnung unmittelbar oder im wesentlichen an Erde zu legen, d.h. die Spannung zwischen einer der Energieversorgungsleitungen der elektronischen Schaltungsanordnung und Erde auf dem Wert 0 oder nahezu auf dem Wert 0 zu halten. Dies wird normalerweise durch Verwendung eines Trenntransformators zur Erzeugung einer oder mehrerer Versorgungsspannungen für die elektronische Schaltungsanordnung erzielt, dessen Primärwicklung zwischen die zwei Drähte geschaltet ist und dessen Sekundärwicklung unmittelbar oder ie wesentlichen an Erde liegt. Diese Praxis führt jedoch dazu, daß der Stromfühler aus einem Strom-Trenntransformator bestehen muß, oder einen solchen Transformator enthalten muß, da er an einen Draht angeschlossen ist, dessen Spannung in Bezug auf Erde typischerweise wenigstens 100 V beträgt; auch der Spannungsfühler besteht üblicherweise aus einem Trenntransformator, oder er muß einen solchen Trenntransformator enthalten. Diese Trenntransformatoren tragen nicht nur merklich zu den Gesamtkosten des Wattstundenzählers bei, sondern haben auch den Nachteil, daß sie eine beträchtliche Kapazität zwischen der Primärseite und der Sekundärseite aufweisen. Diese Kapazität stellt eine relativ niedrige Impedanz für die sehr hohen Stoß-

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spannungen dar, die oft mehrere Kilovolt betragen und häufig zwischen den Drähten solcher elektrischer Energieverteiluhgsnetze auftreten, so daß die Stoßspannungen im wesentlichen ungedämpft an die elektronische Schaltungsanordnung angelegt werden. Die elektronische Schaltungsanordnung muß daher eine geeignete Schutzschaltung enthalten, die sie gegen diese Stoßspannungen schützt; diese Schutzschaltung trägt ebenfalls zu den Kosten *s Wattstundenzählers bei. Es ist daher äußerst schwierig, einen elektronischen Wattstundenzähler, insbesondere einen für Haushalts-Energie Verteilungsnetze geeigneten Wattstundenzähler, mit Kosten herzustellen, die mit den Kosten eines herkömmlichen elektromechanischen Wattstundenzählers bei äquivalenten Heßfähigkeiten vergleichbar sind. Derzeit sind im wesentlichen alle Wattstundenmesser für den Anschluß an Hauthalts-Energieverteilungsnetze herkömmliche elektromechanische Zähler.

Bisher bekannte elektronische Wattstundenzähler für den Anschluß an elektrische Energieverteilungsnetze mit drei oder mehr Drähten enthalten typischerweise eine einzige elektronische Schaltungsanordnung, die direkt oder im wesentlichen geerdet ist und die so angeschlossen ist, daß sie über Strom-Trenntransformatoren Signale empfängt, die die jeweiligen Ströme repräsentieren, die in (N-1) der Drähte fliessen. N ist dabei die Anzahl der Drähte. Diese bekannten Wattstundenzähler haben daher Nachtelle, die den oben erwähnten Nachteilen aus im wesentlichen analogen Gründen sehr ähnlich sind.

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Mit Hilfe der Erfindung soll daher ein elektronisches Gerät für die Verwendung in elektronischen Wattstundenzahlern geschaffen werden, das die Nachteile der bisherigen Vorschläge nicht mehr zeigt.

Nach der Erfindung ist ein elektronisches Gerät zu« Anschliessen an ein elektrisches Energie verteilungsnetz für die Erzeugung eines Ausgangssignals, das Mit der Energie in Beziehung steht, die ein elektrische Energie abgebender Lieferant an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverteilungsnetz liefert, wobei dieses Energieverteilungsnetz aus ersten und zweiten Drähten besteht, von denen der erste Draht der heiße Draht ist, während der zweite Draht als Bezugsdraht anzusehen 1st, gekennzeichnet durch zwei Stromklemmen zum seriellen Einschalten in den ersten Draht, eine weitere Klee» zum Anschließen an den Bezugsdraht, einen zwischen die Strom-klemmen eingeschalteten Stromfühler zur Erzeugung eines den im ersten Draht fliessenden Strom repräsentierenden Signals, einen Spannungsfühler zur Erzeugung eines die Spannung zwischen dem ersten Draht und dem Bezugsdraht repräsentierenden Signals, eine elektronische Schaltungsanordnung, die das den Strom repräsentierende Signal und das die Spannung repräsentierende Signal empfängt und wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem den Strom repräsentierenden Signal und dem die Spannung repräsentierenden Signal ausdruckt, eine Schaltungseinheit, die abhängig von dem das Produkt ausdruckenden Signal das Ausgangssignal erzeugt, und eine zwischen die weitere Klemme und eine der Stromklemaen eingeschaltete Energieversorgungseinheit mit wenigstens einem Energieversorungspunkt, wobei diese Energieversorgungseinheit derart ausgebildet ist, daß sie im Betriebszustand zwischen dem Energieversorgungspunkt und einer ausgewählten Stromklemme eine Versorgungsgleichspannung für den Betrieb der elektronischen Schaltungsanordnung ^»rzegigt, die an den Energiever-

sorgungspunkt und die ausgewählte Stromklemme so angeschlossen ist, daß sie die Versorgungsgleichspannung empfängt und von dieser in den Betriebszustand versetzt wird.

Im Betriebszustand ist die elektronische Schaltungsanordnung also mit dem ersten Draht verbunden, so daß sie, elektrisch gesehen, mit dem Potential an diesem Draht "schwimmt¹¹, wobei in allen elektrischen Energieverteilungsnetzen der erste Draht der heiße Draht ist, d.h. ein Draht, an dem in Bezug auf Erde eine Wechselspannung von typischerweise wenigstens 100 V liegt. Da der erste Draht derjenige Draht ist, in den der Stromfühler in Serie eingeschaltet ist, ist es unwahrscheinlich, daß die oben erwähnten sehr hohen Stoßspannungen zwischen den Leitungen im Stromfühler Signale erzeugen, die ausreichend groß sind, um die elektronische Schaltungsanordnung zu beschädigen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektrisches Gerät zum Anschließen an ein eläc trisches Energieverteilungsnetz für die Erzeugung eines Ausgangssignals, das mit der Energie in Beziehung steht, die ein elektrische Energie abgebender Lieferant an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverteilungsnetz liefert, wobei das Energieversorgungsnetz aus N Drähten, mit N wenigstens gleich 3 besteht, gekennzeichnet durch (N-1) Stromklemmenpaare, von denen das n-te Paar für die serielle Einschaltung in den η-ten Draht geeignet ist, wobei gilt: η = 1 bis (N-1), eine weitere Klemme zum Anschluß an den N-ten Draht, (N-1) Stromfühler, von denen de ι* n-te Stromfühler zwischen das n-te Stromklemmenpaar eingefügt ist, damit ein den im η-ten Draht fliessenden Strom repräsentierendes Signal erzeugt wird, (N-1) Spannungsfühler, von denen der n-te Spannungsfühler ein Signal erzeugt, das die Spannung zwischen dem N-ten und dem n-ten Draht repräsentiert (N-1) elektronische Schal-

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tungsanordnungen, von denen die n-te Schaltungsanordnung wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem n-rten, den Strom repräsentierenden Signals und aus dem η-ten, die Spannung repräsentierenden Signal ausdrückt, eine Schaltungseinheit, die abhängig von dem die Produkte repräsentierenden Signalen das Ausgangssignal erzeugt, und (N-1) Energieversorgungseinheiten, von denen die n-te Energieversorgungseinheit zwischen eine Klemme, die einem anderen Draht als dem η-ten Draht zugeordnet ist, und einer Stromklemme des η-ten Drahts eingefügt ist, und wenigstens einen η-ten Energieversorgungspunkt aufweist, wobei diese Energieversorgungseinheit derart ausgebildet ist, daß sie im Betriebszustand zwischen dem wenigstens einen η-ten Energieversorgungspunkt und einer ausgewählten Stromklemme des η-ten Paars eine Versorgungsgleichspannung für den Betrieb der η-ten elektronischen Schaltungsanordnung erzeugt, die zwischen dem wenigstens einen η-ten Energieversorgungspunkt und der ausgewählten Stromklemme des n-ten Paars eingeschaltet ist, so daß sie die Versorgungsgleichspannung empfängt und von dieser in Betrieb gesetzt-wird.

Im Betriebszustand ist jede elektronische Schaltungsanordnung an einen jeweiligen ersten (N-1)-ten Draht angeschlossen, die alle heiße Drähte sind, und sie "schwimmt" elektrisch gesehen auf dem Potential an diesem Draht, so daß die Auswirkungen der oben erwähnten Stoßspannungen im wesentlichen in der gleichen Weise reduziert werden, wie oben erwähnt wurde.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektronisches Gerät zum Anschlißen an ein elektrisches Energieverteilungsnetz für die Erzeugung eines Ausgangssignals, das mit der Energie in Beziehung steht, die ein elektrische- Energie abgebender Lieferant an einen elektrische

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Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverifceilungsnetz liefert, wobei das Energieverteilungsnetz wenigstens aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Draht besteht, von denen der erste und der zweite Draht in Bezug auf den dritten Draht, im wesentlichen gleiche Wechselspannungen führen, deren Phasendifferenz im wesentlichen 180°C beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Stromklemmenpaar in Serie in den ersten Draht eingefügt ist, daß ein zweites Stromklemmenpaar in Serie in den zweiten Draht eingefügt ist, daß zur Erzeugung von Signalen, die Je- «ils den im ersten Draht und im zweiten Draht fliessenden Strom repräsentieren, ein erster Stromfühler zwischen die zwei Stromklemmen des ersten Paars und ein zweiter StromfUhler zwischen die Stromklemmen des zweiten Paars eingefügt sind, daß eine Schaltungsanordnung zum Kombinieren der die Ströme repräsentierenden Signale für die Erzeugung eines Signals vorgesehen ist, das die Summe der Beträge der im ersten und im zweiten Draht fliessenden Ströme ausdrückt, daß ein Spannun|sfühler vorgesehen ist, der ein die Spannung zwischen zwei Drähten repräsentierendes Signal erzeugt, daß eine elektronische Schaltungsanordnung das die Stromsumme repräsentierende Signal und das die Spannung repräsentierende Signal empfängt und wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das dem Produkt aus den die Stromsumme und die Spannung repräsentierenden Signalen entspricht, daß eine Schaltungseinheit vorgesehen ist, die abhängig von dem dem Produkt entsprechenden Signal das Ausgangssignal erzeugt, daß zwischen die Stromklemme des ersten Paars und eine dem zweiten oder dem dritten Draht zugeordneten Klemme eine Energieversorgungseinheit eingefügt ist, die wenigstens einen Energieversorgungspunkt aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie im Betriebszustand zwischen dem wenigstens einen Energieversorgungspunkt und einer ausgewählten

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Stromklemme des ersten Paars eine Versorgungsgleichspannung für den Betrieb der elektronischen Schaltungsanordnung erzeugt, die an den wenigstens einen Energieversorgungspunkt und die ausgewählte Stromklemme so angeschlossen ist, daß sie die Versorgungsgleichspannung erzeugt und von dieser in Betrieb gesetzt wird, daß der erste und der zweite Stromfühler jeweils ein erstes und ein zweites Nebenschlußwiderstandselement umfassen, so daß die den Strom repräsentierenden Signale Spannungen sind, und daß die Schaltungseinheit zum Kombinieren der die Ströme repräsentierenden Signale einen isolierenden Spannungstransformator enthält, dessen Primärwicklung so angeschlossen ist, daß siedle Spannung an zweiten Nebenschlußwiderstandselement empfängt, und dessen Sekundärwicklung so "an das erste Nebenschlußwiderstandselement angeschlossen ist, daß zusammen mit den ersten Nebenschlußwiderstandselement das die Stromsumae repräsentierende Signal erzeugt wird.

Im Betriebszustand ist die elektronische Schaltungsanordnung wieder an den ersten Draht angeschlossen, der ein heißer Draht ist, so daß sie elektrisch- gesehen auf den Potential dieses ersten Drahts "schwimmt¹¹, wodurch die Auswirkungen der oben erwähnten Stoßspannungen im wesentlichen in der gleichen Weise vermindert werden, wie oben beschrieben wurde. Auf Grund der Tatsache, daß das zweite Nebenschlußglied, das typischerweise einen sehr niedrigen Widerstandswert hat, in wirksamer Welse parallel zur Primärwicklung des Spannungstransformators liegt, können die Stoßspannungen im wesentlichen keine gefährlich hohen Spannungen an der Sekundärwicklung des Spannungstranformators erzeugen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektronisches Gerät zum Anschließen an ein mehrdrähtiges

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elektrisches Energieverteilungsnetz zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das mit der Energie in Beziehung steht, die von einem elektrische Energie abgebenden Lieferanten an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverteilungsnetz geliefert wird, wobei das Energieverteilungsnetz wenigstens einen heißen Draht enthält, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Stromklemmen zum seriellen Einschalten in den heißen Draht, einen zwischen die zwei Stromquellen eingeschalteten Stromfühler zur Erzeugung eines den in dem heißen Draht fliessenden Strom repräsentierenden Signals, einen Spannungsfühler zur Erzeugung eines Signals, das die Spannung zwischen dem heißen Draht und einem weiteren Draht des Energieverteilungsnetzes repräsentiert, eine elektronische Schaltungsanordnung, die das den Strom repräsentierende Signal und das die Spannung rerpäsentierende Signal empfängt und wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem den Strom repräsentierenden Signal und dem die Spannung repräsentierenden Signal ausdrückt, und eine Schaltungseinheit, die abhängig von dem das Produkt ausdrückenden Signal das Ausgangssignal erzeugt, wobei der Stromfühler ein in Serie zwischen die zwei Stromklemmen eingefügtes Nebenschlußelement sowie einen isolierenden Spannungstransformator mit einer die Spannung an dem Nebenschlußelement empfangenden Primärwicklung und einer Sekundärwicklung enthält, an der das den Strom repräsentierende Signal in Form einer Spannung erscheint.

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Hohe Stoßspannungen, die an dem heißen Draht auftreten, sind daher im wesentlichen daran gehindert, an der Sekundärwicklung des Spannungstransformators aus den oben erwähnten Gründen gefährlich hohe Spannungen zu erzeugen.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist ein elektronisches Gerät zum Anschließen an ein mehrdrähtiges elektrisches Energieverteilungsnetz zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das mit der Energie in Beziehung steht, die von einem elektrische Energie abgebenden Lieferanten an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das EnergieverteTLungsnetz geliefert wird, wobei des Energieverteilungsnetz wenigstens einen heißen Draht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei stromklemmen in Serie in den heißen Draht eingeschaltet sind, daß zwischen die zwei Stromklemmen ein Stromfühler eingefügt ist, der ein den im heißen Draht fliessenden Strom repräsentierendes Signal erzeugt, daß eine elektronische Schaltungsanordnung das den Strom repräsentierende Signal empfängt und eine Schaltungseinheit enthält, die das Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem den Strom repräsentierenden Signal erzeugt, daß der Stromfühler ein in Serie zwischen die zwei Stromklemmen eingefügtes Nebenschlußelement enthält, daß die elektronische Schaltungsanordnung als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Substrat ausgeführt ist und so angeschlossen ist, daß sie die an dem Nebenschlußelement erzeugte Spannung über nichtinduktive Schaltungswege mit relativ niedrigem Widerstandswert empfängt, und daß die elektronische Schaltungsanordnung eine Gleichspannungsversörgungsquelle enthält, die nichtinduktiv zwischen den heißen Draht und eine einem weiteren Draht zugeordnete Klemme eingeschalte^ Js±-j / q β 4 8

Ein weiteres Problem bei bekannten elektronischen Wattstundenzählern wird von Drift- und Offset-Signalen, die anschliessend insgesamt als Drift bezeichnet werden, in der elektronischen Schaltungsanordnung und insbesondere in der Multipliziereinheit verursacht, da von Bedeutung ist, daß diese Drift die Genauigkeit der vom Zähler erzeugten Anzeigen nicht beeinflußt und auch keine Anzeigeänderungen hervorruft, wenn über die Drähte, an die der Zähler angeschlossen ist, keine Energie zugeführt wird. Dieses Problem ist von erhöhter Bedeutung, wenn es erwünscht ist, eine Multipliziereinheit mit veränderlichem Gegenwirkleitwert zu benutzen, da diese Art der Multipliziereinheit besonders für Drifterscheinungen empfindlich ist. Multipliziereinheiten mit variablem Gegenwirkleitwert sind zwar besonders für die Ausführung als integrierte Schaltung durch die Anwendung der Integration in großem Maßstab geeignet, doch wurden sie bisher auf Grund dieser Driftprobleme für die Verwendung in elektronischen Wattstundenzählern als ungeeignet angesehen.

Die mit Hilfe der Erfindung zu schaffende elektronische Schaltungsanordnung für die Verwendung in einem elektronischen Wattstundenzähler soll so ausgebildet sein, daß die oben erwähnten Driftschwierigkeiten im wesentlichen beseitigt sind. Dazu ist nach der Erfindung eine elektronische Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines das Zeitintegral des Produkts aus zwei EingangsSignalen repräsentierenden Ausgangssignals, gekennzeichnet durch eine Multiplizier einheit, vorzugsweise eine Multipliziereinheit mi-& veränderlichem Gegenwirkleitwert, die die zwei Eingangssignale empfängt und miteinander multipliziert,

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so daß sie ein vom Produkt der zwei Eingangssignale abhängiges Signal erzeugt, eine Umsetzerschaltung, die das von Produkt abhängige Signal In ein Digitalsignal umsetzt, das die Größe des produktabhängigen Signals repräsentiert, eine Akkumulator einheit zum Akkumulieren der Digitalsignale zur Erzeugung des- Ausgangs signals und eine Umkehreinheit zum wiederholten und gleichzeitigen Umkehren der effektiven Polarität eines der Eingangssignale und der Polarität, mit der die digitalen Signale akkumliert werden, so daß Fehler im Ausgangssignal, die auf die Drift in der Multipliziereinheit zurückzufuhren sind, beträchtlich reduziert werden.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein elektronisches Gerät, beispielsweise einen Wattstundenzähler entsprechend den obigen Ausführungen, der eine oder mehrere elektronische Schaltungsanordnungen enthält, wie sie oben angegeben wurden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispieIshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein Schaltbild eines elektronischen Wattstunden -Zählers nach der Erfindung zum Anschluß an ein zweiadriges elektrisches Energieverteilungsnetz,

Fig.2 ein vereinfachtes Schaltbild der elektronischen Schaltungsanordnung des Wattstundenzählers von Fig.1,

Fig.3 ( in Teilfiguren 3A und 3B) ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der elektronischen Schaltungsanordnung des Wattstundenzählers von Fig.1,

Fig.3C ein weiteres Schaltbild, das in die Schaltung von Fig.3 eingefügt werden kann,

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Flg.4 ein Diagramm zur Erläuterung des Verlaufs von zwei elektrischen Signalen, die in der Schaltung von Fig. 3 angewendet werden,

Fig.5 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Energieversorgungseinheit für die Verwendung im Wattstundenzähler von Fig.1,

Fig.6 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des Wattstundenzählers von Fig.1 nach der Erfindung,

Fig.7 (in Teilfiguren 7A und 7B) ein Schaltbild der

elektronischen Schaltungsanordnung des Wattstundenzählers von Fig.6,

Fig.8 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltungsanordnung eines weiteren elektronischen Wattstundenzählers nach der Erfindung für den Anschluß an ein elektrisches Energieverteilungsnetz mit mehr als zwei Drähten,

Fig.9 ein vereinfachtes Schaltbild eines Teils der Schaltungsanordnung eines elektronischen Wattstundenzählers nach der Erfindung für die Verwendung in einem elektrischen Energieverteilungsnetz mit drei Drähten und zwei Phasen und

Fig.10 ein vereinfachtes Schaltbild eines elektronischen Wattstundenzählers nach der Erfindung mit einem fernsteuerbaren Relais.

Der in Fig.1 dargestellte elektronische Wattstundenzähler ist an ein elektrisches Haushalts-Energieverteilungsnetz angeschlossen, das aus einem heißen Draht L, an dem typischerweise eine Wechselspannung von wenigstens 100V

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in Bezug auf Erde liegen kann, und aus einem neutralen Bezugsdraht N besteht, deseen Spannung in Bezug auf Erde typischerweise (jedoch nicht notwendigerweise) auf einem Wert von weniger als +_ 10V vom Stromlieferanten gehalten wird. Es wird angenommen, daß die Energieerzeugungsanlage des Stromlieferanten in der Ansicht von Fig.1 an die linken Enden der Drähte L und N angeschlossen ist, während die Energieverbraucheranlage an die rechten Enden der Drähte L und N angeschlossen ist.

