DE2945619A1

DE2945619A1 - Netzteil fuer elektronische zaehlsysteme

Info

Publication number: DE2945619A1
Application number: DE19792945619
Authority: DE
Inventors: Katsumi Iwatani; Takeo Ohashi
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1979-11-12
Publication date: 1980-05-14
Also published as: US4309623A; DE2945619C2

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Netzteil für elektronische Zählsysteme und richtet sich insbesondere auf ein verbessertes Netzteil, bei dem Schwierigkeiten vermieden sind, die durch einen Ausfall seiner Eingangsspannung verursacht sind.

Es ist ein elektronisches Zählsystem bekannt, bei welchem eine elektronische Zählvorrichtung Eingangssignale erhält, zu denen Zählimpulse einer Nachweisvorrichtung, wie eines Annäherungsschalters, eines photoelektrischen Schalters, eines Drehwandlers, eines kontaktlosen Relais oder dergleichen, gehören. Eine solche Zählvorrichtung ist mit einer Spannungsquelle verbunden, durch die sie mit Spannung versorgt wird. Falls die Wechselspannungsquelle infolge einer Panne oder eines allgemeinen Stromausfalls die Nachweisvorrichtung nicht mehr mit Spannung versorgt, wird die Nachweisvorrichtung anstelle der normalen Spannung vorübergehend mit einer niedrigeren Spannung versorgt, woraufhin die Nachweisvorrichtung ein fehlerhaftes Signal während einer Zeit erzeugt, während der die Versorgungsspannung unter einem bestimmten Wert liegt. Wenn dann dieses durch die Nachweisvorrichtung während des Spannungsausfalls erzeugte fehlerhafte Signal durch die elektronische Zählvorrichtung als Eingangssignal angenommen wird, kommt es zu Zählfehlern der Zählvorrichtung. Solche Fehler sind insbesondere unangenehm bei einer Zählvorrichtung, die eine nicht-flüchtige Speicherfunktion hat und die gezählten Daten während des Spannungsausfalls speichert.

Daher bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Netzteils für elektronische Zählsysteme, das während eines Spannungsausfalls verhindert, daß eine Zählvor-

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richtung ein fehlerhaftes Signal annimmt, das eine Nachweisvorrichtung erzeugt, die mit der Zählvorrichtung in Wirkverbindung steht.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Netzteils mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Spannungsausfallsignals, die, bevor eine Nachweisvorrichtung ein fehlerhaftes Signal während eines Spannungsausfalls erzeugt, einen Versorgunqsspannunqsabfall nachweist und eine Zählvorrichtung mit einem Spannungsausfallsignal versorgt, das verhindert, daß die Zählvorrichtung das fehlerhaftes Signal annimmt·

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Netzteils mit einer Verzögerungsschaltung, die gestattet, daß eine Zählvorrichtung Signale einer Nachweisvorrichtung nach einer bestimmten Zeit nach Erholuna der Spannung annimmt.

Hierzu schlägt die Erfindung ein Netzteil gemäß Anspruch 1 und in bevorzugten Ausgestaltungen gemäß der Unteransprüche vor.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind

Fig. 1 ein Schaltschema einer Ausführunqsform des erfindungsgemäßen Netzteils für elektronische

Zählsysteme,

Fig. 2 eine Darstellung von Abfallkurven der Versorgungsspannung aus den Spannunrrskonstanthaltern der Vorrichtung der Fig. 1,

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Fig. 3 ein Schaltschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzteils,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Spannungsabfallvorgänge der Vorrichtung der Fig. 3,

Fig. 5 ein Schaltschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzteils,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Spannungsabfallvorgänge der Vorrichtung der Fig. 5, und

Fign. 7 Schaltbilder von Spannungskonstanthaltern, die in und 8 _der vorrichtung der Fig. 1, 3 oder 5 verwendet werden können.

Nach Fig. 1 ist ein Netzteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer elektronischen Zählvorrichtung 100 und einer Nachweisvorrichtung 6 verbunden, die ein Eingangssignal an die Zählvorrichtung 100 liefert. Das Netzteil umfaßt eine Wechselspannungsquelle 1, einen Transformator 2 mit Sekundärwicklungen 21 und 22, eine erste Gleichspannungsschaltung, die mit der Sekundärwicklung 21 und der Zählvorrichtung 6 verbunden ist, und eine zweite Gleichspannungsschaltunq, die mit der Sekundärwicklung 22 und der Zählvorrichtung 100 verbunden ist. Die Primärwicklung 20 ist über einen Netzschalter 10 mit der Wechselspannungsquelle 1 verbunden. Die erste Gleichspannungsschaltung besteht aus einem Gleichrichter 31, der mit der Sekundärwicklung 21 verbunden ist, einem Glättungskondensator 41 und einer SDannunaskonstanthalterschaltung 51. Die zweite Gleichspannungsschaltung besteht aus einem Gleichrichter 32, der mit