Der Wattstundenzähler 10 enthält ein Gehäuse 12 aus elektrisch isolierendeil Material, beispielsweise einem geeigneten Kunststoffmaterial, das zwei in Serie an den heißen Draht L angeschlossene Klemmen 14, 16 und eine an den neutralen Draht N angeschlossene dritte Klemme aufweist. Ein aus Metall bestehendes Stromnebenschlußelement 20 ist in Serie zwischen die Klemmen 14 und 16 geschaltet, so daß der gesamte Strom, der im heißen Draht L fließt, dieses Nebenschlußelement durchläuft. Das Nebenschlußelement 20 hat eine im wesentlichen rechtwinklig Form , und es enthält eine im wesentlichen rechtwinklig Mittelöffnung, in der eine elektronische Schaltungsanordnung 24 angebracht ist. Die Schaltungsanordnung 24 ist als einzige integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Substrat mit Hilfe des Verfahrens der Integration in großem Maßstab (LSI-Verfahren) gebildet; diese Schaltungsanordnung bildet den Hauptteil der Bauelemente einer elektronischen Multipliziereinheit, eines Spannungs-Frequenz-Umsetzers und eines unkehrbaren Zählers, wie anschliessend noch genauer erläutert wird. Der Einfachheit halber sind diejenigen Bauelemente der Schaltungsanordnung 24, die nicht integriert sind (beispielsweise Kondensatoren) in Fig.1 nicht dargestellt.

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Die Schaltungsanordnung 24 weist einen ersten Eingang auf, der über einen Temperaturkompensationswiderstand R1, der in innigem Wärme über gangskontakt mit dem Nebenschlußelement 20 angebracht ist, mit einem Punkt 28 in der Nähe des Endes des Nebenschlußelements 20 verbunden ist, das an die Klemme 14 angeschlossen ist; ein zweiter Eingang 30 der Schaltungsanordnung ist an einen Punkt 32 am anderen Ende des Nebenschlußelements (d.h. an dem mit der Klemme 16 verbundenen Ende) angeschlossen. Die Lage der Punkte 28, 32 ist so gewählt, daß der Widerstand des zwischen ihnen liegenden Abschnitts des Nebenschlußelements einen Wert hat, der zur Erzeugung einer bekannten Spannung, typischerweise etwa 5 mV, führt, wenn ein bekannter Strom typischerweise 2OA, durch den heißen Draht L fließt.

Die Schaltungsanordnung 24 weist einen dritten Eingang auf; der am Verbindungspudt 36 zwischen zwei Widerständen R2 und R3 angeschlossen ist, die zur Bildung eines Spannungsteilers in Serie zwischen die Klemmen 18 und 14

geschaltet sind. Der Widerstand R2, der an die Klemme angeschlossen ist, hat typischerweise einen Wert, der wenigstens hundertmal größer als der Wert des Widerstandes R3 ist, so daß die zwischen dem Verbindungspunkt 36 und der Klemme 14 erzeugte Wechselspannung in Höchstfall einige Volt beträgt und typischerweise bei 1 V liegt.

Außerdem ist die Schaltungsanordnung 24 mit einem Eingang 38 für die positive Versorgungsspannung, einem Eingang 40 für den Spannungswert 0 und einem Eingang 42 für die negative Versorgungsspannung

versehen; der Eingang 40 ist mit der Klemme 14 verbunden. Die Eingänge 38 und 42 sind über jeweilige

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entgegengesetzt gerichtete Zenerdloden Z1 bzw.Z2 mit der Klemme 14 und über Widerstände R4 und R5 mit Schaltungspunkten 44 bzw. 46 verbunden. PLe Schaltungspunkte 44, 46 sind über GlMttungskondensatoren C1 bzw. C2 an die Klemme 14 und über entgegengesetzt gerichtete Dioden D1 bzw. D2 mit einem gemeinsamen Schaltungspunkt 48 verbunden. Ein weiterer Widerstand R6 verbindet den gemeinsamen Schaltungspunkt 48 mit -der Klemme 18.

Schließlich weist die Schaltungsanordnung 24 einen Ausgang 50 auf, der mit der Steuerelektrode eines Thyristors T1 verbunden ist, der in Serie mit einem Schrittmotor 52 zwischen die Klemmen 18 und 14 geschaltet 1st. Der Schrittmotor steht Über ein (nicht dargestelltes) Untersetzungsgetriebe mit geeignetem Untersetzungsverhältnis in einer Antriebsverbindung mit einem herkömmlichen Sunmierungszähler 34, der mehrere koaxiale Anzeigeräder enthält; diese Anzeigeräder stehen miteinander in einer Ahtriebsverbindung, und Jedes trägt an seinem Umfang die Ziffern 0 bis 9, wobei eine angezeigte Zahl Jeweils aus einer Ziffer jedes Anzeigerads besteht, die durch ein (nicht dargestelltes ) im Gehäuse vorgesehenes Fenster von der Außenseite des Gehäuses 12 her sichtbar ist.

In Fig.2, in der das Schaltbild der Schaltungsanordnung 2fe dargestellt 1st, sind die Multipliziereinheit 60, der Spannungs-Frequenzumsetzer 62 und der umkehrbare Zähler der Schaltungsanordnung 24 gezeigt«

Die Multip 11 zi er einheit 60 enthält einen Differenzverstärker 66, dessen nichtnegierender Eingang den Eingang 26 der Schaltungsanordnung 24 bildet und dessen invertierender Eingang den Eingang 30 der Schaltungs-

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anordnung 24 bildet. Zwei einander entgegengesetzt gerichtete Dioden D3 und D4 liegen parallel zwischen den Eingängen und 30, und zwischen dem Ausgang des Bifferenzverstärkers 66 und dem Eingang 26 liegt ein Gegenkopplungswiderstand R7. Der Ausgang des Verstärkers 66 ist über eine Serienschaltung aus einem ersten HalbleiterschalterSI und einem Summierungs wider stand R8 mit dem Summierungspunkt eines Summierverstärkers 68 verbunden, und über eine Serienschaltung aus einem negierenden Verstärker 70 mit dem Verstärkungsfaktor 1, einem zweiten Halbleiterschalter S2 und einen Summierungs wider stand R9 ist der Verstärker- · ausgang ebenfalls mit dem Summierungspunkt des Verstärkers 68 verbunden. Die Widerstände R8 und R9 haben den gleichen Widerstandswert. Ein Widerstand R10 liegt als Gegenkopplungswiderstand zwischen dem Ausgang und dem Summierungspunkt des Verstärkers 68; der Ausgang des Verstärkers 68 bildet den Ausgang der Multiplizier einheit 60.

Die Multipliziereinheit 60 enthält auch einen negierenden Verstärker 72 mit hohem Verstärkungsfaktor, dessen Eingang über einen Widerstand R11 mit dem dritten Eingang der Schaltungsanordnung 24 verbunden ist. Der Eingang des Verstärkers 72 ist auch über eine Serienschaltung aus einem Widerstand R12 und einem Halbleiterschalter S3 an eine positive Bezugs spannung +V_R und über eine Serienschaitung aus einem Widerstand R13 und einem Halbleiter-Schalter S4 an eine negative Bezugs spannung -V_R gelegt. Die ' Bezugsspannungs quellen können in beliebiger Form ausgebildet sein; beispielsweise sind sie gemäß der britischen Patentanaelduqg Nr. 46 868/74 ausgebildet; die von ihnen erzeugten Bezugs spannungen haben den gleichen Wert. Auch die Werte der Widerstände R12 und R13 sind gleich. Zwischen den Eingang des Verstärkers 72 und den Eingang 40 für den Nullpunkt der Vers orgung s spannung sind zwei einander entgegengesetzt gerichtete Dioden D5 und D6

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eingefügt. Zusätzlich liegt ein Gegenkopplungskondensat or C 3 Zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers 72, der daher als Integrator arbeitet .

Der Ausgang des Verstärkers 72 ist an die Eingänge von zwei Spannungspegeldetektoren 76 und 78 angeschlossen, deren Schwellenwerte +V1 und -V1 *n gleichen Wert, jedoch die entgegengesetzte Polarität haben. Die Ausgänge der Detektoren 76, 78 sind mit dem Setzeingang und dem Rücksetzeingang einer bistabilen Schaltung 79 verbunden, deren Setzausgang die Schalter S1 und S3 steuert und'deren Rücksetzausgang die Schalter S2 und S4 steuert.

Der Spannungs-Frequenz-Umsetzer 62 enthält einen invertierenden Verstärker 80 mit hohem Verstärkungsfaktor, dessen Eingang über einen Widerstand R14 mit dem Ausgang der Multiplizier einheit 60 (d.h. mit dem Ausgang des Verstärkers 68 ) verbunden ist. Der Eingang des Verstärkers 80 ist über eine Serienschaltung aus einem Widerstand R15 und einem Halbleiterschalter S5 mit der Spannungequellei+V_R verbunden, und er ist über eine Serienschaltung aus einem Widerstand R16 und einem Halbleiterschalter S6 an die Spannungsquelle -V_R angeschlossen. Ein Gegenkopplungskondensator C4 liegt zwischen dem Ausgang und dea Eingang des Verstärkers 80, der daher als Integrator arbeitet.

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Der Ausgang des Verstärkers 80 ist an die Eingänge eines Positivspannungswertdetektors 82 und eines Negativ spannungs wer tdetekt or s 84 angeechiossen, die im wesentlichen den Detektoren 76 und 78 gleichen. Der Ausgang des Detektors 82 ist mit dem Setzeingang einer bistabilen Schaltung 86 verbunden, und der Ausgang des Detektors ist mit dem S*tzeingang einer bistabilen Schaltung 88 verbunden; Jede dieser bistabilen Schaltungen enthält einen Takteingang, der mit dem Ausgang eines Taktimpulsgenerators 90 (beispielsweise eines Quarzoszillators) verbunden ist; ferner ist der Setzausgang jeder ' bistabilen Schaltung mit ihrem Rück setz eingang verbunden. Die Setzausgänge der bistabilen Schaltungen 86, 88 sind so angeschlossen, daß sie die Schalter S5 bzw. S6 steuern; zusammen bilden die Setzausgänge den Ausgang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 62.

De* Setz ausgang der bistabilen Schaltung 86 ist mit dem Aufwärtszähleingang des umkehrbaren Zählers 64 verbunden, und der Setzausgang der bistabilen Schaltung 88 ist mit dem Abwärtszähleingang dieses Zählers verbunden. Dieser Zähler weist einen überlaufausgang auf, der den Ausgang 50 der Schaltungsanordnung 24 bildet.

Bei der Beschreibung der Arbeitswelse wird nun anfänglich auf-Fig. 2 Bezug genommen. Der von den Widerständen R2, R3 gebildete Spannungsteiler erzeugt am Verbindungspunkt eine Spannung ν_χ, deren Momentanwert dem Momentanwert der Spannung V zwischen den Drähten L und N proportional ist ; diese Spannung V_x wird an die Multiplizier einheit angelegt. In der Multipliziereinheit 60 wird die Spannung ν_χ an den vom Verstärker 72 gebildeten Integrator angelegt und von diesem integriert. Die Kombination aus diesem Integrator, den Detektoren 76 und 78, der bistabilen Schaltung 79, der Schalter S3 und S4 und den Bezugsspannungsquellen +V_R

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und -V_R arbeitet als Oszillator, der dann, wenn die Spannung V den Wert 0 hat, an den Setz- und Rücksetzausgängen der bistabilen Schaltung 79 Rechtecksignale mit einem Tastverhältnis von 1:1 erzeugt. Die Bezugsspannungen der Quellen +V_R und -V_R sind so gewählt, daß sie größer als der größte normalerweise erwartete Wert der Spannung V_x ist} die Zeltkonstante des Integrators ist so gewählt, daß die Frequenz der Rechtecksignale viel größer als die Frequenz der Spannung V_x let ( die natürlich die normale Netzfrequenz von 50 Hz oder 60Hz ist); typischerweise können die Rechtecksignale eine Frequenz von etwa 10 kHz haben. Wenn die Spannung V_x also positiv ist, muß sich der Schalter S4 für eine längere Dauer als der Schalter S3 schließen, damit der Gleichgewichtszustand aufrechterhalten wird, während bei einer negativen Spannung V_x der Schalter S3 für eine längere Zeitdauer als der Schalter S4 zur Aufrecht erhaltung des Gleichgewichtszustandes geschlossen werden muß. Dies bedeutet, daß ich die Tastverhältnisse der zwei Rechtecksignale Jeeils abhängig von der Größe und der Polarität der Spannung ν_χ in entgegengesetzten Richtungen ändern. Mathematisch gilt:

V_xT+V_R(T-t) - V_Rt = 0 (1)

wobei T die Periodendauer der Rechtecksignale und t die Schließungszeitdauer des Schalters S4 im Verlauf der Periodendauer T sind. Eine Umordnnng der Gleichung (1) ergibt :

t/T = (V_R + V_X)/2V_R (2)

1 - t/T = (V_R - V_X)/2V_R (3)

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- kb -

Das Stromnebenschlußelement 20 erzeugt zwischen den Punkten 28 und 32 eine Spannung V » deren Momentanwert der Größe des Momentanwerts des Stroms I proportional ist, der im Draht L fließt. Diese Spannung V wird ebenfalls an die Multipliziereinheit 60 angelegt, in der sie invertiert und vom Verstärker 66 verstärkt wird. Die invertierte und verstärkte Spannung, die vom Verstärker 66 erzeugt wird, wird durch den Schalter S mit 1-t/T multipliziert, erneut invertiert und \rom Schalter S2 mit t/T multipliziert; die aus diesen Multiplikationsvorgängen resultierenden Spannungen werden mit Invertierung durch den Summierverstärker summiert. Die vom Verstärker 68 erzeugte Ausgangsspannung V_ ist daher dem Ausdruck

V ^Vx>/²V ^Vy

proportional der sich vereinfacht zu

V V

Die Ausgangs spannung V_z, die auch die Ausgangs spannung der Multipliziereinheit 60 ist, ist daher dem Ausgang V-I proportional, also dem Produkt aus der Spannung zwischen den Drähten L und N und dem im Draht L fliessenden Strom. Es ist zu erkennen, daß die Multipliziereinheit 60 als ein Vierquadrantenmultiplikator arbeitet.

Die Spannung V_ wird dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer zugeführt, in den sie von dem "rom Verstärker 80 gebildeten Integrator integriert wird. Wenn die Spannung V_ negativ ist (was ein positives Produkt V-I anzeigt ), steigt das Ausgangssignal des Verstärkers 80 rampenförmig in positiver Richtung mit einer von der Größe der Ausgangsspannung abhängigen Geschwindigkeit an, und sie löst den

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Detektor 82 aus. Der unmittelbar darauffolgende Taktimpuls aus dem Generator 90 bewirkt das Setzen der bistabilen Schaltung 86, so daß der Schalter S5 geschlossen wird, damit die positive Bezugsspannungsquelle +V_R an den Integrator angelegt wird. Der nachfolgende Taktimpuls bewirkt das Rücksetzen der bistabilen Schaltung 86, so daß die Bezugs spannungs quelle +V_R tatsächlich exakt für die Dauer einer Periode der Taktiapulse aus dem Generator 90 mit dem Integrator verbunden wird. Die auf diese Weise dem Integrator in dieser Zeitperiode zugeführte exakt festgelegte Ladungsmenge reicht aus, das Ausgangssignal des Integrators zu veranlassen, raapenförmig unter den Ansprechpegel des Detektors 82 abzusinken. Die Folge der eben beschriebenen Ereignisse wird dann mit einer der Größe der Spannung V_ prop ortionalen Frequenz wiederholt. Wenn die Spannung V_ positiv ist, was in Abschnitten jedes Zyklus der Spannung V auf treten kann, wenn eine Phasendifferenz von 90 zwischen der Spannung V und dem Strom I vorliegt, findet wiederholt eine Folge von Ereignissen statt, die genau der oben beschriebenen Folge für negative Werte der Spannung V_ gleicht, jedoch geschieht dies unter dem Einfluß des Detektors 84, der bistabilen Schaltung 88 und der negativen Bezugsspannungsquelle -^V _R·

Die bistabile Schaltung 86 erzeugt an ihrem Setzausgang eine erste Impulsfolge, deren Folgefrequenz der Größe des Produkts V«I proportional ist, wenn dieses Produkt positiv ist, während bei einem negativen Produkt die bistabile Schaltung 88 an ihrem Setzausgang eine zweite Impulsfolge erzeugt, deren Folgefrequenz dem Produkt Υ·Ι proportional ist. Der normale Maximalwert dieser Iepulsfolgefrequenzen ist so eingestellt, daß er bei etwa 10 kHz liegt.

Die erste und die zweite Impulsfolge werden den Aufwärts zähle ingang bzw. dem Abwärts zähleingang des

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umkehrbaren Zählers 64 zugeführt, in den sie zeitlich integriert werden. Jedesmal dann, wenn der Zähler 64 auf einen vorbestimmten Zählerstand, typischerweise

Zj.

in der GrSßenordnung 10 aufwärtszählt, erzeugt er an seinem Über lauf aus gang einen überlauf impuls, der an den Thyristor T1 von Fig.1 angelegt wird. Die Dauer des überlaufimpulses ist so eingestellt, daß sie zwischen einer Periodendauer und einer halben Periodendauer der Spannung V liegt, damit gewährleistet wird, daß der Thyristor in den leitenden Zustand versetzt wird und den Schrittmotor 52 veranlaßt, sich um einen Winkelschritt zu drehen. Der Schrittmotor 52 treibt die Anzeige räder des Zählers 54 Über das oben erwähnte Untersetzungsgetriebe an, so daß der Zähler 54 die zeitliche Integration in wirksamer Weise fortsetzt, die der Zähler 64 begonnen hat, wobei ex? die Gesamtmenge der über die Drähte L und N dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie anzeigt.

Es ist zu erkennen, daß der Multiplizierer 60, der Spannungs-Frequenz-Umsetzer 62 und der Zähler 64 von Fig. 2 die für den Betrieb erforderlichen Versorgungsgleichspannungen von den Eingängen 38, 40 und 42 der Schaltungsanordnung 24 beziehen. Die genauen Einzelheiten der Verbindungen der meisten Einzelelemente der Multiplizier einheit 60, des Umsetzers 62 und des Zählers 64 mit den Eingängen 38, 40 und 42 sind in Fig.2 der Einfachheit halber nicht dargestellt; einige dieser Verbindungen sind jedoch als Beispiel angegeben. Die Versorgungsspannungen an den Eingängen 38, 40 und 42 werden mittels einer Energieversorgungsschaltung aus des Widerstand R6, den Dioden D1 und D2, den G lättungskondens atoren C1 und C2, den Widerständen R4 und R5 und den Spannungsstabilislerungs-Zenerdioden Z1

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und 22 aus der Spannung V zwischen den Drähten L und N abgeleitet; ihre Werte betragen typischerweise +9V, OV und -5V in Bezug auf die Klemme 14 ( und daher in in Bezug auf den Draht L).

Die Schaltungsanordnung 24 ist daher direkt an den Draht L angeschlossen, so daß sie elektrisch gesehen auf dem Potential dieses Drahts "schwimmt".

Da der für den Betrieb der Schaltungsanordnung 24 erforderliche Gesamtstrom relativ niedrig ist, hat der Widerstand R6 einen relativ hohen Wert; wie bereits erwähnt wurde, hat auch der Widerstand R2 einen relativ hohen Wert. SpannungsstoBe mit hohem Wert, die zwischen d?n Drähten L und N auftreten, werden daher von diesen Widerständen beträchtlich gedämpft, bevor sie die Schaltungsanordnung 24 erreichen; als weitere Vorsichtsmaßnahme sind diese beiden Widerstände in einer Form mit niedriger Streukapazität ausgebildet. Die Schaltungsanordnung 24 ist gegen diese Spannungsstoße außerdem di?durch geschützt, daß sie am Nebenschlußelement 20 angebracht ist; da das Nebenschlußelement ein relativ großes Metallstück mit niedrigem Widerstandswert ist, in dem die Erzeugung hoher Spannungen unwahrscheinlich ist. Als Vorsichtsmaßnahme gegen mögliche Stromstöße im Nebenschlußglied 20 sind trotzdem die Eingänge des Verstärkers 66 der Schaltungsanordnung 24 auf Grund der Klemmwirkung der Dioden D3 und D4 (Fig.2) geschützt.

In der gleichen Weise ist der Eingang des Verstärkers durch die Widerstände R11 und die Klemmwirkung der Dioden D5 und D6 geschützt. Diese verschiedenen Mittel zum Schützen der Schaltungsanordnung 24 gegen die Auswirkungen von Spannungs stoßen tragen kaum zu den Gesamther stellungskosten des Wattstundenzählers 10 bei.

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Im Betrieb können sich die Temperatur des Nebenschlußelements und somit der Widerstandswert des Nebenschlußelements ändern; der Temperaturkompensationswiderstand R1 dient dazu, die Fehler zu korrigieren, die diese Temperaturänderung sonst hervorrufen würde. Der Widerstand R1 ist so ausgewählt , dai3 er im wesentlichen den gleichen Widerstandstemperaturkoeffizienten wie das Nebenschlußelement 20 hat; da er in Wärmeübertragungskontakt mit dem Nebenschlußelement steht, folgt er den Temperaturschwankungen des Nebenschlußelements. Wenn R der Widerstandswert des zwischen den Punkten 28 und 32 liegenden Abschnitts des Nebenschlußelements ist, ist das Verhältnis R/R1 im wesentlichen temperaturunabhängig. Da die Spannung V durch die Gleichung V = IR gegeben ist, ist die Spannung V am Ausgang des Verstärkers 66 gegeben durch die Gleichung

V'_y = I-R-R7/R1 (6)

somit ist also auch diese Spannung im wesentlichen temperaturunabhängig.

Da alle Bauelemente des Wattstundenzählers 10 zwischen die Klemme 18 und die Klemme 14 des Wattstunden Zählers eingefügt sind, wobei die zuletzt genannte Klemme auf der Seite des Energielieferanten und nicht auf der

Seite des Verbrauchers liegt, fließt der vom Wattstundenzähler selbst verbrauchte Betriebsstrom nicht durch das Nebenschlußelement 20, so daß er die vom Zähler erzeugten Anzeigen nicht beeinflußt.

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ου

In manchen Anwendungsfällen ist der vom Wattstundenzähler selbst verbrauchte Strom sehr klein, so daß in diesem Fall die Energieversorgungseinheit für die Schaltungsanordnung 24 an irgendeinen Punkt zwischen den Stromklemmen 14, 16, d.h. an eine dieser Klemmen über einen entsprechenden Abschnitt des Nebenschlußelements 20 angeschlossen werden kann. Dies gilt insbesondere, weil die Spannung am Nebenschlußelement im Vergleich zur Spannung zwischen dem heißen Draht L und dem neutralen Draht N, die typischerweise wenigstens 100 V beträgt, und auch im Vergleich zur Versorgungsspannung von typischerweise etwa 10 V einen sehr kleinen Wert von einigen Millivolt hat.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Wattstundenzähler 10 kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann das in den Draht L eingefügte Nebenschlußelement 20 durch einen Stromabtasttransformator ersetzt werden, da

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bei der ebenfalls an den Draht L angeschlossenen Schaltungsanordnung 24 die oben erwähnten Spannungsstöße nicht zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung dieses Transformators erscheinen. Außerdem können der Schrittmotor 52 und der Thyristor T1 durch ein piezoelektrisches Element ersetzt werden, das von Jedem am Ausgang 50 erzeugten Impuls gebogen wird, wobei der Zähler 54 so ausgebildet ist, daß er von diesem Biegen angetrieben wird; eine solche Anordnung ist in der französischen Patentanmeldung Nr. 76.21 224 vom 12.JuIi 1976 beschrieben.

Als Alternative können der Thyristor T1, der Schrittmotor und der Zähler 54 durch eine elektronische Zähler·- oder Registereinheit ersetzt werden, die ihren Inhalt unverändert beibehält, wenn die Versorgungsenergie kurzzeitig abgetrennt wird; beispielsweise kann es sich dabei um eine Zähler*- oder Register einheit handeln, bei der Magnetblasenspeicher-oder MNOS-Speicherverfahren angewendet werden. Zur Anzeige des Inhalts der Zähler- und Registereinheit kann eine elektronische mehrstellige Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine 7-Segment-Anzeigeeinheit mit Flüssigkristallelementen oder Leuchtdiodenelementen verwendet werden.

Die Energieversörgungseinheit für die Schaltungsanordnung'24 kann auch irgendeine andere passende transformatorlose Form haben; beispielsweise kann sie so ausgebildet sein, daß sie nur eine Versorgungsspannung in Bezug auf die Klemme 14 und den Draht L erzeugt. Es würde natürlich entsprechende Änderungen der Schaltungsanordnung 24 erforderlich machen. Die Schaltungsanordnung 24 kann auch dadurch abgewandelt werden, daß der Spannungs-Frequenz-Umsetzer 62 durch einen Analog-Digital-Utasetzer ersetzt

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wird, der so ausgebildet ist, daß er die Spannung V mit vorbestimmter Folgefrequenz abtastet und die aus diesen Abtastwerten resultierenden Digitalsignale in Zähler 64 (oder einer anderen Akkumulator vorrichtung) algebraisch addiert.

In Fig.3 ist eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung 24 der Figuren 1 und 2 dargestellt; diese AusfUhrungsform ist mit 124 bezeichnet. Die Schaltungsanordnung 124 enthält eine Multiplizier einheit 16O, einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer 162 und einen umkehrbaren Zähler 164, wobei diese Schaltungeeinheiten in ähnlicher Weise wie die Multiplizier einheit 60, der Umsetzer 62 und der Zähler 64 der Schaltungsanordnung 24 aufgebaut sind; die Schaltungsanordnung 124 enthält Eingänge 126, 130, 134, 138, 140, 142 sowie einen Ausgang 150, die den Eingängen 36, 30, 34, 38, 40* 42 und dem Ausgang 50 der Schaltungsanordnung 24 entsprechen. Die Schaltungsanordnung 124 ist Jedoch in einer geringfügig abgeänderten Veise im Wattstundenzähler 10 angeschlossen, wie noch ersichtlich wird.

Die Multipliziereinheit 16O ist eine Multiplizier einheit mit veränderlichem Gegenwirkleitwert; sie enthält ein erstesPaar emittergekoppelter NPN-Transistoren TR1, TR2 sowie ein zweites Paar emittergekoppelter NPN-Transistoren TR3, TR4. Die Basis-Elektroden der Transistoren TR1, TR3 sind miteinander verbunden, und sie sind am Eingang 130 der Schaltungsanordnung 124 angeschlossen; die Basis-Elektroden der Transistoren TR2, TR4 sind ebenfalls miteinander verbunden, und am Eingang 126 angeschlossen. Die Eingänge 126 und 130 sind direkt alt den Punkten 28 bzw« 32 de« Nebe η Schluß elements 20 verbunden. Der Widerstand R1 von Fig.1 ist weggelassen.

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Die miteinander verbundenen Emitter-Elektroden der Transistoren TR1, TR2 und der Transistoren TR3, TR4

sind über jeweils gleiche Widerstände R21 bzw. R22 ■±t dem Eingang 142 für die negative Versorgungsspannung verbunden.

Der Widerstand R3 von Fig.1 und Fig.2 ist ebenfalls weggelassen, so daß der Eingang 134 der Schaltungsanordnung 124 extern nur über dsen relativ hoch ohmige η Widerstand R2 an die Klemme 18 angeschlossen ist. Der Eingang 134 ist intern über die Serienschaltung aus einem Halbleiterschalter S10 und einem Widerstand R23 an die miteinander verbundenen Emitter-Elektroden der Transistoren TR1, TR2 und über einen weiteren Halbleiterschalter S11 am invertierenden Eingang eines

Differenzverstärkers 180 angeschlossen. Die Schalter S10 und S11 werden von jeweiligen R echt eck Signalen mit dem Tastverhältnis 1:1 gegenphasig betätigt, wie noch erläutert wird. Der Ausgang des Verstärkers 180 ist über Widerstände R24, R25, deren Werte gleich den Werten der Widerstände R21, R22 sind, mit seinem invertierenden

Eingang bzw. mit den verbundenen Emitter-Elektroden der Transistoren TR1, TR2 verbunden, während der nichtinvertierende Eingang des^y Verstärkers 180 über die Parallelschaltung aus einem Kondensator C10 und einer in Durchlaßrichtung vorgespanntenDiode D18 an den Eingang 140 für den Nullpunkt der Versorgungsspannung und über- einen Widerstand R26 mit dem Eingang 142 für die negative Ver so rgungs spannung angeschlossen ist.

Die Kollektor elektroden der Transistoren TR1, TR4 sind am Punkt 182 miteinander verbunden, und die Kollektorelektroden der Transistoren TR2, TR3 sind am Punkt miteinander verbunden; die Punkte 182, 184 bilden den

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Ausgang der Multipliziereinheit 16O. Die Punkte 182, 184 sind über jeweils gleiche Widerstände R27, R28 mit einem Ende einerKette aus mehreren (beispielsweise 6)in Serie geschalteten Dioden D10 bis D15 verbunden; das andere Ende der Diodenkette ist an die Basis-Elektroden von zwei PNP-Transistoren TR5, TR6 angeschlossen. Die Basis-Elektroden der Transistoren TR5, TR6 sind über einen Widerstand R29 mit dem Eingang 138 für die positive Versorgungsspannung verbunden, und die Emitter-Elektroden dieser Transistoren sind direkt mit dem Eingang 138 verbunden. Die Kollektor-Elektroden der Transistoren TR5 , TR6 sind an die Punkte 182 bzw. 184 angeschlossen.

Die Punkte 182, 184 sind am invertierenden bzw. am nichtinvertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 186 angeschlossen, dessen Eingänge die Eingänge des Spannungsfrequenz-Umsetzers 162 bilden. Der Ausgang des Verstärkers 186 ist über einen Gegenkopplungskondensator C11 mit seinem Eingang verbunden, so daß ein Integrator entsteht; fern- r ist der Verstärkerausgang über einen Widerstand R30 mit dem Eingang eines Spannungspegeldetektors 188 verbunden. Der Eingang des Spannungspegeldetektors 188 ist über einen Kondensator C12 mit dem Eingang 142 für die negative Versorgungsspannung verbunden, während der Ausgang des Detektors 188 am Setzeingang einer bistabilen Schaltung 190 angeschlossen ist. Der Setzausgang

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der bistabilen Schaltung 190 ist mit dem Setzeingang einer getakteten bistabilen Schaltung 192 verbunden, deren Setzausgang mit einem Eingang eines zwei Eingänge aufweisenden UND-Glieds 194 verbunden ist. Der Takteingang der bistabilen Schaltung 192 und der Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung 190 sind so angeschlossen, daß sie Taktsignale CL1 bzw. CL2 empfangen, die von einem Taktimpulsgenerator 196 erzeugt werden; der andere Eingang des UND-Glieds 194 ist so angeschlossen, daß es über zwei in Kaskade geschaltete Negatoren 198, 199 das Taktsignal CL1 empfängt. Der Taktimpulsgenerator enthält einen (nicht dargestellten ) Quarzoszillator dessen Betriebsfrequenz typischerweise bei 32 768 HZ liegt; der Taktimpulsgenerator enthält ferner einen Frequenzteiler sowie (nicht dargestellte) Durchschalteinheiten, die in bekanrter Weise die Taktsignale CL1 und CL2 mit einer gemeinsamen Frequenz von typischerweise, 8192 HZ mit dem in Fig.4 dargestellten Signalverlauf erzeugen.

Der Ausgang des UND-Glieds 194 ist mit dem Steuereingang eines Halbleiterschalters S12 verbunden, der zwischen eine der Quelle -V_R von Fig.2 ähnlichen negative Bezugsspannungsquelle 200 und ein Ende eines Widerstandes R31 eingefügt ist. Das andere Ende des Widerstandes R31 ist an die Basis eines NPN-Transistors TR7 und über einen Widerstand R32 an den Eingang 140 für den Nullpunkt der Versorgungsspannung angeschlossen. Der Widerstand R32 ist außerhalb der Schaltungsanordnung 124 im Wäraeübertragungskontakt mit dem Nebenschlußelement 20 anstelle des Widerstandes R1 von Fig.1 und angebracht. Damit dies ermöglicht wird, ist die Schaltungs-

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anordnung 124 mit einem zusätzlichen Eingang 218 versehen. Der Emitter des Transistors TR7 ist mit dem Emitter eines NPN-Transistors TR8 verbunden, damit ein weiteres emittergekoppeltes Transistorpaar entsteht, dessen verbundene Emitter-Elektroden über einen Präzisionswiderstand R33 an die Bezugsspannungsquelle 200 angeschlossen sind. Die Basis-Elektrode des Transistors TR8 ist über einen Widerstand R34 mit dem Eingang 140 und über die Serienschaltung aus einem Widerstand R35 und einem einstellbaren Widerstand RV1 mit dem Eingang 142 verbunden. Die Kollektor-Elektroden der Transistoren TR7_f TR8 sind am negierenden bzw. am nichtnegierenden Eingang des Verstärkers 186 angeschlossen.

Der Ausgang des UND-Glieds 194 bildet den Ausgang des Spannungs-Frequenzumsetzers 162; er ist über einen Pufferverstärker 202 mit dem Zähleingang 203 des umkehrbaren Zählers 164 verbunden. Der Zähler 164 ist ein binärer, voreinstellbarer 12-Bit-Zähler mit einem Aufwärts/Abwärts-Steuereingang 204, einem Voreinstelleingang 206 und einer Gruppe von Eingängen 208, denen ein Digitalsignal ständig zugeführt wird, das einen gewünschten voreinstellbaren Zählerstand repräsentiert. Der Zähler weist auch eine Gruppe von Zählausgängen 210 auf, die an einen Decodierer 212 angeschlossen sind, der einen Ausgangs impuls erzeugt, wenn der Zähler einen vorbestimmten Zählerstand erreicht. Der Ausgang des Decodierers 212 ist mit dem Setzeingang einer bistabilen Schaltung 240 verbunden, deren Rücksetzeingang so angeschlossen ist, daß er das Taktsignal CL1 in negierter Form aus dem Negator 198 empfängt. Der Setzausgang der bistabilen Schaltung 214 ist mit dem Voreinstelle ingang 206 des Zählers 164 verbunden; er

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bildet den Ausgang 150 der Schaltungsanordnung 124.

Die zuvor erwähnten gegenphasigen Signale zur Steuerung der Schalter S10, S11 werden von einer Schaltungseinheit 216 erzeugt, die einen hochohmigen Widerstand R35 (typischerweise mit einem Widerstandswert von 680 kOhm) enthält, der zwischen die Klemme 18 des Wattstundenzählers 10 und einem weiteren Eingang 220 der Schaltungsanordnung 124 eingefügt ist. Der Eingang 220 ist über einen Kondensator C13 mit dem Eingang 142 für die negative Versorgungsspannung verbunden, und über die Serienschaltung aus einem Widerstand R36 und einem Rechteckverstärker 222 ist er mit dem Takteingang einer getakteten bistabilen Schaltung 224 verbunden. Der Setzausgang der bistabilen Schaltung 224 ist mit dem Steuereingang des Schalters S10 und mit dem Aufwärts/Abwarts-Steuereingang 204 des Zählers 164 verbunden, während der Rücksetzausgang der bistabilen Schaltung mit dem Steuereingang des Schalters S11 und mit seinem Setzeingang verbunden ist.

Die Schaltungsanordnung 124 arbeitet folgendermaßen:

Der Rechteckverstärker 222 in der Schaltungseinheit 216 erzeugt ein Rechtecksignal, dessen Frequenz gleich der Frequenz der Spannung V zwischen den Drähten L und N ist (d.h. gleich der normalen Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz ist). Dieses Rechtecksignal wird der bistabilen Schaltung 224 zugeführt, und von dieser hinsichtlich der Frequenz geteilt, so daß an ihren Setz- und Rücksetzausgängen jeweils gegenphasige Rechtecksignale mit dem Tastverhältnis 1:1 mit der halben Netzfrequenz entstehen. Diese zwei gegenphasigen Signale, deren

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Frequenz angenommenerweise 25 Hz beträgt, versetzen die Schalter S10 und S11 abwechselnd gegenphasig in den leitenden und in den nichtleitenden Zustand, was tadeutet, daß dann, wenn der Schalter S10 leitet, der Schalter S11 gesperrt ist und umgekehrt.

Der Widerstand R2 dient dazu, einen Strom I durchzulassen, der der Spannung V zwischen den Drähten L und N proportional istj dieser Strom bildet das erste Eingangssignal der Multipliziereinheit ISO der Schaltungsanordnung 124. Der Widerstand R2 ist daher der Reihe nach über jedeider Schalter S10, S11 in der Weise wirksam, daß der durch die verbundenen Emitter-Elektroden der Transistoren TR1, TR2 fliessende Strom um einen Wert geändert wird, der gleich dem Strom I ist. Die Polarität dieser Stromänderung wird während Jedes abwechselnden Halbzyklus der gegenphasigen Rechtecksignale, für die der Schalter S11 leitend ist, von dem vom Verstärker 180 gebildeten invertierenden Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1 umgekehrt. Die Stromänderung bewirkt eine Änderung des Gegenwirkleitwerts der Transistoren TR1, TR2.

Wie bereits beschrieben wurde, bildet das Stromnebenschlußglied 20 zwischen seinen Punkten 28 und 32 eine Spannung V , deren Momentanwert dem Momentanwert des im Draht L fliessenden Stroms I proportional ist. Die Spannung V wird auch der Multipliziereinheit 160 zwischen den jeweiligen Basis-Elektroden der Transistoren TR1, TR2 zugeführt.

Die Transistoren TR1 und TR2 zeigen daher die Neigung, zwischen ihren Kollektor-Elektroden (d.h. zwischen den

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Punkten 182, 184 ) eine Ausgangsspannung V zu erzeugen, die dem Produkt V_,I_V proportional ist. Wenn die Transi-

■ y ^χ

stören TR1 und TR2 allein verwendet würden, würde diese Ausgangsspannung eine große und unerwünschte Gleichtaktkomponente enthalten; zur Eliminierung dieser Gleichtaktkomponente sind die Transistoren TR3, TR4 vorgesehen. Sie haben diese Wirkung auf Grund der Tatsache, daß sie die gleiche Eingangsspannung V empfangen, während ihre Ausgänge,(d.h.ihre Kollektor-Elektroden) überkreuz mit den Ausgängen (d.h. den Kollektor-Elektroden) der Translatoren Tr1, TR2 verbunden sind.

Die Spannung V_Q wird an den Punkten 182, 184 algebraisch mit einer Offsetspannung kombiniert, die von den Transistoren TR7, TR8 im Spannungs-Frequenz-Umsetzer 162 erzeugt wird, wenn der Schalter S12 sperrt. Diese Offsetspannung wird mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes RV1 so eingestellt, daß sie negativ und größer als der normale volle negative Wert der Spannung V ist, was zur Folge hat, daß die an dem vom Verstärker 186 gebildeten Integrator angelegte Differenzspannung (d.h. die an den Eingang des Umsetzers 162 angelegte Spannung) stets negativ ist, wenn der Schalter S12 sperrt. Diese Differenzspannung hat daher einen rampenförmigen positiven Anstieg des Ausgangssignals des Verstärkers 186 mit einer von seiner Größe abhängigen Geschwindigkeit zur Folge, so daß der Detektor 188 ausgelöst wird.

Im ausgelösten Zustand bewirkt der Detektor 188 das Setzen der bistabilen Schaltung 190, die ihrerseits die bistabile Schaltung 192 auf das Setzen

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durch die nächste Anstiegsflanke des Taktsignals CL1 vorbereitet (wie an Hand des Beispiels A in Fig.4 dargestellt ist). Die bistabile Schaltung 192 gibt das UND-Glied 194 frei, so daß der Schalter S12 von der gleichen Anstiegsflanke des Taktsignale CL1 in den leitenden Zustand versetzt wird. Die nächste ansteigende Flanke des Taktsignals C12, die in Fig.4 bei 6 dargestellt ist,bewirkt die Rücksetzung der bistabilen Schaltung 190, so daB die bistabile Schaltung 192 auf das Rücksetzen durch die nächste ansteigende Flanke des Taktsignals CL1 vorbereitet wird. Das Rücksetzen der bistabilen Schaltung 192 bewirkt das Sperren des UND-Glieds ^ 94, so daß der Schalter S12 wieder nichtleitend gemacht wird. Der Schalter S12 wird daher für eine exakt definierte Zeitdauer leitend gemacht, die gleich einer Periode des Taktsignals CL1 ist.

Wenn der Schalter S12 in den leitenden Zustand versetzt ist, ändert er die von den Transistoren TR7, TR8 erzeugte, oben erwähnte Offsetspannung üb einen exakt definierten Betrag, der ausreicht, die oben erwähnte Differenzspannung positiv zu Bachen und dadurch zu veranlassen, daß das Ausgangssignal des Verstärkers rampenförmig auf einen unter den Schwellenwert des Detektors 1Θ8 liegenden Wert absinkt. Wenn der Schalter S12 wieder nichtleitend geworden ist, wird die gerade beshhriebene Ablauffolge wiederholt.

Es ist zu erkennen, daß die maximale Frequenz, mit der der Schalter S12 leitend gemacht werden kann, d.h. die

maximale Ausgangsfrequenz des Umsetzers 162, den Wert 8192 Hz

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hat. Der veränderliche Widerstand RV1 ist so eingestellt, daß bei eines durch das Nebenschlußelement 20 flieseenden Strom mit dem Wert 0 die Ausgangsfrequenz des Umsetzers etwa die Hälfte der Maximalfrequenz, d.h. 4096 Hz beträgt. Wenn der durch das Nebenschlußelement fliessende Strom nicht den Wert 0 hat,ändert die von den Transistoren TR1, TB2 erzeugte resultierende Spannung V_Q die oben erwähnte Differenzspannung u« einen entsprechenden Wert, so daß die Betriebsfrequenz des Schalters S1 ausgehend von 4096 Hz in Abhängigkeit davon, ob die Spannung V_Q negativ oder positiv ist, zuniamt oder abnimmt; ferner wird die Frequenz um einen von der Größe des Produkts V · I geändert. Der Spannungs-Frequenz-Umsetzer 162 erzeugt daher an seinem Ausgang (d.h. aa Ausgang des UND-Glied· 194) ein impulsförmiges Signal, dessen Frequenz von der Größe des Produkte V · I abhängt.

Die Impulse des vom Umsetzer 162 erzeugten Signals werden dem umkehrbaren Zähler 164 zugeführt und von diesem gezählt. Es sei daran erinnert, daß das 25 Hz-Rechtecksignal, das den Schalter S11 steuert, auch die Zählrichtung des Zählers 164 so steuert, daß dieser aufwärts zählt, wenn der Schalter S10 leitet, und abwärts zählt, wenn der Schalter S11 leitet. Da die Schalter S10 und S11 auch die Polarität des Verhältnisses V_Q/V ändern, ergibt sich die Anzahl N der Impulse, die im Verlauf einer am Zeitpunkt t₁ beginnenden Periode des 25 Hz-Rechtecksignals an den Zähler 164 angelegt werden, aus der folgenden Gleichung t

~ t₁ + T/₂ ^+T

^N = C^fo ^{+ k} A V.I'dt)! - [f₀- k/ V-I-dt] \ (7) ¹ ^+T/2

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di· sich vereinfacht au:

Ic¹P ^{N =} T"

I V. I. dt (s)

Darin sind: t_Q die Impulsfolgefrequenz für 1=0;

T die Periodendauer der 25 Hz-Rechtecksignale; k eine Proportionalitätskonstante.

Die Anzahl der vom Zähler 164 gezählten Impulse ist also dem Zeitintegral des Produkts V-I proportional.

Es ist zu erkennen, daß der Zähler 164 einen Maximal-

12 Zählerstand von 10 oder 4096 hat. Jedesmal dann, wenn der Zähler 164 einen vorbestimmten Zählerstand, typiacherweise etwa 7/8 seines höchsten Zählerstandes (d.h. einen Zählerstand von 3584)erreicht, erzeugt der Decodierer einen Ausgangsimpuls, der den Zähler auf seinen voreinstellbaren Zählerstand zurückstellt, der typischerweise so gewählt ist, daß er etwa 1/8 des höchsten Zählerstandes (d. h. 512) beträgt. Der Zähler 164 kann zwar sowohl aufwärts als auch abwärts zählen, doch kann er aufwärts nur über eine vorbestimmte Zählanzahl zählen, die am Ausgang 150 einen Ausgangsimpuls erzeugt, was bedeutet, daß er beim Aufwärtszählen zum Zählerstand 3584 einen Ausgangsimpuls erzeugt, worauf er unmittelbar danach wieder abwärts zählt, wobei dieses Abwärtszählen vom voreAnstellbaren Zählerstand 512 aus beginnt. Auf diese Weise wird die Erzeugung störender Ausgangsimpulse am Ausgang 150 vermieden.

Die am Ausgang 150 erscheinenden Impulse werden gezählt, wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2beschrieben

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wurde; ihre akkumulierte Gesamtsumme repräsentiert die Gesamtmenge der über die Drähte L und N gelieferten Energie.

Für einen zufriedenstellenden Betrieb der Schaltung 124 ist es erwünscht,daß die Eigenschaften,(beispielsweise Stromverstärkung) wenigstens derTransistoren TR1 bis TR4 und TR7, TR8 genau aneinander angepaßt sind; da die Schaltungsanordnung 124 Jedoch als einzige integrierte Schaltung ausgeführt ist, wie im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung 24 von Fig.1 und 2 beschrieben wurde, ist dieses Erfordernis relativ einfach in der Praxis zu erfüllen.

Die Schaltungsanordnung 124 hat mehrere wichtige Vorteile. Der bedeutendste Vorteil ist darin zu sehen, wie sich die thermischen Drifterscheinungen und die Offseterscheinungen in der Multipliziereinheit 160 selbst kompensieren. Wenn die Gleichung (7) betrachtet wird, können innerhalb der gleichen Periode des 25 Hz-Rechtecksignals, auf die in der Gleichung (7) Bezug genommen wird, die Drift- und Of fsetgrößenals Größen mit konstanten Werten angesehen werden, so daß sie lediglich die Wirkung haben, die Frequenz f um einen kleinen konstanten Wert zu ändern. Sie heben sich daher mit f_Q durch den Betrieb der Schalter S10, S11 und die entsprechenden Zählrichtungsänderungen des- Zählers 164 auf.

Außerdem ist zu erkennen, daß die Transistoren TR7, TR8 ebenso wie die von den Transistoren TR1 bis TR7 gebildete Multipliziereinheit als eine Multipliziereinheit arbeiten und ein Bezugssignal erzeugen, das dazu verwendet wird,

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den produktabhängigen Signal V_Q, das von den Transistoren TR1 bis TR4 erzeugt wird, entgegenzuwirken. Mögliche Fehler , die auf Grund von Langzeitänderungen in den Eigenschaften der Transistoren TR1 bis TR4, d.h. auf eine Alterung, zurückzuführen sind, heben sich durch entsprechende Änderungen in den Eigenschaften der Transistoren TR7, TR8 wegen der oben erwähnten genauen Anpassung der Eigenschaften dieser Transistoren auf, die durch die Ausführung in Form einer integrierten Schaltung erreicht wird.

Auf Temperaturänderungen des Nebenschlußelements 20 zurückzuführende Fehler werden im wesentlichen vom Widerstand R32 eliminiert, der auf Grund der Tatsache, da er in Wärmeübertragungskontakt mit dem Nebenschlußelement angebracht ist und im wesentlichen den gleichen Widerstandstemperaturkoeffizienten hat, das von den Transistoren TR7, TR8 im leitenden Zustand des Schalters S12 erzeugte Bezugsgegenkopplungssignal in Abhängigkeit von der von der Temperatur verursachten Änderung des Widerstandswe'rts des Nebenschlußelements ändert.

Die Transistoren TR5 und TR6 arbeiten als Konstantstromquelle, die die vom Eingang 138 für die positive Versorgungsspannung zu den Punkten ?82, 184 fliessenden Ströme im wesentlichen konstant auf Werten halten, die von den Mittelwerten der entsprechenden Spannungen auf diesen Punkten bestimmt werden. Wenn es erwünscht ist, können die Transistoren TR5, TR6 mit ihren Vorspannungsschaltungen jedoch auch durch zwei Widerstände mit gleichen Werten ersetzt werden, die zwischen den Eingang 138 und die Punkte 182, 184 eingefügt sind.

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Eine weitere Modifizierung der Schaltungsanordnung 124 besteht darin, den Verstärker 180 und die zugehörigen Widerstände R24 bis R26 sowie den Kondensator C10 wegzulassen und den Ausgang des Schalters S11 mit den verbundenen Emitterelektroden der Transistoren T3, T4 zu verbinden, so dau die Schalter S10, S11 die Funktion haben, die effektive Polarität des an die Multipliziereinheit 160 angelegten Stroms I umzukehren. Die Schaltungsanordnung 124 kann auch dadurch abgewandelt werden, daß derUmsetzer 124 durch einen Analog-Digital-Umsetzer ersetzt wird, wie oben im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung 24 beschrieben wurde; in diesem Fall wird die Polarität, mit der die von diesem Umsetzer erzeugten digitalen Signale im Zähler 164 (oder einer anderen Summiervorrichtung) summiert werden, durch das passende 25 Hz-Rechtecksignal periodisch umgekehrt.

Da die Frequenz der die Schalter S10, S11 steuernden Rechtecksignale und die Zählrichtung des Zählers 164 nicht kritisch sind, kann die Schaltungsanordnung 124 ferner in der Weise abgewandelt werden, daß die Schaltungseinheit 621 durch einen durch 256 teilenden Frequenzteiler ersetzt wird, der aus dem Taktimpulsgenerator 196 das Taktsignal CL1 oder das Taktsignal CL2 empfängt, und daß mit dem Ausgang des durch 256 teilenden Frequenzteilers eine durch zwei teilende bistabile Schaltung verbunden wird. Diese bistabile Schaltung erzeugt daher zwei gegenphasige 16 Hz-Rechtecksignale, die anstelle der 25 Hz-Rechtecksignale verwendet werden können.

Es sei bemerkt, daß das im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung 124 beschriebende Verfahren zur Driftkompensation

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mit geringfügigen Abwandlungen auch in anderen Schaltungen verwendet werden kann, die Multipliziereinheiten enthalten; beispielsweise könnte es in der Schaltungsanordnung 24 von Fig.2 eingesetzt werden.

In Pig.3C ist eine Überlastungsschutzschaltung dargestellt, die ohne weiteres in die Schaltungsanordnung 124 eingefügt werden kann. Diese Überlastungsschutzschaltung 230 enthält einen umkehrbaren Binärzähler 232, der voreinstellbar ist. Der Zähler 232 enthält einen Zähleingang 234, der mit dem Ausgang des Verstärkers 202 von Fig.3B verbunden ist, einen Voreanstelleingang 236, der mit dem Ausgang eines zwei Eingänge aufweisenden ODER-Glieds verbunden ist, sowie eine Gruppe von Eingängen 240, an die ein die gewünschte Voreinstellzahl repräsentierendes Digitalsignal dauernd angelegt ist. Der Zähler 232 weist auch eine Gruppe von Zählausgängen 242 auf, die an einen Decodierer 244 angeschlossen sind, der einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn der Zähler 232 einen vorbestimmten Zählerstand erreicht. Der Ausgang des Decodierers 244 ist mit dem Setzeingang einer bistabilen Schaltung 246 verbunden, deren Setzausgang mit einem Eingang des ODER-Glieds 238 verbunden ist· Der andere Eingang des ODER-Gliede empfängt eines der 25 Hz-Signale aus der Schaltungseinheit 216 von Fig.3B über einen durch fünf teilenden Frequenzteiler 247 und einen Impulsformer 248.

Der Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung 246 ist über eine von der Außenseite des Gehäuses 12 des Wattstundenzählers her zugängliche Rückstelltaste 249 mit

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einer geeigneten Spannungsquelle,(beispielsweise der positiven Energieversorgungsleitung 138) verbunden, während der Setzausgang dieser bistabilen- Schaltung; über einen \6rstärker mit einem Ausgang 252 der Schaltungsanordnung 124 verbunden ist. Dieser Ausgang 252 ist an einen (nicht dargestellten) Stromkreisunterbrecher angeschlossen, der die Drähte L und N auf der Verbraucherseite des Wattstundenzählers 10 verbindet. Dieser Stromkreisunterbrecher kann auf Wunsch auch im Wattstundenzähler 10 untergebracht sein, d.h. im Gehäuse 12 angebracht sein, wobei in diesem Fall die Drucktaste 249 auch als Rückstelltaste für den Stromkreisunterbrecher dienen kann.

Im Betrieb zMhlt der Zähler 232 die gleichen Impulse, die in der Schaltung von Fig„3B vom Zähler 164 gezählt wurden. Der Zähler 232wird jedoch alle 200 ms von den 5 Hz Impulsen aus dem Frequenzteiler 247 und aus dem Impulsformer 248 auf seinen Voreinstellzählerstand eingestellt, so daß er nur für die Zeitdauer von 200 ms kontinuierlich zählen kann.

Der vorbestimmte Zählerstand, bei dem der Decodierer 244 einen Ausgangsimpuls erzeugt, ist so gewählt, daß der Zähler 232 unter normalen MaximäELastbedingungen, (d.h. beim Anliegen der maximal zulässigen Last an den Drähten L und N auf der Verbraucherseite des Wattstundenzählers 10) diesen vorbestimmten Zählerstand nicht erreicht, jedoch den vorbestimmten Zählerstand erreicht, wenn die normalen Maximallastbedingungen um einen bestimmten Wert überschritten werden, d.h. wenn eine überlastung eintritt. Wenn eine solche überlastung eintritt und der Zähler 232 aus diesem Grund den vorbestimmten Zählerstand erreicht, bewirkt der vom Decodierer 244 erzeugte Ausgangsimpuls das Setzen der

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bistabilen Schaltung 246, die ihrerseits den oben erwähnten Stromkreisunterbrecher über den zu diesem Zweck vorgesehenen Verstärker 250 betätigt , so daß die Zufuhr von elektrischer Energie zum Verbraucher unterbrochen wird. Die bistabile Schaltung 246 stellt den Zähler 232 über das ODER-Glied auch auf seinen Voreinstellzählerstand zurück. Wenn die Ursache der überlastung gefunden und beseitigt ist, kann die Zufuhr der elektrischen Energie mit Hilfe der Rückstelltaste 249 wieder hergestellt werden.

In Fig.5 1st eine abgewandelte und vereinfachte Energieversorgungseinheit für die Verwendung bei der Schaltungsanordnung 24 oder 124 dargestellt. In der Energieversorgungseinheit von Fig.5 ist die Klemme 18 nicht direkt an den als Bezugspunkt dienenden neutralen Draht N, sondern an ein Ende eines relativ niederohmigen Widerstandes R4O angeschlossen, dessen anderes Ende bei einer Klemme 118 direkt mit dem Draht N verbunden ist.Eine Spannungsstoßbegrenzungsvo-rrichtung, die von einem Varistor oder einem spannungsempfindlichen Widerstand (ZnO-Widerstand) gebildet ist, liegt zwischen der Klemme 18 und der Klemme 14 und begrenzt die Spannung zwischen diesen zwei Klemmen auf einen Maximalwert von typischerweise etwa 600 V.

Die Klemme 18 ist über einen Kondensator C20 und zwei entgegengesetzt gerichtete und in Serie gesdrtaltete Zenerdioden .Z3,Z4 mit der Klemme 14 verbunden; die Zenerdioden dienen dazu, die Amplitude der Wechselspannung am Verbindungspunkt J zwischen dem Kondensator C20 und den Zenerdioden auf einen niedrigen Wert von typischerweise 8V zu begrenzen. Der Verbindungspunkt J ist über

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eine Serienschaltung aus einer Diode D20 und einem Kondensator C21 und über eine Serienschaltung aus einer Diode D21 und einem Kondensator C22 mit der Klemme 14 verbunden; die Dioden D20 und D21 sind entgegengesetzt gepolt. An der Katode der Diode D20 wird daher eine positive Versorgungsgleichspannung +V_ von etwa +7V erzeugt, und an der Anode der Diode D21 wird eine negative Versorgungsgleichspannung -V von etwa -7V erzeugt.

Der in den Figuren 6 und 7 dargestellte elektronische Wattstundenzähler 10g (Fig.6) gleicht in mancher Hinsicht dem Wattstundenzähler 10 von Fig.1. Der Wattstundenzähler 10g enthält zusätzlich eine integrierte elektronische Schaltungsanordnung 124g, die der Schaltungsanordnung nach den Figuren 3A und 3C ähnlich ist. In der folgenden Beschreibung der Figuren 6 und 7 sind daher Bauelemente, die Bauelementen der Figuren 1 und 3 entsprechen, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen; nur die Unterschiede werden genau erläutert.

Bei dem in Fig.6 dargestellten Wattstundenzähler 10g ist der Eingang 126 der Schaltungsanordnung 124g über einen niederohmigen Widerstand R60 mit der Klemme 16 und über einen weiteren Widerstand R62 mit dem Eingang verbunden, während der Eingang 130 mit der Klemme 14 verbunden ist. Der Eingang 134 der Schaltungsanordnung 124g ist nicht direkt am Verbindungspunkt 36 zwischen den Widerständen R2 und R3 angeschlossen, sondern er ist Über einen veränderlichen Widerstand RV10 mit diesem Verbindungspunkt verbunden. Das von diesem Verbindungspunkt 36 abgewandte Ende des Widerstandes R2 steht über

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einen Widerstand R64 mit der Klemme 18 und über einen Varistor 502 (ZnO-Widerstand) zur Stoßspannungsbegrenzung mit der Klemme 16 in Verbindung.

Die Klemme 18 ist über eine Serienschaltung aus den Widerständen R65, R66 und einem Kondensator C30 mit der Anode einer Diode D30 und mit der Katode einer Diode D31 verbunden. Ein weiterer, der Stoßspannungsbegrenzung dienender Varistor 504 (ZnO-Widerstand) liegt zwischen der Klemme 16 und dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R65 und dem Kondensator C30. Die Katode der Diode D30 ist über eine Parallelschaltung aus einer Zenerdiode Z6 und einem Kondensator C31 nit der Klemme 16 verbunden, und die Anode der Diode D31 ist über eine Parallelschaltung aus einer Zenerdiode Z7 und einem Kondensator C32 ebenfalls mit der Klemme 16 verbunden, so daß bezüglich der Klemme 16 positive und negative Energieversorgungspunkte gebildet werden; diese Punkte sind an der Schaltungsanordnung 124g mit dem Eingang 138'für die positive Versorgungsspannung und mit dem Eingang 142 für die negative Versorgungsspannung verbunden, während die Klemme 16 mit dem Eingang 140 für den Nullpunkt der Versorgungsspannung verbunden ist.

Die Katode der Diode 130 ist über eine Leuchtdiode 508 mit einem Hilfsausgang 512 der Schaltungsanordnung 124g verbunden, und sie ist außerdem über eine Elektromagnetspule 510 mit dem Ausgang 150 der Schaltungsanordnung 124g verbunden. Die Elektromagnetspule 510 bildet einen Teil eines herkömmlichen magnetbetätigten Summlerungszählers516, wie er in Telefongebührenzählern benutzt wird.

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Die Schaltungsanordnung 124 weist zwei Eingänge 520, 521 auf, zwischen die ein Quarz 518 angeschlossen ist, der einen Teil des Taktimpulsgebers 196 in der Schaltungsanordnung 124g bildet; die Schaltungsanordnung 124g enthält ferner zwei Eingänge 522, 523, zwischen die der Kondensator C11 des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 162 geschaltet ist, sowie zwei Eingänge 524,528, zwischen die der veränderliche Widerstand RV1 des Umsetzers 162 geschaltet ist.

Die Schaltungsanordnung 124g ist in Fig.7 genauer dargestellt; diese Schaltungsanordnung enthält wieder die Multipliziereinheit 160 des Typs mit variablem Gegenwirkleitwert, den Spannungs-Frequenz-Umsetzer 162 und den umkehrbaren Zähler 164.

Die Multipliziereinheit 160 (Fig.7A), die Schalter S10, S11 und ihre zugehörige Beschaltung in der Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 (wobei diese Schalter und die zugehörige Beschaltung die Polarität des Eingangssignals der Multipliziereinheit periodisch umkehren, das die Spannung V zwischen den Drähten L und N repräsentiert) sind durch eine Zerhackerschaltung mit vier Transistoren TR11 ,bis TR14 ersetzt, deren Kollektor-Elektroden jeweils an den Eingang 140 für den Nullpunkt der Versorgungsspannung angeschlossen sind. Die Basis-Elektroden der Transistoreni TR11, TR13 sind über Widerstände R70 bzw. R71 mit einem gemeinsamen Punkt 530 verbunden, während die Basis-Elektroden der Transistoren TR12, TW4 über Widerstände R72 bzw. R73 mit einem gemeinsamen Punkt 532 verbunden sind. Die Emitter-Elektroden der Transistoren TR11, TR14 sind über gleiche Widerstände R74 bzw. R75 mit dem Eingang 134 der Schaltungsanordnung 124g verbunden, und sie

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sind über zwei weitere Widerstände R76, R77 mit den gleichen Werten wie die Widerstände R74, R75 an die Zerhackerausgangspunkte 534 bzw. 536 angeschlossen. Die Emitter-Elektroden der Transistoren TR12, TR13 sind mit den gemeinsamen Punkten 534 und 536 über gleiche Widerstände R78 bzw. R79 verbunden, deren gleicher Wert 1,5 mal größer als der gleiche Wert der Widerstände R74 bis R77 ist.

Die Zerhackerausgangspunkte 234, 236 sind an die Basis-Elektroden der Jeweiligen Transistoren TR15, TR16 angeschlossen, deren Kollektor-Elektroden an den Eingang 138 für die positive Versorgungsspannung angeschlossen sind; die Emitter-Elektroden dieser Transistoren sind mit den Basis-Elektroden der jeweiligen Transistoren TR17, TR18 verbunden. Die Kollektor-Elektroden der Transistoren TRI7, TR18 sind mit Φη verbundenen Emitter-Elektroden der Transistoren TR1, TR2 und an die verbundenen Emitter-Elektroden der Transistoren TR3, TR4 verbunden, während ihre Emitter-Elektroden über Widerstände R80, R81, deren Wert gleich dem Wert der Widerstände R74 bis R77 ist, am Kollektor eines Transistors TR19 angeschlossen sind. Die Emitter-Elektrode des Transistors TR19 ist an eine negative BezugsSpannungsquelle 200 angelegt, und er arbeitet mittels eines zwischen seine Basis und den Nullspannungseingang 14O eingefügten Widerstandes R82 und eines als Diode geschalteten (d.h. mit einer Verbindung zwischen Kollektor und Basis versehenen) Transistors TR20 zwischen der Basis-Elektrode und der Emitter-Elektrode des Transistors TR19 als Konstantstromquelle. Die Widerstände R21, R22 der Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 sind in der Schaltungsanordnung 124g weggelassen.

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Die Transistoren TR5, TR6 der Schaltung 124 von Fig.3 und ihre zugehörige Beschaltung sind durch zwei Widerstände R82, R83 und durch zwei Widerstände R84, R85 ersetzt; die Widerstände R82, R83 liegen zwischen den Punkten 182 bzw. 184 und dem Eingang 138 für die positive Versorgungsspannung, und die Widerstände R84, R85 liegen zwischen den Punkten 182 bzw. 184 und dem Eingang 140 für den Nullpunkt der Versorgungsspannung.

Im Spannungs-Frequenz-Umsetzer 162 ist der Schalter S12 durch einen Transistorschalter TR21 ersetzt, der Widerstand R35 ist weggelassen, und der veränderliche Widerstand RV1 ist in Serie mit einem weiteren Transistorschalter TR2 zwischen die Basis-Elektrode des Transistors TR8 und die negative BezugsSpannungsquelle 200 eingefügt. Wie in ?ig. 7B<targestellt ist, sind außerdem das UND-Glied 194 und die Negatoren 198 und 199 weggelassen, und das Taktsignal CL1 ist an den lüicksetzeingang der bistabilen Schaltung 192 angelegt. Der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 192 bildet nun den Ausgang des Umsetzers 162; er ist daher an die Basis des Transistorschalters TR21 zurückverbunden. Der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 192 ist auch mit einem Eingang eines zwei Eingänge aufweisenden UND-Glieds 540 verbunden, deren Ausgang an die Basis-Elektrode des Transistorschalters TR22 angeschlossen ist.

Der Ausgang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 162 (Fig.7B) ist mit einem Eingang eines Antivalenz-Glieds 542 verbunden, dessen andrer Eingang mit dem Ausgang eines zwei Eingänge aufweisenden UND-Glieds 544 verbunden ist. Das UND-Glied 544 empfängt das Taktsignal CL1 und ein durch eine

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Frequenzhalbierung des Taktsignals CL1 in einer bistabilen Schaltung 546 erzeugtes 4096 Hz-Taktsignal. Der Ausgang des Antivalenzglieds 542 ist mit einem Eingang eines zwei Eingänge aufweisenden UND-Glieds 548 verbunden, deren anderer Eingang das Taktsignal CL2 empfängt. Der Ausgang des UND-Glieds 548 ist mit dem Zähleingang 203 des Zählers 164 verbunden.

Da?Zähler 164 ist ein 8-Bit-Zähler, so daß sein maximaler Zählerstand 256 beträgt; sein voreinsteUbarer Zählerstande, der von den Signalen an seinen Eingängen 208 bestimmt wird, beträgt 64. Der Decodierer 212 weist einen ersten Ausgang 550 auf, an den er ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Zähler 164 im Verlauf des Aufwärtszählens den Zählerstand 240 erreicht; außerdem weist der Decodierer 212 einen zweiten Ausgang 552 auf, an dem er ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Zähler 164 im Verlauf des Abwärtszählens den Zählerstand 2 erreicht. Der Ausgang 550 ist an die bistabile Schaltung 214 angeschlossen, während der Ausgang 552 mit einem Eingang eines zwei Eingänge aufweisenden ODER-Glieds verbunden ist. Der andere Eingang des ODER-Glidds 554 ist mit dem Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 214 verbunden, und der Ausgang des ODER-Glieds 554 ist mit dem Voreinstelleingang 206 des Zählers 164 verbunden.

Der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 214 ist auch mit dem Zähleingang eines einfachen 5-Bit-BinärZählers 556 verbunden. Der Zähler 556 enthält einen Hauptausgang 558, an dem er ein Ausgangssignal abgibt, wenn er den

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Zählerstand 16 erreicht; ferner enthält er einen Hilfsausgang 560 (der eigentlich der Ausgang seiner ersten Binärstufe ist), an dem er ein Ausgangssignal mit der halben Frequenz des seinem Zähleingang zugeführten Signals abgibt. Der Ausgang 560 ist über einen Verstärker 562 mit dem Ausgang 512 der Schaltungsanordnung 124g verbunden.Der Ausgang 558 ist mit dem Setzeingang einer bistabilen Schaltung 564 verbunden, deren Rücksetzeingang so angeschlossen ist, daß er das Taktsignal CL1 empfängt. Der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 564 ist mit dem Rückstelleingang des Zählers 556 und mit dem Setzausgang einer bistabilen Schaltung 566 verbunden, deren Q-Ausgang mit dem Setzeingang einer bistabilen Schaltung 568 verbunden ist. Der Setzausgang der bistabilen Schaltung 568 ist mit dem anderen Eingang des UND-Glieds 540, mit dem Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung 566 und mit einem Eingang eines zwei Eingänge aufweisenden UND-Glieds 570 verbunden. Der Takteingang der bistabilen Schaltung 568 und der andere Eingang des UND-Glieds 570 sind so angeschlossen, daß sie ein 8-Hz-Bezugs-Rechtecksignal empfangen, wie noch erkennbar wird, während der Ausgang des UND-Glieds 570 über einen Verstärker 572 mit dem Ausgang 150 der Schaltungsanordnung 124g verbunden 1st.

Die gegenphasigen Signale zur Steuerung der von den Transistoren TR1 bis TR14 gebildeten Zerheckerschaltung (von denen eines auch die Zählrichtung des Zählers 164 steuert) werden aus dem 4096 Hz-Rechtecksignal am Q?-Ausgang der bistabilen Schaltung 546 über einen durch 256 teilenden Frequenzteiler 574

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- yr-

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erzeugt. Der Ausgang des Frequenzteilers 574 ist mit dem Takteingang einer bistabilen Schaltung 576 und über einen Negator 577 mit dem Rücksetzeingang einer bistabilen Schaltung 580 verbunden. Der Setzeingang der bistabilen Schaltung 576 empfängt ständig ein Signal mit dem Wert "1", und der Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung 576 empfängt ein Taktsignal CL3, das eine negierte Form des Grundtaktsignals mit der Frequenz 32 768Hz ist, aus dem die Taktsignale CL1 und CL2 im Taktimpulsgenerator 196 erzeugt werden.

Der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 576 ist mit den Takteingängen einer bistabilen Schaltung 578 und der bistabilen Schaltung 580 verbunden, während der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 57β an einem Eingang eines zwei Eingänge aufweisenden NAND-Glieds 581 angeschlossen ist. Der (X-Ausgang der bistabilen Schaltung 578 ist zu ihrem Setzeingang zurückverbunden, und er ist an den Takteingang der bistabilen Schaltung 568 und an den anderen Eingang des UND-Glieds 570 angeschlossen.

Der Ausgang des NAND-Glieds 581 ist mit dem Setzeingang der bistabilen Schaltung 580 verbunden, deren Q-Ausgang am Takteingang einer bistabilen Schaltung 582 angeschlossen ist. Der andere Eingang des NAND-Glieds 581 ist mit dem Ausgang eines Antivalenz-Glieds 584 verbunden, dessen zwei Eingänge jeweils mit dem Ausgang von zwei weiteren Antivalenz-Gliedern 585, 586 verbunden sind. Die vier Eingänge der Antivalenz-Glieder 585, 586 sind an die entsprechenden Ausgänge der vier niedrigstwertigen Bits des Zählers 164 angeschlossen.

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Die oben erwähnten gegenphasigen Zerhackersteuersignale werden an den Q- und (!-Ausgängen der bistabilen Schaltung 582 erzeugt, die daher an die Punkte §30 bzw. 532 von Fig.7A angeschlossen sind. Der Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 582 1st auch mit einem Eingang eines Antivalenz-Glieds 588 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes 544 verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem Aufwärts/Abwärts-Steuereingang des/ Zählers 164 verbunden ist.

Das Arbeitsprinzip der Schaltungsanordnung 124g von Fig.7 und somit das Arbeitsprinzip des Wattstundenzählers 10g von Fig.6 gleicht grundsätzlich dem der Schaltungsanordnung 124 von Fig. 3 und des Wattstundenzählers von Fig.1, so daß erneut nur die entscheidenden Unterschiede genau erläutert werden.

Die Widerstände R60 und R62, die zwischen der Klemme 16 und dem Eingang 134 der Schaltungsanordnung 124g eingefügt sind, während ihr Verbindungspunkt am Eingang 126 angeschlossen ist, dienen dazu, die den Strom repräsentierende Eingangsspannung zwischen den Eingängen126, geringfügig so zu verschieben, daß bei Fehlen einer Energiezufuhr über die Drähte L und N die Schaltungsanordnung 124g Eingangssignale empfängt, die einen sehr niedrigen Energiewert oder einen in der Gegenrichtung auftretenden Energiewert anzeigen. Der Zähler 164 hat daher die Neigung, sehr langsam abwärts zu zählen, doch wird er vom Decodierer 212 Jedesmal dann auf seinen VoreinstellzBhlerstand von 64 gestellt, wenn sein Zählerstand den Wert 2 erreicht. Wie zu erkennen ist, gewährleistet

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diese Anordnung, daß die Schaltungsanordnung 124g keine Ausgangsimpulse zur Fortschaltung des Zählerstandes im Summierungszähler 516 erzeugen kann, wenn auch über längere Zeitperioden keine Energie über die Drähte L und N geliefert wird.

Die Wirkung der von den Widerständen R60, R62 bei der Energiezufuhr über die Drähte L und N erzeugten geringen Verschiebung wird während der Eichung durch Einstellen der veränderlichen Widerstände RV1O und RV1 kompensiert.

In der von den Transistoren TR11 bis TR14 gebildeten Zerhackerschaltung bewirken die an die Punkte 530 und 532 angelegten gegenphasigen Rechtecksignale, deren Erzeugung noch beschrieben wird, zunächst das Umschalten der Transistoren TR11, TR13 in den leitenden Zustand und das Umschalten der Transistoren TR12, TR14 in den nichtleitenden Zustand und sie haben dann die umgekehrte Wirkung, was abwechselnd mit einer Frequenz von 8 Hz erfolgt. Eine die Spännung V zwischen den Drähten L und N repräsentierende Spannung V· erscheint somit abwechselnd an

Ji

den Punkten 534 und 536; diese Spannung V¹ wird daher abwechselnd an die jeweiligen Basis-Elektroden der Transistoren TR15 und TR16 angelegt. Es ist zu erkennen, daß die der Basis-Elektrode jedes der Transistoren TR15 und TR16 angebotene Quellenimpedanz unabhängig davon, welches Paar der Transistoren TR11 bis TR14 leitend ist, was auf die Auswahl der relativen Werte der Widerstände R74 bis R79 zurückzuführen ist.

Die Transistoren TR15 bis TR18 bilden zusammen mit den Transistoren TR19, TR20 einen Differenzverstärker, und die Punkte 534 und 536 bilden die Differenzeingänge

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dieses Verstärkers. Die wirksame Polarität der Spannung V wird daher beim Umschalten zwischen den Punkten 534, 536 umgekehrt, und sie bewirkt in jedem Fall eine Änderung der durch die verbundenen Emitterelektroden der Transistorpaare TR1, TR2 und TR3, TR4 fliessenden Ströme im entgegengesetzten Sinn, d.h. im gegenphasigen Sinn.

Die Anordnung aus dem von den Transistoren TR11 bis TR14 gebildeten Zerhacker und dem aus den Transistoren TR15 bis TR20 gebildeten Differenzverstärker bewirkt außerdem eine Reduzierung unerwünschter Gleichtaktsignale an den Punkten 182, 184, was einen der Faktoren darstellt, der das Weglassen der Transistoren TR5, TR6 der Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 aus der Schaltungsanordnung 124g ermöglicht.

Bei hohen Werten der über die Drähte L und N gelieferten Energie zeigt die Fehlerkurve für die Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 eine leichte Tendenz zu negativen Fehlerwerten (niedrigere Energiemessung). Dies wird in der Schaltung 124g dadurch korrigiert, daß der Transistor TR22 zusätzlich zum Transistor TR21 geschaltet wird, so daß das von den Transistoren TR7, TR8 als Gegensignal für das Ausgangssignal der Transistorpaare TR1, TR2 und TR3, TR4 erzeugte Bezugssignal wirksam reduziert wird. Der Transistor TR22 wird vom NAND-Glied 540 gesteuert, das mit jedem vom Zähler 556 erzeugten Ausgangsimpuls für exakt eine Periodendauer des oben erwähnten 8 Hz-Bezugssignals an der bistabilen Schaltung 568 und synchron mit diesem Bezugssignal freigegeben wird; je höher also die gemessene Energie ist, desto öfter wird das NAND-Glied 540 freigegeben.

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Unter gewissen Umständen kann sich die Ausgangsfrequenz des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 162 so verhalten, als würde sie auf einem Bruchteil der Taktfrequenz einrasten. Beim Energiewert 0 kann dies manchmal zu einer ziemlich sbhnellen Verschiebung des Standes des Zählers 164 führen, was beispielsweise dann eintreten kann, wenn eine Aufwärtszählperiode systematisch einen Impuls mehr oder weniger als die nachfolgende Abwartszählperiode enthält. Obgleich gezeigt werden kann, daß sich auf diese Einrasterscheinung zurückzuführende Fehler über lange Zeiträume aufheben, kann diese Erscheinung kurzzeitig, beispielsweise während des Eichens, Probleme verursachen.Zur Vermeidung dieser Probleme wird die Phasenlage der gegenphasigen ZerhackerSteuersignale und des Aufwärts/Abwärts-Steuersignals des Zählers 164 auf einer pseudobeliebigen Basis jedesmal dann umgekehrt, wenn die Parität der vier niedrigstwertigen Bits des Zählers 164 geändert wird, was durch die Antivalenz-Glieder 584 bis 586 festgestellt wird.

Die bistabile Schaltung 546, der Frequenzteiler 574 und die bistabile Schaltung 576 teilen zusammen die Frequenz des Taktsignals CL1 in der Weise, daß am Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 576 ein 16 Hz-Signal erzeugt wird. Dieses 16 Hz-Signal wird an die bistabilen Schaltungen 578 und 580 angelegt; die bistabile Schaltung 578 erzeugt zwei gegenphasige Versionen des oben erwähnten 8 Hz-Bezugs-Rechtecksignals, und die bistabile Schaltung 58o erzeugt an ihrem Q-Ausgang abhängig vom Ausgangssignal des NAND-Glieds 581 entweder ein 16 Hz-Signal ocu,r ein 8 Hz-Signal. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 581 hängt seinerseits vom Ausgangssignal des Antivalenz-Gliedes ab. Jeder Übergang von 16 Hz auf 8 Hz und umgekehrt erfolgt

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synchron mit dem 8 Hz-Signal aus der bistabilen Schaltung 578. Das Signal am Q-Ausgang der bistabilen Schaltung wird hinsichtlich seiner Frequenz von der bistabilen Schaltung 582 halbiert, damit an ihren Q- und 3"-Ausgängen die zwei gegenphasigen ZerhackerSteuersignale erzeugt werden. Es ist zu erkennen, daß die zuvor erwähnten Übergänge zwischen 16 Hz und 8 Hz am Takteingang der bistabilen Schaltung 582 zur Phasenumkehrung zwischen den Signalen an ihren Q- und Q~-Ausgängen führen.

Zur Reduzierung der maximal möglichen Änderung des Zählerstandes im Zähler 164 während einer kontinuierlichen Aufwärts- oder Abwärtszählung wird von der Frequenz der vom Spannungs-Frequenz-Umsetzer 162 erzeugten Impulse eine feste Frequenz von 4096 Hz subtrahiert. Dies wird mit Hilfe des UND-Gliedes 544 und des Antivalenz-Glieds 542 erzielt. Das UND-Glied 544 erzeugt zusammen mit der bistabilen Schaltung 546 eine 4096 Hz-Impulsfolge, deren Impulse zeitlich mit den Impulsen des Taktsignals CL1 zusammenfallen, was auch für die mögliche, vom Umsetzer 162 erzeugten Impulse gilt . Das Antivalenz-Glied 542 bewirkt folgendes:

(a) es erzeugt einen Ausgangsimpuls, wenn der Umsetzer im Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der 4096 Hz-Impulsfolge einen Impuls erzeugt;

(b) es erzeugt keinen Ausgangsimpuls, wenn der Umsetzer gleichzeitig mit einem Impuls der 4096 Hz-Impulsfolge einen Impuls erzeugt;

(c) es erzeugt einen Ausgangsimpuls als Reaktion auf jeden Impuls der 4096 Hz-Impulsfolge, der nicht mit einem

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Ausgangsimpuls aus dem Umsetzer 162 zusammenfällt.

Das Antivalenz-Glied 588 stellt sicher, daß die entsprechend (a) erzeugten Impulse vom Zähler 164 in Aufwärtsrichtung gezählt werden, während die gemäß (c) erzeugten Impulse in Abwärtsrichtung gezählt werden. Wenn also über die Drähte N und L keine Energie geliefert wird, steigt und fällt der Stand des Zählers 164 abwechselnd um ein Bit.

Wie bereits angegeben wurde, erzeugt der Decodierer 212 jedesmal dann ein Ausgangssignal, wenn der Stand des Zählers 164 auf 240 angestiegen ist, wobei dieses Ausgangssignal über die bistabile Schaltung 214, die Fortschaltung des Zählers 556 zur Folge hat. Der Zähler 556 erzeugt seinerseits für jedes zweite und sechzehnte Ausgangssignal aus dem Decodierer 212 Ausgangssignale an seinen Ausgängen 560 und 558. Das am Ausgang 560 des Zählers 556 erzeugte Signal hat eine maximale Frequenz von etwa 10 Hz, und es bewirkt über den Verstärker 562 und den Hilfsausgang 512 der Schaltungsanordnung 124 die Erregung der Leuchtdiode 508 (Fig.6), so daß eine sichtbare Anzeige dafür gebildet wird, daß über die Drähte L und N Energie geliefert wird, die auch vom Wattstundenzähler 10g gemessen wird. Das Signal am Ausgang 558 des Zählers 556 hat über die bisi&ilen Schaltungen 564, 566, 568, das UND-Glied 570 und den Verstärker 572 die Wirkung, am Ausgang 150 der Schaltungsanordnung 124g Ausgangsimpulse mit einer Dauer von 62,5 ms zu erzeugen, die mit dem am Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 578 erzeugten 8 Hz-Bezugs-Rechtecksignal synchronisiert sind, wobei die Ausgangsimpulse den Stand des Summierzählers 516 von Fig.6 vergrößern.

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Die Schaltungsanordnung 124g kann ohne weiteres so ausgebildet werden, daß sie in zwei Richtungen wirksam ist, d.h. Energie messen kann, die in jeder Richtung über zwei Drähte, beispielsweise die Drähte L und N geliefert wird. Wie bereits erwähnt wurde, zählt der Zähler 164 abwärts, wenn sich die Richtung der Energiezufuhr umkehrt. Es kann daher ohne weiteres vorgesehen werden, daß für den Fall, daß der Decodierer 212 zwei aufeinanderfolgende Signale an seinem Ausgang 552 in weniger als einem vorbestimmten Zeitintervall liefert, was eine Energiezufuhr in der Gegenrichtung mit viel größerem Wert als die offensichtliche Energiezufuhr in der Gegenrichtung auf Grund der kleinen, von den Widerständen R60, r62 erzeugten Verschiebung anzeigt, eine Umschaltanordnung, den Q-Ausgang der bistabilen Schaltung 582 anstelle des Q-Ausgangs mit dem Antivalenz-CP-ied 588 verbindet, so daß die Phasenlage des Signals am Aufwärts/Abwärts-Steuereingarg204 des Zählers 164 umgekehrt wird.

Der in Fig.8 dargestellte elektronische Wattstundenzähler 10a ist an ein dreiphasiges Energieverteilungsnetz mit drei heissen Drähten L1 bis L3, nämlich einem Draht für jede Phase und einem neutralen, als Bezugspunkt dienenden Draht N angeschlossen. Wie bei den zuvor beschriebenen Wattstundenzählern wird wieder angenommen, daß der Energielieferant in der Ansicht von Fig.8 auf der linken Seite liegt, während der Energieverbraucher auf der rechten Seite des Wattstundenzählers 10a liegt; Bauelemente des Wattstundenzählers 10a, die Bauelementen des Wattstundenzählers 10 der Figuren 1 und 2 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2, jedoch sind sie durch entsprechende Buchstaben, beispielsweise a, b oder c ergänzt.

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Der Wattstundenzähler 10a enthält ein (nicht dargestelltes) Gehäuse, das ebenso wie das Gehäuse 12 aufgebaut ist und das drei Klemmenpaare 14a, und 16a, 14b und 16b sowie 14c und 16c aufweist; jedes Klemmenpaar ist in Serie in einen der Drähte L1 bis L3 eingeschaltet, während eine weitere Klemme 18a an den Draht N angeschlossen ist. Drei Stromneberechlußelemen-te 20a,20b und 20c, die dem Nebenschlußelement 20 gleichen, sind in Serie zwischen die Anschlüsse der Jeweiligen Klemmenpaare eingeschaltet; beispielsweise liegt das Nebenschlußelement 20a zwischen den Klemmen 14a und 16a. Jeweils einem der Nebenschlüsse ist in genau der gleichen Weise wie in Bezug auf die Figuren 1 und 2 für das Nebenschlußelement 20 und die Schaltungsanordnung 24 beschrieben wurde, eine von drei elektronischen Schaltungsanordnungen 24a, 24b, 24c zugeordnet, die im wesentlichen mit der Schaltungsanordnung 24 übereinstimmen. Zwischen den Klemmen 18a und einer der Klemmen 14a, 14b und 14c liegen jeweils Spannungsteiler aus einem Widerstandspaar, beispielsweise dem Widerstandspaar R2a und R3e, und der Verbindungspunkt jedes Spannungsteilers ist mit dem entsprechenden Eingang der zugehörigen Schaltung 24a, 24b, 24c verbunden. Jeder der Widerstände R2a und R2b,, R2c hat einen relativ hohen Wert, der typischerweise wenigstens hundertmal größer als der Wert des entsprechenden Widerstandes R3&, R3b oder R3c ist. Jede der Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c ist mit einer Energieversorgungseinheit 25a, 25b oder 25c versehen, die im wesentlichen der Energieversorgungseinheit der Schaltungsanordnung 24 gleicht;die relativ hobhohmigen Widerstände R6a, R6b und R6c dieser Energieversorgungseinheiten sind an die Klemme 18a angeschlossen.

Der Wattstundenzähler 10a enthält auch einen Thyristor T1a, einen Schrittmotor 52a und einen Summierzähler 54a, wobei diese Baueinheiten mit den entsprechenden Baueinheiten von

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Fig.1 übereinstimmen. Der Thyristor Tia und der Schrittmotor 52a können in Serie zwischen den Draht N und einen der Drahte L1 bis L3 eingeschaltet sein, wobei die Anode des Thyristors mit diesem einen Draht verbunden ist; beispielsweise sind diese Bauelemente zwischen den Drähten N und L1 dargestellt, wobei die Anode des Thyristors an der Klemme 14a mit dem Draht L1 verbunden ist.

Die Uberlaufausgänge der umkehrbaren Zähler in den Schaltungsanordnungen 24b, 24c sind an Lichtquellen 100 und 101 angeschlossen, die typischerweise aus Licht aussendenden Dioden bestehen (wobei zu beachten ist, daß der Ausdruck "Licht" auch Infrarotstrahlung umfassen soll). Die Lichtquellen 100 und 101 sind über Lichtleitfasern 102 und 103 mit zugehörigen lichtempfindlichen Elementen 104 und 105 verbunden, deren Ausgänge an zwei Eingänge einer mit drei Eingängen versehenen Antikoinzidenzschaltung 106 verbunden sind. Der dritte Eingang der Antikoinzidenzschaltung 106 ist mit dem Überlaufausgang des umkehrbaren Zählers in der Schaltungsanordnung 24a verbunden, und der Ausgang der Antikoinzidenzschaltung 106 ist mit der Steuerelektrode des Thyristors T1a verbunden. Die Lichtquellen 100 und 101 beziehen die für den Betrieb notwendige Versorgungsenergie aus den Versorgungsenergiequellen der Schaltungsanordnungen 24b und 24c, während die lichtempfindlichen Elemente 104, 105 und die Antikoinzidenzschaltung 106 ihre Versorgungsenergie aus der Energieversorg'ingejeinheit der Schaltungsanordnung 24a beziehen.

Im Betrieb bewirkt jede der Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c in der gleichen Weise, wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben wurde, die Erzeugung

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einer Impulsfolge am Überlaufausgang des zugehörigen umkehrbaren Zählers, deren Impulsfolgefrequenz mit dem Produkt aus der Spannung zwischen dem betreffenden Draht L1, L2, L3 und dem Draht N und aus dem in dem betreffenden Draht fliessenden Strom in Beziehung steht. Die Jeweiligen Impulsfolgen aus den Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c werden zu der Antikoinzidenzschaltung übertragen,wobei die Impulsfolge aus der Schaltungsanordnung 24a direkt übertragen wird, während die Impulsfolgen aus den Schaltungsanordnungen 24b und 24c über die trennenden optischen Kopplungselemente übertragen werden, die von den Lichtleitfaseroptiken 102 und 103 gebildet werden. Die Antikoinzidenzschaltung 106 fügt die einzelnen Impulse der drei Impulsfolgen ineinander, damit gewährleistet wird, daß alle Impulse vom Summierzähler 54a gezählt werden. Der Summierzähler 54a zeigt somit die Gesamtmenge der über die vier Drähte L1, L2 und L3 und N dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie an.

Da Jede der Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c mit ihrem zugehörigen Draht L1, L2 und L3 verbunden ist und elektrisch gesehen auf dem Potential dieses Drahts "schwimmt" ist sie gegen Stoßspannungen genau in der gleichen Weise geschützt, wie im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung 24 der Figuren 1 und 2 bereits beschrieben wurde. Die Verwendung der optischen Kopplungselemente, die von den Lichtleitfaseroptiken 102 und 103 gebildet wird, gewährleistet, daß die von den Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c erzeugten Impulsfolgen für das ZShlen kombiniert werden können, ohne daß die starke elektrische Isolierung zwischen diesen Schaltungsanordnungen herabgesetzt wird; ferner können die Schaltungs-

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anordnungen auf diese Weise räumlich getrennt voneinander im Gehäuse 12a untergebracht werden, so daß mögliche Wechselwirkungen, beispielsweise auf Magnetfelder zurückzuführende Wechselwirkungen, herabgesetzt werden und ein relativ einfacher mechanischer Aufbau erzielt wird.

In einem allgemeineren Fall eines elektrischen Energieverteilungsnetzes mit N Drähten (N .> 2) sind die Grundanforderungen des Wattstundenzählers (N-1) Stromklemmenpaare, die (N-1) Drähten zugeordnet sind, (N-1) Stromnebenschlußelemente/iie jeweils zwischen die Stromklemmen eines zugehörigen Paars eingeschaltet sind, eine mit dem N-ten Draht verbundene weitere Klemme, (N-1) ohmsche Spannungsteiler jeweils zwischen der weiteren Klemme und einer ausgewählten Stromklemme eines jeweiligen Paars,(N-1) Schaltungsanordnungen entsprechend der Schaltungsanordnung 24 und (N-2) isolierende Koppelelemente zum Koppeln von (N-2) Schaltungsanordnungen mit der gemeinsamen Ausgangsstufe aus dem Thyristor, dem Schrittmotor und dem Summierzähler.

Der in Fig.8 dargestellte Wattstundenzähler 10a kann in mehrfacher Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise können die Abwandlungen der Schaltungsanordnung der Figuren 1 und 2 auch in den Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c von FIg„8 ausgeführt werden. Außerdem könnte jede der Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c auf Wunsch ihre Versorgungsenergie zwischen einem der Drähte L1, L2 und L3 und irgendeinem anderen Draht ableiten, während der Thyristor T1a und der Schrittmotor 52a in Serie zwischen irgend ein Paar der Leitungen L1, L2, L3 und N eingefügt sind; wenn die Anode des Thyristors jedoch

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mit dem Draht N verbunden ist, müßte ein weiteres optisches Koppelelement vorgesehen werden. Eer Schrittmotor 52a und der Thyristor T1a können außerdem so abgewandelt oder ersetzt werden, wie in Bezug auf den Zähler 10 von Fig.1 und 2 beschrieben wurde. Schließlich können die Schaltungsanordnungen 24a, 24b, 24c durch Schaltungsanordnungen ersetzt werden, die der Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 oder der Schaltungsanordnung 124g von Fig.7 entsprechen, während die Energieversorgungseinheiten der Schaltungsanordnungen 24a, 24b und 24c durch Energieversorgungseinheiten ersetzt werden können, die mit der in Fig.5 dargestellten Energieversorgungseinheit übereinstimmen.

Der in Fig.9 dargestellte elektronische Wattstundenzähler 10b ist in ein zweiphasiges Energieverteilungsnetz mit zwei heißen Drähten L1 und L2 und einem neutralen Draht N eingeschaltet. Die jeweiligen Wechselspannungen an den Drähten L1 und L2 in Bezug auf den neutralen Draht N haben im wesentlichen die gleiche Größe von typischerweise 110V, und sie sind um 180° phasenverschoben. Auch hier wird wieder angenommen, daß der Energielieferant in der Ansicht von Fig.9 auf der linken Seite des Wattstundenzählers 10b liegt, während der Verbraucher auf der rechten Seite liegt. Die Bauelemente, die den Bauelementen der bereits beschriebenen Figuren entsprechen, tragen wieder die gleichen Bezugszeichen mit entsprechenden Buchstabenzusätzen.

Der Wattstundenzähler 10b enthält ein (nicht dargestelltes) Gehäuse, das ebenso wie das Gehäuse 12 von Fig.1 aufgebaut

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ist und zwei Klemimenpaare 14d, 16d und I4e, 16e enthält; jedes Klemmenpaar ist in Serie in einen der Drähte L1 und L2 eingeschaltet. Zwei Stromnebenschlußelemente 2Od und 2Oe, die beide im wesentlichen mit dem Nebenschlußelement 20 übereinstimmen, liegen in Serie zwischen den jeweiligen Klemmenpaaren 14d, 16d und 14e, I6e. Der Wattstundenzähler 10b enthält auch eine elektronische Schaltungsanordnung 124a, die im wesentlichen mit der Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 übereinstimmt; insbesondere weist die Schaltungsanordnung 124a Eingänge und einen Ausgang mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.3,jedoch mit dem zusätzlichen Buchstaben a auf.

Ein Spannungs-Trenntransformator 300 weist eine Primärwicklung 302 und eine Sekundärwicklung 304 mit einem Windungsverhältnis von 1:1 auf; die Primärwicklung 302 liegt zwischen den Punkten 28e und 32e des Nebenschlußelements 2Oe. Ein Ende der Sekundärwicklung 304 ist mit dem Punkt 28d des Nebenschlußelements 2Od verbunden, und das andere Ende ist mit dem Eingang 126a der Schaltungsanordnung 124a verbunden. Der Punkt 32d des Nebenschlußelements 2Od ist mit dem Eingang 130a der Schaltungsanordnung 124a verbunden.

Die Energieversorgungseingänge 138a, 140a und 142a der Schaltungsanordnung 124a sind an eine Energieversorgungseinheit 306 angeschlossen, die der in Fig. 5 dargestellten Energieversorgungseinheit entspricht; der Widerstand R4o und die Leitung für den Bezugsspannungswert 0 V dieser Energieversorgungseinheit 306 sind an die Klemmen I4e bzw. I4d angeschlossen.

Der Eingang 134a der Schaltungsanordnung 124a ist über einen hochohmigen Widerstand R2d an die Klemme 18 in der Energieversorgungseinheit 306 angeschlossen, und der

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Ausgang 15Oa der Schaltungsanordnung 124a ist mit einem Thyristor, einem Schrittmotor und einem Summierzähler verbunden, die im wesentlichen so miteinander verbunden sind, wie im Zusammenhang mit Fig.1 beschrieben wurde.

Im Betrieb erzeugt das Stromnebenschlußelement 2Od zwischen den Punkten 28d und 32d eine Spannung V., deren Momentanwert dem Strom I₁ im Draht L1 proportional ist, während das Stromnebenschlußelement 2Oe eine Spannung V-erzeugt, die in der gleichen Weise mit dem im Draht L2 fliessenden Strom in Beziehung steht. An der Sekundärwicklung 304 des Transformators 300 wird eine potentialmässig getrennte, der Spannung V- entsprechende Spannung erzeugt und mit der Spannung V ₁ summiert, damit eine Spannung V" _ erzeugt wird, die der Summe der Ströme 1_Λ

SuHl I

und I₂ zwischen den Eingängen 126a und 130a der Schaltungsanordnung 124a proportional ist. Die Sekundärwicklung 304 des Transformators 300 ist so angeschlossen, daß die Polarität dieser der Spannung V- entsprechenden Spannung gleich der Polarität der Spannung V₁ ist, so daß die Spannung V der Summe der Absolutwerte der Ströme I₁ und I₂ proportional ist.

Durch den Widerstand R2d fließt ein der Summe der jeweiligen Spannungen V₁ und V₂der Drähte L1 und L2 in Bezug auf den Draht N proportionaler Strom I .

Die Schaltungsanordnung 124a arbeitet in genau der gleichen Weise wie die im Zusammenhang mit Fig.3 beschriebene Schaltungsanordnung 124, und sie erzeugt ein Ausgangssignal, das dem Zeitintegral des Produkts

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aus den Signalen V_ei1_ und I repräsentiert, wobei das Produkt dem Ausdruck (V₁ +V₂) (I₁ +I₂) proportional ist. Da die Spannungen V₁ und V₂ gleich sind und eine Phasendifferenz von 180° aufweisen, gilt V₁ + V₂= 2V₁ = 2V₂ so daß das Produkt(V + V₉)(I₁ + I_p) auch der Energie V₁ I₁ + V₂ I₂ proportional ist, die dem Verbraucher über die Drähte L1 und L2 und N zugeführt wird, da gilt: V₁I₁ + V₂I₂ = V₁ ( I₁ + I₂) = V₂ (I₁ + I₂). Der Wattstundenzähler 10b erzeugt daher eine Anzeige für die Gesamtmenge der dem Verbraucher über Drähte L1, L2 und N zugeführten elektrischen Energie.

Die oben erwähnten hohen Stoßspannungen, die zwischen den Drähten L1 und L2 auftreten können, haben nicht die gleiche Wirkung auf den Trenntransformator 300, die sie auf die Strom-Trenntransformatoren der bisher verwendeten Art ausüben. Dies ist deshalb der Fall, weil die Erzeugung gefährlich hoher Spannungen an der Sekundärwicklung 304 des Transformators 300 im wesentlichen auf Grund der Tatsache verhindert wird, daß diese Sekundärwicklung von dem sehr niederohmigen Widerstand des Nebenschlußelements 2Oe, das parallel zur Primärwicklung 302 liegt, praktisch kurzgeschlossen ist.

Es ist zu erkennen,daß zwischen dem Wattstundenzähler 10b und dem neutralen Draht η keine Verbindung erforderlich ist. Falls es erwünscht ist, kann jedoch der Widerstand R2d allein oder auch der Widerstand R40 mit einer am Draht N angeschlossenen Klemme verbunden werden, so daß derStrom I der Spannung V₁, und nicht der Summe aus V₁ und V₂ proportional ist.

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Der Wattstundenzähler von Fig.9 kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann die Schaltungsanordnung 124a durch eine der Schaltung 24 nach den Figuren 1 und 2 entsprechende Schaltungsanordnung oder durch die Schaltung 124g von Fig.7 ersetzt werden; die Energieversorgungseinheit kann durch eine Energieversorgungseinheit gemäß Fig.1 ersetzt werden. Außerdem können der Thyristor, der Schrittmotor und der Summierzähler wieder modifiziert oder so ersetzt werden, wie im Zusammenhang mit dem Wattstundenzähler 10 der Figuren 1 und 2 "beschrieben wurde.

Ein oder mehrere Kombinationen aus einem Spannungs-Trenntransformator und einem Nebenschlußelement, beispielsweise aus einem Transformator 300 und einem Nebenschlußelement 2Oe, können die Basis für einen Wattstundenzähler oder eine ähnliche Vorrichtung bilden, in der die elektronische Schaltungsanordnung direkt oder im wesentlichen geerdet ist. In einem Mehrphasen-Wattstundenzähler ergibt dies den Vorteil, daß gewisse Teile der elektronischen Schaltungsanordnung, beispielsweise ihre Energieversorgungseinheit und ihr Taktoszillator, von allen Multipliziereinheiten gemeinsam benutzt werden können.

Der in Fig.10 dargestellte elektronische Wattstundenzähler 10c ist an ein elektrisches Energieverteilungsnetz mit einem heißen Draht L und einem neutralen Bezugs· draht N angeschlossen,(d.h. an das in Fig.1 dargestellte Energieverteilungsnetz). Der Lieferant der elektrischen Energie liegt in der Ansicht von Fig.10 wieder auf der linken Seite, undder Verbraucher liegt auf der rechten

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Seite; Bauelemente, die Bauelementen in bereits beschriebenen Figuren entsprechen, tragen wieder die gleichen Bezugszeichen mit entsprechenden angefügten Buchstaben.

Der Wattstundenzähler 10c enthält ein (nicht dargestelltes) Gehäuse, dessen Aufbau dem Aufbau des Gehäuses 12 von Fig.1 entspricht. Das Gehäuse enthält ein Stromklemmenpaar I4f und I6f, das in Serie in den heißen Draht eingeschaltet ist, sowie eine Klemme 118f, die an den neutralen Draht N angeschlossen ist. Ein im wesentlichen mit dem Nebenschlußelement 20 von Fig.1 übereinstimmendes Nebenschlußelement 2Of ist in Serie zwischen die Stromklemmen 14f, I6f eingeschaltet, und die Punkte 28f und 32f dieses Nebenschlußelements sind mit den Eingängen 126b bzw.130b einer Schaltungsanordnung 124b verbunden, die im wesentlichen mit der Schaltungsanordnung 124 von Fig.3 übereinstimmt. Die Energieversorgungseingänge 138b, 140b und 142b der Schaltungsanordnung 124b sind an eine Energieversorgungseinheit 400 angeschlossen, die mit der Energieversorgungseinheit von Fig.5 übereinstimmt; der Eingang 134b der Schaltungsanordnung 124b ist in der Energieversorgungseinheit 400 über einen hochohmigen Widerstand R2f an die Klemme 18 angeschlossen.

Der Ausgang 150b der Schaltungsanordnung 124b ist wahlweise mit Hilfe eines Umschalters 402 mit einem von zwei gleichen Registern 404 ,406 verbindbar, die unter Verwendung eines Magnetblasenspeicherverfahrens oder eines MNOS-Speicherverfahrens ausgeführt sind.Die am Ausgang 150b erscheinenden Ausgangsimpulse bewirken in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters 402 eine Fortschaltung des Inhalts des

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Registers 4θ4 oder des Registers 4θ6. Die beiden Register 404, 406 sind an eine (nicht dargestellte) mehrstellige 7-Segment-Anzeigeeinheit mit Leuchtdioden- oder Flüssigkristallelementen angeschlossen, die so ausgebildet ist, daß sie den Inhalt des jeweiligen Registers entweder kontinuierlich oder kurzzeitig als Reaktion auf die Betätigung eines (nicht dargestellten) Druckknopfs oder Schalters anzeigt, der von der Außenseite des Gehäuses des Wattstundenzählers 10c zugänglich ist. Falls es jedoch erwünscht ist, kann eine einzige Anzeigeeinheit vorgesehen werden, und aufeinanderfolgende Betätigungen des erwähnten Druckknopfs oder Schalters können die Wirkung haben, daß die Anzeigeeinheit die jeweiligen Inhalte der Register 404, 406 nacheinander anzeigt. Die Register 4o4, 4o6 und ihre zugehörigen Anzeigeeinheiten beziehen ihre Versorgungsspannungen aus der Energieversorgungseinheit 400, wobei die dazu erforderlichen Verbindungen aus Gründen der Einfachheit in Fig.10 weggelassen worden sind.

Der Schalter 402 bildet einen Teil eines fernsteuerbaren Relais 408, das in Abhängigkeit von codierten Steuersignalen arbeitet, die der normalen Netzwechselspannung zwischen den Drähten L und N überlagert sind; solche Relais werden häufig als Rundsteuerrelais bezeichnet. Das Relais 408 ist ebenfalls im Gehäuse des Wattstundenzählers 10c enthalten; es stinunt im wesentlichen mit dem Relais überein, das in der britischen Patentanmeldung Nr. 20 564/77 vom 16.Mai 1977 beschrieben ist. Das Relais 408 enthält eine Schaltungsanordnung 410, die mit Ausnahme der folgenden Unterschiede mit der entsprechenden Schaltungsanordnung der zuvor erwähnten britischen Patentanmeldung übereinstimmt:

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(a) Die GIeichspannungsversorgungseinheit ist weggelassen, und an ihrer Stelle wird die Energieversorgungseinheit 400 benutzt; die Schaltungsanordnung 410 weist Energieversorgungseingänge 414 und 416 auf, die an die Energieversorgungseinheit 400 angeschlossen sind,

(b) der 32 768 Hz-Ozsillator ( mit dem Bezugszeichen 56

in Fig.5 der oben erwähnten britischen Patentanmeldung) ist weggelassen, und ein im wesentlichen ebenso aufgebauter Oszillator, der in dem zuvor erwähnten Taktimpulsgenerator der Schaltungsanordnung 124b enthalten ist, wird an seiner Stelle benutzt.

Dieser Oszillator 412 ist in Fig.10 dargestellt; sein Ausgang ist mit dem Eingang 418 der Relaisschaltung 410 ( und auch mit der Schaltungsanordnung 124b ) verbunden. Wie zu erkennen ist, liegt wenigstens der Quarz des Oszillators 412 außerhalb der integrierten Schaltung der Schaltungsanordnung 124b, so daß durch die Einfügung des Relais 408 in den Wattstundenzähler 10c praktisch keine Änderung der Schaltungsanordnung 124b erforderlich ist.

Die Schaltungsanordnung 124b und die Relaisschaltung 410 weisen somit ein gemeinsames Gehäuse, eine gemeinsame Energieversorgungseinheit und einen gemeinsamen Taktoszillator auf, was eine beträchtliche Kosteneinsparung ergibt.

Die Relaisschaltung 410 weist einen Eingang 420 auf, der über einen relativ hochohmigen Widerstand R50 mit der Klemme 18 In der Energieversorgungseinheit 400 verbunden ist und die oben erwähnten codierten

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Steuersignale empfängt. Ferner weist die Relaisschaltung zwei Ausgänge 422, 424 auf, die an die entsprechenden Steuerelektroden von zwei Thyristoren T10, T11 angeschlossen sind. Die Anoden der Thyristoren T10 und T11 sind über Strombegrenzungswiderstände R51, R52 an die Klemme 18 in der Energieversorgungseinheit 400 und über eine Relaisspule 426 auch miteinander verbunden, die die Position des Schalters 402 steuert. Die Katoden der Thyristoren T10 und T11 sind mit der Leitung für die Versorgungsspannung OY der Energieversorgungseinheit 400 verbunden.

Die Schaltungsanordnung 124b arbeitet genau in der gleichen Weise, wie in Fig.3 beschrieben wurde. Unter der Annahme, daß der Schalter 402 die in Fig.8 angegebene Position einnimmt, repräsentiert der Inhalt des Registers 404 die Gesamtmenge der über die Drähte L und N dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie. Wenn jedoch beispielsweise zwischen der in Spitzenbelastungestunden verbrauchten elektrischen Energie und der außerhalb der Spitzenbelastungsstunden verbrauchten elektrischen Energie unterschieden werden soll, so daß der Verbraucher beispielsweise mit unterschiedlichen Gebühren für die in diesen unterschiedlichen Zeiträumen verbrauchte elektrische Energie belastet werden kann, dann werden über die Drähte L und N geeignete codierte Steuersignale übertragen, die den Schalter des Relais 408 an den entsprechenden Zeitpunkten betätigen, wobei die Art und Weise wie das Relais 408 als Reaktion auf diese codierten Signale arbeitet, in der oben erwähnten britischen Patentanmeldung genau beschrieben ist. Wenn also die Register 400, 406 zum Aufzeichnen des elektrischen Energieverbrauchs im Verlauf

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von Spitzenbelastungsstunden bzw. zur Aufzeichnung des elektrischen Energieverbrauchs außerhalb der Spitzenbelastungsstunden benutzt werden, und wenn beispielsweise die Spitzenbelastungsstunden als die Zeit zwischen 6 Uhr und 18 Uhr definiert werden, dann wird ein codiertes Signal zum Ändern der Stellung des Schalters 402 aus der dargestellten Stellung täglich um 18 Uhr übertragen, und ein anderes codiertes Signal , das den Schalter 402 wieder in die dargestellte Stellung bringt, wird, täglich um 6 Uhr übertragen. Diese Zeitpunkte sind natürlich nur als Beispiel angegeben; sie können beliebig geändert werden. In diesem Fall repräsentiert die Summe der Inhalte der Register 404 und 406 die Gesamtmenge der dem Verbraucher über die Drähte L und N zugeführten elektrischen Energie_T

Das Relais 408 ist aus Gründen der Klarheit gegenüber dem in der oben erwähnten britischen Patentanmeldung beschriebenen Relais vereinfacht worden. Zusätzlich zu den bereits erwähnten Änderungen der Energieversorgungseinheit und des Taktoszillators stellt das Relais 408 in der Praxis zwei Bin/Aus-Schalter und nicht nur den Umschalter 402, wobei jeder dieser Ein/Aus-Schalter von einer entsprechenden Spule und von zwei Thyristoren gemäß der Schaltung von Fig.10 gesteuert wird. Normalerweise ist in der Schaltung auch eine weitere Überspannungsschutzschaltung enthalten (gemäß der britischen Patentanmeldung in Form des Widerstandes 4o4 und des Varistors 405 von Fig.4).

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Der Wattstundenzähler 10c von Fig.10 kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Beispielsweise könnte irgendein geeignetes Rundsteuerrelais anstelle des Relais 408 benutzt werden. Außerdem kann die Energieversorgungseinheit 400 durch eine Energieversorgungseinheit gemäß Fig.1 ersetzt werden; die Schaltungsanordnung 124b kann durch eine der Schaltungsanordnung 24 der Figuren 1 und entsprechende Schaltungsanordnung oder durch die Schaltungsanordnung 124g von Fig.7 ersetzt werden. Außerdem können die Register 404 und 406 und ihre zugehörigen Anzeigeeinheiten durch eine geeignete Schrittmotor- und Summierzähler-Anordnung ersetzt werden, wie sie im Zusammenhang mit Fig.1 beschrieben wurde.

Es sind hier verschiedene Ausführungsformen elektronischer Geräte nach der Erfindung und ihre Anwendung in elektronischen Wattstundenzählern beschrieben worden; ihre Anwendung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die erfindungsgemäßen elektronischen Geräte können auch die Basis von Uberlastschutzschaltungen bilden, wie sie im Zusammenhang mit Fig.3C beschrieben wurden, die an elektrische Energieverteilungsnetze anschließbar sind; auch die Anwendung bei anderen Zählern, beispielsweise in Bedarfszählern zum Anschluß an solche Verteilernetze ist möglich. Im Falle eines BedarfsZählers ist zu erkennen, daß die Schaltung von Fig.3C ohne weiteres so angepaßt werden kann, daß sie eine Anzeige dafür erzeugt, ob der mittlere Energiebedarf über eine vorbestimmte Zeitdauer einen gegebenen Wert überschritten hat.

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Claims (1)

1. ENERTEC

   Unser Zeichen: E 934

   Patentanwälte Dipl-lng. Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. G. Leiser E. Prinz Dr. G. Hauser Ernsbergerstrnnse 19 8 München 60 18. P 28 21 225.1

   18. September 1978

   I NAQHQgREIOHT

   Patentansprüche

   1. Elektronisches Gerät zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die von einem Lieferanten über ein Verteilungsnetz an einen Verbraucher abgegebene Leistung ausdrückt, wobei dieses Energieverteilungsnetz aus ersten und zweiten Drähten besteht, von denen der erste Draht der heiße Draht ist, während der zweite Draht als Bezugsdraht anzusehen ist, gekennzeichnet durch zwei Stromklemmen zum seriellen Einschalten in den ersten Draht, eine weitere Klemme zum Anschließen an den Bezugsdraht, einen zwischen die Stromklemmen eingeschalteten Stromfühler zur Erzeugung eines den im ersten Draht fliessenden Strom repräsentierenden Signals, einen Spannungsfühler zur Erzeugung eines die Spannung zwischen dem ersten Draht und dem Bezugsdraht repräsentierenden Signals, eine elektronische Schaltungsanordnung, die das den Strom repräsentierende Signal und das die Spannung repräsentierende Signal empfängt und wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem den Strom repräsentierenden Signal und dem die Spannung repräsentierenden Signal ausdrückt,

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   eine Schaltungseinheit, die abhängig von dem das Produkt ausdrückenden Signal das Ausgangs signal erzeugt, und eine zwischen die weitere Klemme und eine der Stromklemmen eingeschaltete Energieversorgungseinheit mit wenigstens einem Energieversorgungspunkt, wobei diese Ene*" einheit derart ausgebildet ist, daß s^J zwischen dem Energieversorgungspunkt um >. Stromklemme eine Versorgungsgleichspannung für «. der elektronischen Schaltungsanordnung erzeugt, Energieversorgungspunkt und die ausgewählte Stro so angeschlossen ist, daß sie die Versorgungsgle "

   nung empfängt und von dieser in den Betriebszustand ν setzt wirde

   2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der SpannungsfUhler einen relativ hochohmigen Widerstand enthält, der zwischen die weitere Klemme und einen Eingang der elektronischen Schaltungsanordnung eingefügt ist.

   3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der SpannungsfUhler einen zweiten Widerstand enthält, der zwischen seinem Ausgangspunkt und eine der Stromklemmen so eingefügt ist, daß er mit dem ersten Widerstand einen Spannungsteiler bildet.

   4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stromklemme, an die die Energieversorgungseinheit angeschlossen ist, die ausgewählte Stromklesuee ist, die im Betriebszustand an den auf der Seite des Energielieferanten des Geräts liegenden Abschnitt des ersten Drahta anzuschließen ist.

   5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Klemme an ein Ende eines relativ niederohmigen Widerstandes angeschlossen ist,

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   dessen anderes Ende mit einer zusätzlichen, für den direkten Anschluß an den Bezugs draht bestimmten Klemme verbunden ist, und daß zwischen die weitere Klemme und eine der Stromklemmen eine Spannungsstoß-Begrenzungsvorrichtung eingefügt ist.

   6. _fGerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

   _, ,Energieversorgungeeinheit eine Kapazitäts und eine Gleichdeliie a /;'-^;·

   riehtervorrichtung enthält, die in Serie zwischen die weitere Klemme und den wenigstens einen Energieveraorgungspunkt eingefügt sind.

   7. Elektrisches Gerät zum Anschließen an ein elektrisches Energieverteilungsnetz für die Erzeugung eines Ausgangssignals, das mit der Energie in Beziehung steht, die ein elektrische Energie abgebender Lieferant an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverteilung snetz liefert,wobei das Energieversorgungsnetz aus N Drähten, mit N wenigstens gleich 3 besteht, gekennzeichnet durch (N-1) Stromklemmenpaare, von denen das n-te Paar für die serielle Einschaltung in den n-ten Draht geeignet ist, wobei gilt: η = 1 bis (N-1), eine weitere Klemme zum Anschluß an den N-ten Draht, (N-1) Stromfühler, von denen der n-te ^Stromfühler zwischen das n-te Stromklemmenpaar eingefügt ist, damit ein den im n-ten Draht fliessenden Strom repräsentierendes Signal erzeugt wird, (N-1) Spannungsfühler, von denen der n-te Spannungsfühler ein Signal erzeugt, das die Spannung zwischen dem N-ten und dem n-ten Draht repräsentiert (N-1) elektronische Schaltungsanordnungen, von denen die n-te Schaltungsanordnung wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem n-ten, den Strom repräsentierenden Signal und aus dem n-ten, die Spannung repräsentierenden Signal ausdrückt, eine Schaltungseinheit, die abhängig von den das Produkt repräsentierenden Signalen das Ausgangs-

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   OWGfNAL INSPECTED

   signal erzeugt, und (N-1) Energieversorgungseinheiten, von denen die n-te Energieversorgungseinheit zwischen eine Klemme, die einem anderen Draht als dem n-ten Draht zugeordnet ist, und einer Stromklenune des n-ten Drahts eingefügt ist, und wenigstens einen n-ten Energieversorgungspunkt aufweist, wobei diese Energieversorgungseinheit derart ausgebildet ist, daß sie im Betriebszustand zwischen dem wenigstens einen n-ten Energieversorgungspunkt und einer ausgewählten Stromklemme des n-ten Paars eine Versorgungsgleichspannung für den Betrieb der n-ten elektronischen Schaltungsanordnung erzeugt, die zwischen dem wenigstens einen n-ten Energieversorgungspunkt und der ausgewählten Stromklemme des n-ten Paars eingeschaltet ist, so daß sie die Versorgungsgleichspannung empfängt und von dieser in Betrieb gesetzt wird.

   8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der n-te Spannungsfühler einen n-ten relativ hochohmlgen Widerstand enthält, der zwischen die weitere

   Klemme und einen Eingang der n-ten elektronischen Schaltungsanordnung eingefügt ist.

   9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der n-te Spannungsfühler zusätzlich einen zweiten nten Widerstand enthält, der zwischen seinen Ausgangspunkt und eine der Stromklemmen des n-ten Paars eingefügt ist, damit er mit dem n-ten zuerst genannten Widerstand einen n-ten Spannungsteiler bildet.

   10. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stromklemme des n-ten Paars, an die die n-te Energieversorgungseinheit angeschlossen ist, auch die ausgewählte Stromklemme ist, die im Betriebszustand

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   Ein den auf der Seite des Energielieferanten des Geräts liegenden Abschnitt des η-ten Drahts anschließbar ist.

   11. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Jede der Klemmen, die einem Draht zugeordnet ist, von der weiteren Klemme gebildet ist.

   12. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Klemme mit einem Ende eines relativ niederohmigen Widerstandes verbunden ist, dessen anderes Ende an einer zusätzlichen Klemme angeschlossen ist, die direkt mit dem Bezugsdraht verbindbar ist, und daß zwischen die weitere Klemme und eine Klemme jedes Stromklemmenpaars eine Spannungsstoß-Begrenzungsvorrichtung eingeschaltet ist.

   13. Gerät nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die n-te Energieversorgungseinheit eine n-te Kondensatorvorrichtung und eine n-te Gleichrichtervorrichtung enthält, die in Serie zwischen die weitere Klemme und den wenigstens einen η-ten Energieversorgungspunkt eingefügt sind.

   14. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das Aus gangs signal erzeugende Schaltungseinheit wenigstens (N-2) elektrisch isolierende Kopplungsvorrichtungen enthält, die einen Ausgangsteil an ihnen von wenigstens (N-2) elektronischen Schaltungsanordnungen isolieren.

   15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Kopplungsvorrichtung eine optische Kopplungsvorrichtung einschließlich einer Faseroptik enthält.

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   16. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil der oder Jeder elekronicfren Schaltungsanordnung als oder Jeweils als integrierte Schaltung auf einen gemeinsamen oder jeweils gemeinsamen Substrat ausgebildet ist.

   17. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder Jeder Stromfühler ein Nebenschlußelement umfaßt.

   18. Gerät nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Nebenschluß element mit einer Befestigungsvorrichtung versehen isrfc, auf der die oder die jeweilige integrierte Schaltung befestigt ist.

   19. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Nebenschlußelement wenigstens einen Temperaturkompensationswiderstand enthält, der in innigem Wärmekontakt mit dem Nebenschlußelement angebracht ist, und daß der oder jeder Temperaturkompensationswiderstand einen Widerstandstemperaturkoeffizienten ähnlich dem des Nebenschlußelements hat und an die oder die jeweilige elektronische Schaltungsanordnung angeschlossen ist, damit auf Grund von Temperaturänderungen auftretende Änderungen des Widerstandswerts des Nebenschlußelements kompensiert werden.

   Elektronisches Gerät zum Anschließen an ein elektrisches Energieverteilungsnetz für die Erzeugung eines Ausgangs signals, das mit der Energie in Beziehung steht, die ein elektrische Energie abgebender Lieferant an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energie verteilungsnetz liefert, wobei das Energie-

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   verteilungsnetz wenigstens aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Draht besteht, von denen der erste und der zweite Draht in Bezug auf den dritten Draht,im wesentlichen gleiche Wechselspannungen führen, deren Phasendifferenz im wesentlichen 180° beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Stromklemmenpaar in Serie in den ersten Draht eingefügt ist, daß ein zweites Stromklemmenpaar in Serie in den zweiten Draht eingefügt ist, daß zur Erzeugung von Signalen, die jeweils den im ersten Draht und im zweiten Draht fliessenden Strom repräsentieren, ein erster Stromfühler zwischen die zwei Stromklemmen des ersten Paars und ein zweiter Stromfühler zwischen die Stromklemmen des zweiten Paars eingefügt sind, daß eine Schaltungsanordnung zum Kombinieren der die Ströme repräsentierenden Signale für die Erzeugung eines Signals vorgesehen ist, das die Summe der Beträge der im ersten und im zweiten Draht

   fliessenden Ströme ausdrückt, daß ein Spannungs fühler vorgesehen ist, der ein die Spannung zwischen zwei Drähten repräsentierendes Signal erzeugt, daß eine elektronische Schaltungsanordnung das die Stromsumme repräsentierende Signal und das die Spannung repräsentierende Signal empfängt und wenigstens eine Multipliziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das dem Produkt aus den die Stromsumme und die Spannung repräsentierenden Signalen entspricht, daß eine Schaltungseinheit vorgesehen ist, die abhängig von dem den Produkt entsprechenden Signal das Ausgangssignal erzeugt, daß zwischen die Stromklemme des ersten Paars und eine dem zweiten oder dem dritten Draht zugeordneten Klemme eine Energieversorgungseinheit eingefügt ist, die wenigstens einen Energieversorgung spunkt aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie im Betriebszustand zwischen dem wenigstens einen Energieversorgungspunkt und einer ausgewählten

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   Stromklemme des ersten Paars eine Versorgungsgleichspannung für den Betrieb der elektronischen Schaltungsanordnung erzeugt, die an den wenigstens einen Energieversorgungspunkt und die ausgewählte Stromklemioe fo angeschlossen ist, daß sie die Versorgungsgleichspannung erzeugt und von dieser in Betrieb gesetzt wird, daß der erste und derzweite Stromfühler Jeweils ein erstes und ein zweites Nebenschlußwiderstandselement umfassen, so daß die den Strom repräsentierenden Signale Spannungen sind, und daß die Schaltungseinheit zum Kombinieren der die Ströme repräsentierenden Signale einen isolierenden Spannungstransformator enthält, dessen Primärwicklung so angeschlossen ist, daß sie die Spannung am zweiten Nebenschlußwiderstandseiernent empfängt, und dessen Sekundärwicklung so an das erste Nebenschlußwiderstandselement angeschlossen ist, daß zusammen mit den ersten Nebenschlußwiderstandselement das die Stromsumme repräsentierende Signal erzeugt wird.

   21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannung s fühler einen relativ hoch ohmig en Widerstand enthält, der zwischen eine Klemme, die einem anderen Draht als dem ersten Draht zugeordnet ist, und einem Eingang der elektronischen Schaltungsanordnung eingefügt ist.

   22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsfühler außerdem einen zweiten Widerstand enthält, der zwischen den Eingang der elektronischen Schaltungsanordnung und eine der Stromklemmen des ersten Paars eingefügt ist, so daß mit dem zuerst erwähnten Widerstand ein Spannungsteiler entsteht.

   23. Gerät nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stromklemme des ersten Paares die ausgewählte Stromklemme ist, die im Betrlebs-

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   zustand an die auf der Seite des Energielieferanten des Geräts liegenden Abschnitt des ersten Drahts anzuschliessen ist.

   24. Gerät nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zweiten oder dem dritten Draht zugeordnete Klemme und die Klemme , die einem anderen Draht als dem ersten Draht zugeordnet ist, von einer einzigen Klemme gebildet sind, die dem zweiten Draht zugeordnet ist.

   25. Gerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Klemme mit einem Ende eines relativ riederohmigen Widerstandes verbunden ist, dessen anderes Ende an eine der Stromklemmen des zweiten Paars angeschlossen ist, und daß zwischen die einzige Klemme und eine der Stromklemmen des ersten Paars eine Spannungsetoß-Begrenzungsvorrichtung eingefügt ist.

   26. Gerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Ener gie ver so rgung s einheit eine Kapazitätsvorrichtung und eine Widerstandsvorrichtung in Serie zwischen der einzigen Klemme und dem wenigstens einen Energieversorgungspunkt enthält.

   27. Gerät nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil der el* tronischen Schaltungsanordnung als .einzige integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet, ist.

   28. Gerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß

   das erste Nebenschlußwiderstandselement mit Befestigungsvorrichtungen versehen ist, auf denen die integrierte Schaltung angebracht ist.

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   29· Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder Jede Energie Versorgungseinheit ein Spannungsregelelement, beispielsweise eine Zenerdiode, enthält.

   30. Elektronisches Gerät zum Anschließen an ein mehrdrähtiges elektrisches Energie verteilungsnetz zur Erzeugung eines Ausgangssignale, das alt der Energie in Beziehung steht, die von einem elektrische Energie abgebenden Lieferanten an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverteilungsnetz geliefert wird, wobei das Energieverteilungsnetz wenigstens einen heißen Draht enthält, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Stromklemmen zum seriellen Einschalten in den heißen Draht, einen zwischen die zwei Stromklemmen eingeschalteten StromfUhler zur Erzeugung eines den in dem heißen Draht fliessenden Strom repräsentierenden Signals, einen Spannungsftihler zur Erzeugung eines Signals, das die Spannung zwischen dem heißen Draht und einem weiteren Draht des Energieverteilungsnetzes repräsentiert, eine elektronische Schaltungsanordnung, die das den Strom repräsentierende Signal und das die Spannung repräsentierende Signal empfängt und wenigstens eine MultipIiziereinheit enthält, die ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem den Strom repräsentierenden Signal und dem die Spannung repräsentierenden Signal ausdrückt, und eine Schaltungseinheit, die abhängig von dem das Produkt ausdruckenden Signal das Ausgangs signal erzeugt, wobei der StromfUhler ein in Serie zwischen die zwei Stromklemmen eingefügtes Nebenschlußelement sowie einen isolierenden Spannungstransformator mit einer die Spannung an dem Nebenschlußelement empfangenden Primärwicklung und einer Sekundärwicklung enthält, an der das den Strom repräsentierende Signal in Form einer Spannung erscheint,

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   31· Elektronisches Gerät zum Anschließen an ein mehrdrähtiges elektrisches Energieverteilungsnetz zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das mit der Energie in Beziehung steht, die von einem elektrische Energie abgebenden Lieferanten an einen elektrische Energie aufnehmenden Verbraucher über das Energieverteilungsnetz geliefert wird, wobei das Energieverteilungsnetz wenigstens einen heißen Draht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Stromklemmen in Serie in den heißen Draht eingeschaltet sind, daß zwischen die zwei Stromklemmen ein Stromfühler eingefügt ist, der ein den im heißen Draht fliessenden Strom repräsentierendes Signal erzeugt, daß eine elektronische Schaltungsanordnung das den Strom repräsentierende Signal empfängt und eine Schaltungseinheit enthält, die das Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem den Strom repräsentierenden Signal erzeugt, daß der Stromfühler ein in Serie zwischen die zwei Stromklemmen eingefügtes Nebenschlußelement enthält, daß die elektronische Schaltungsanordnung als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Substrat ausgeführt 1st und so angeschlossen ist, daß sie die an dem Nebenschlußelement erzeugte Spannung über nichtinduktive Schaltungewege mit relativ niedrigem Widerstandswert empfängt, und daß die elektronische Schaltungsanordnung eine GIeIchepannungsveraorgungsquelle enthält, die nichtInduktiv zwischen den heißen Draht und eine einem weiteren Draht zugeordnete Klemme eingeschaltet 1st.

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   32. Gerät nach Anepruch 31 mit einem Spannungsfühler zur Erzeugung eines die spannung zwischen dem heißen Draht und einem weiteren Draht des Energieverteilungsnetzes repräsentierenden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltungsanordnung derart angeschlossen 1st , daß sie das von dem Spannungsfühler erzeugte, die Spannung repräsentierende Signal empfängt, daß die Schaltungseinheit zur Erzeugung des Ausgangssignals in der elektronischen Schaltungsanordnung eine Multipliziereinheit enthält, die derart ausgebildet ist, daß sie ein Signal erzeugt, das das Produkt aus dem den Strom repräsentierenden Signal und aus dem die Spannung repräsentierenden Signal ausdrückt, daß die Schaltungsanordnung ferner eine Einheit enthält, die abhängig von dem das Produkt ausdrückenden Signal das Ausgangssignal erzeugt und daß der Spannung»- fühler einen relativ hochohmigen Widerstand enthält, der zwischen die elektronische Schaltungsanordnung und eine an den anderen Draht angeschlossene weitere Kieme eingefügt ist.

   33· Gerät nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltungsanordnung wenigstens einen direkt an das Nebenschlußelement angeschlossenen Eingang aufweist.

   34. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Widerstände aus jeweils einem einzigen Widerstandselement besteht.

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   35. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 30 und 32, dadurch gekennzeichnet, daß jede Multipliziereinheit eine Multiplizierschaltung enthält, die ein Analogsignal erzeugt, dessen Momentanwert vom Produkt der Momentanwerte der jeweiligen, von der Multipliziereinheit empfangenen Eingangssignale abhftngt, und daß die Multipliziereinheit ferner eine Umsetzerschaltung enthält, die das vom Produkt abhängige Signal in ein digitales Signal umsetzt, das die Größe des produktabhängigen Signals repräsentiert, wobei das Digitalsignal das produktabhängige Signal darstellt.

   36. Gerät nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Multiplizierschaltung aus einem Mddulationsmultiplizierer besteht.

   37. Gerät nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Multiplizierschaltung aus einem Multiplizierer mit veränderlichem Gegenwirkleitwert besteht.

   38. Gerät nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Umsetzerschaltung aus einem Analog-Digital-Umsetzer besteht.

   39. Gerät nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Umsetzerschaltung aus einem Signal-Frequenz-Umeetzer besteht, der das vom Produkt abhängige Signal in ein Impulssignal umsetzt, dessen momentane Impulsfolgefrequenz von der Größe des produktabhängigen Signals abhängt, wobei das impulsförmige Signal das digitale Signal bildet.

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   40. Gerät nach einem der Anspruch 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ausgangssignal erzeugende Schaltungseinheit eine Akkumulatoreinheit enthält, die jeder Multipliziereinheit zugeordnet ist und derart ausgebildet ist, daß sie die von der jeweiligen Multipliziereinhe it erzeugten Digitalsignale empfängt und akkumuliert, wobei jede Akkumulatoreinheit derart ausgebildet ist, daß sie einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn die in ihr akkumulierte Zahl einen vorbestimmten Gesamtwert erreicht.

   41. Gerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Akkumulatoreinheit einen Teil der elektronischen Schaltungsanordnung bildet, die die zugehörige Multipliziereinheit enthält.

   42. Gerät nach einem der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ausgangssignal erzeugende Schaltungseinheit eine Einrichtung enthält, die abhängig von dem produktabhängigen Signal ein Signal erzeugt, das anzeigt, daß die über das Energieverteilernetz gelieferte Energie einen vorbestimmten Wert überschritten hat.

   43. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die das den Energiewert anzeigende Signal erzeugt, eine jeder Multipliziereinheit zugeordnete Akkumulatoreinheit enthält, die die von der zugehörigen Multipliziereinheit erzeugten Digitalsignale empfängt und akkumuliert, daß eine Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, die den Inhalt der Akkumulatoreinheit periodisch auf einen Anfangswert zurückstellt, und daß eine Schaltungseinheit vorgesehen ist, die abhängig davon, daß der Inhalt der Akkumulatoreinheit

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   einen vorbestimmten Wert erreicht, das den Energiewert anzeigende Signal erzeugt·

   44, Gerät nach Anspruch 42 oder 43, gekennzeichnet durch einen Stromkreisunterbrecher, der mit den Drähten des Energieverteilungsnetzes in Serie geschaltet ist und abhängig vom Energiewertsignal das Energieverteilungsnetz unterbricht.

   45· Gerät nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ausgangssignal erzeugende Schaltungseinheit eine Zähl* und Anzeigevorrichtung enthält, die die Ausgangsimpulse der oder aller Akkumulatoreinheiten zählt, und die Anzahl der gezählten Impulse anzeigt, so daß das Gerät als Wattstundenzähler dient.

   46. Gerät nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähl- und Anzeigevorrichtung einen elektromechanischen Summierungszähler mit mehreren Anzeigerädern, einen abhängig von den Ausgangsimpulsen erregbaren Elektromagnet sowie ein Radantriebsglied zum Antreiben der Anzeigeräder in Abhängigkeit von der Erregung des Elektrom^gnets enthält.

   47. Gerät nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Zähl- und Anzeigevorrichtung einen von den Ausgangsimpulsen antreibbaren Schrittmotor und mehrere von dem Schrittmotor antreibbare Anzeigeräder enthält.

   48. Gerät nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Zähl- und Anzeigevorrichtung ein die Ausgangsimpulse empfangendes und von diesen verbiegbares piezoelektrisches Glied und mehrere auf Grund der Verbiegung des piezoelektrischen Glieds antreibbare Anzeigeräder enthält. 809851/0848

   49. Berät nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet,daß die Zähl- und Anzeigevorrichtung einen elektronischen Zähler vom Typ eines Dauerspeichers, der seinen Stand beim vorübergehenden Abschalten der Versorgungsenergie am Zähler unverändert beibehält, sowie eine elektronische mehrstellige Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe des Standes des Zählers enthält.

   50. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Relais,des von codierten Steuersignalen betätigbar ist, die der Wechselspannung zwiBchen zwei Drähten des EnergieVerteilungsnetzes überlagert sind.

   51. Gerät nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais ein Festkörperreläteist.

   52. Gerät nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais derart ausgebildet ist, daß es die Versorgungsgleichspannung der elektronischen Schaltungsanordnung oder einer der elektronischen Schaltungeanordnungen empfängt und von dieser in Betrieb gesetzt wird.

   53. Gerät nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais und die elektronische Schaltungsanordnung die gleiche Energieversorgungseinheit benutzen und bei ihrem Betrieb Taktimpulse anwenden und daß ein gemeinsamer Taktimpulsgenerator vorgesehen ist, der die Taktimpulse erzeugt und sie dem Relais und der elektronischen Schaltungsanordnung zuführt.

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   54. Gerät nach Anspruch 45 und einem der Ansprüche 50 bis 53t dadurch gekennzeichnet, daß die das Ausgangssignal erzeugende Schaltungseinheit eine weitere Zähl- und Anzeigevorrichtung enthält, die der zuerst erwähnten Zähl- und Anzeigevorrichtung gleicht, und daß das Relais derart angeordnet ist, daß es die AusgangsimpuLse abhängig von jeweiligen codierten Steuersignalen der zuerst erwähnten Zähl- und Anzeigevorrichtung oder der weiteren Zähl- und Anzeigevorrichtung zuführt.

   55. Elektronische Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines das Zeitintegral des Produkts aus zwei Eingangssignalen repräsentierenden Ausgangssignals, gekennzeichnet durch eine Multipliziereinheit, die die zwei Eingangssignale empfängt und miteinander multipliziert, so daß sie ein vom Produkt der zwei Eingangssignale abhängiges Signal erzeugt, eine Umsetzerschaltung, die das vom Produkt abhängige Signal in ein Digitalsignal umsetzt, das die Größe des produktabhängigen Signals repräsentiert, eine Akkumulatoreinheit zum Akkumulieren der Digitalsignale zur Erzeugung des Ausgangssignals und eine Umkehreinheit zum wiederholten und gleichzeitigen Umkehren der effektiven Polarität eines der Eingangssignale und der Polarität, mit der die digitalen Signale akkumuliert werden, so daß Fehler im Ausgangssignal, die auf die Drift in der Multipliziereinheit' zurückzuführen sind, beträchtlich reduziert werden.

   56. Anordnung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinheit ein Multiplizierer mit veränderlichem Gegenwirkleitwert ist.

   57. Anordnung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinheit ein emittergekoppeltes

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   "original inspected

   Transistorpaar enthält, das das erste Signal als Spannung zwischen den jeweiligen Basis-Elektroden der Transistoren und das zweite Signal in einer die jeweiligen Emitterströme der Transistoren verändernden Form empfängt, so daß das produktabhängige Signal zwischen den jeweiligen Kollektor-Elektroden der Transistoren erzeugt wird.

   58. Anordnung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinheit außerdem ein zweites emittergekoppeltes Transistorpaar enthält, das ebenfalls das erste Signal als Spannung zwischen den jeweiligen Basis-Elektroden der Transistoren empfängt, während die Kollektor-Elektroden der Transistoren des zweiten Paars überkreuz mit den Kollektor-Elektroden der Transistoren des ersten Paars verbunden sind, so daß eine unerwünschte Gleichtaktkomponente beträchtlich reduziert wird, die in produktabhängigen Signal vorhanden sein kann.

   59. Anordnung nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinheit ein drittes emittergekoppeltes Transistorpaar enthält, das die jeweiligen mittleren Stromwerte an allen Kollektor-Elektroden der Transistoren des ersten Paars auf im wesentlichen gleichen Werten hält, die von einer Spannung bestimmt werden, die etwa in der Mitte zwischen den jeweiligen Spannungen an den Kollektor-Blektroden der Transistoren des ersten Paars liegt.

   60. Anordnung nach einem der Ansprüche 57 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehreinheit die effektive

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   Polarität des zweiten Signals umkehrt.

   61. Anordnung nach einem der Ansprüche 55 bis 60, dadurch gekennzeichnet, caß die Umsetzerschaltung von einem Analog-Digital-Umsetzer gebildet ist, der wiederholt in gleichmässig im zeitlichen Abstand voneinander liegenden Zeitpunkten das produktabhängige Signal in ein Digitalsignal umsetzt.

   62. Anordnung nach einem der Ansprüche 55 bis 60, dadurch gekennzeichnet,daß die Umsetzerschaltung ein Signal-Frequenz-Umsetzer ist, der das produktabhängige Signal in ein impulsförmiges Signal umsetzt, dessen Impulsfolgefrequenz von der Größe des produktabhängigen Signals abhängt.

   63. Anordnung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoreinheit ein umkehrbarer Zähler ist,dar die Impulsades impulsförmigen Signals empfängt und zählt.

   64. Anordnung nach Anspruch 63» dadurch gekennzeichnet, daß der umkehrbare Zähler voreinstellbar ist und eine Einrichtung enthält, die abhängig von einem vorbestimmten Zählerstand einen Ausgangsimpuls erzeugt, der den Zähler auf einen voreingestellten Zählerstand zurückstellt, wobei der voreingestellte Zählerstand größer als Null ist und der vorbe»timmte Zählerstand größer als der voreingestellte Zählerstand, jedoch kleiner als der Endzählerstand des Zählers ist, und wobei die Ausgangsimpulse das Ausgangssignal bilden.

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   65· Anordnung nach einem der Ansprüche 62 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal-Frequenz-Umsetzer eine Offsetsignalquelle enthält» bei der die Größe des Offsetsignals so gewählt ist, daß die Summe aus dem Offeetsignal und dem Produktsignal unipolar ist, daß ein Integrator vorgesehen ist, der die Summe aus dem Offsetsignal und dem produktabhängigen Signal empfängt und integriert, so daß sich das Ausgangssignal des Integrators rampenförmig einem vorbestimmten Wert nähert, daß ein Detektor abhängig vom Ausgangssignal des Integrators ein Steuersignal erzeugt, wenn das Integratorausgangssignal den vorbestimmten Wert erreicht, und daß eine Bezugsquelle abhängig von dem Steuersignal ein Bezugssignal in vorbestimmter Größe und Dauer mit der Summe aus dem Offsetsignal und dem produktabhängigen Signal in Gegenrichtung kombiniert, so daß sich das Ausgangssignal des Integrators über den vorbestimmten Wert rampenförmig wieder zurückverändert.

   66. Anordnung nach Anspruch 65 und einem der Ansprüche bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Offsetsignalquelle und die Bezugssignalquelle zusammen ein weiteres emittergekoppeltes Transistorpaar bilden, daß die Kollektor-Elektroden des weiteren Transistorpaars so angeschlossen sind, daß sie Jeweils eines der Signale von den Kollektor-Elektroden des ersten Transistorpaars empfangen,daß die Emitter-Elektroden des weiteren Transistorpaars über Widerstände an eine Bezugsspannungsquelle angeschlossen sind, daß die Basis-Elektrode eines Transistors des weiteren Transistorpaars aus der Bezugsspannungsquelle vorgespannt ist, und daß die Basis-Elektrode des anderen Transistors

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   des weiteren Transistorpaars aus einer Offsetspannungsquelle vorgespannt ist.

   67. Anordnung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator von einem Differenzverstärker gebildet ist, der zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang einenkapazitiven Gegenkopplungszweig enthält und daß der negierende und der nichtnegierende Eingang des Differenzverstärkers mit jeweils einem der Kollektor-Elektroden der Transistoren des zuerst genannten Transistorpaars verbunden sind.

   68. Anordnung nach einem der Ansprüche 65 bis 67, dadurch gekennzeichnet,daß der Signal-Frequenz-Umsetzer einen Taktimpulsgenerator enthält, der Taktimpulse mit vorbestimmter Folgefrequenz erzeugt, und daß der Umsetzer außerdem eine Schaltvorrichtung enthält, die die Taktimpulse und das Steuersignal in der Weise empfängt, daß das Bezugssignal dem Integrator im Verlauf von Zeitintervallen zugeführt wird, deren Dauer gleich der Dauer der Taktimpulsperioden ist und im wesentlichen mit diesen zusammenfällt.

   69. Anordnung nach Anspruch 56 und einem der Ansprüche bis 68, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Vergrößern des Verstärkungsfaktors des Signal-Frequenz-Umsetzers bei höheren Anstiegsgeschwindigkeiten des Ausgangssignals zur Kompensation der Nichtlinearität in der Kennlinie der Multipliziereinheit bei den höheren Anstiegsgeschwindigkeiten.

   70. Anordnung nach den Ansprüchen 69 und 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Vergrößern

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   des Verstärkungsfaktors außerdem eine Einrichtung zum Herabsetzen der effektiven Größe des Bezugssignals enthält.

   71. Anordnung nach einem der Ansprüche 55 bis 70, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehreinheit derart arbeitet, daß die mittlere Dauer der Zeitperioden, in denen die Umkehr stattfindet, im wesentlichen gleich der mittleren Dauer der Zeitperioden ist, in denen die Umkehr nicht stattfindet.

   72. Anordnung nach Anspruch 71» dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehreinheit eine Steuervorrichtung zur Erzeugung wenigstens eines Rechtecksignals für die Steuerung der Polaritätsumkehrungen und eine Änderungsvorrichtung zum wiederholten Ändernnder Phasenlage des oder jedes Rechtecksignals um 180° enthält, wobei die Änderung der Phasenlage im wesentlichen nach dem Zufallsprinizip erfolgt.

   73. Anordnung nach Anspruch 72 und nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Binärzähler ist und eine Vorrichtung enthält, die die Parität einer ausgewählten Anzahl der niedrigstwertigen Bits in dem Zähler feststellt und abhängig von Änderungen der festgestellten Parität die Phasenänderungen durchführt.

   74. Elektronischer Wattstundenzähler zum Anschluß an

   ein elektrisches Energieverteilungsnetz mit wenigstens zwei Drähten, mit einer elektronischen Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 55 bis 73, gekennzeich-

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   net, durch eine Schaltungsvorrichtung zur Erzeugung eines Signals,das den in einem der Drähte fliessenden Strom repräsentiert und eine Schaltungsvorrichtung zur Erzeugung eines Signals, das die Spannung zwischen den Drähten repräsentiert, wobei die elektronische Schaltungsanordnung derart ausgebildet ist, daß sie das den Strom repräsentierende Signal als das erste Signal und das die Spannung repräsentierende Signal als das zweite Signal empfängt.

   75· Elektronischer Wattstundenzähler, dadurch gekennzeichnet, daß er ein elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 54 enthält und daß die oder jede elektronische Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 55 bis 73 ausgebildet ist.

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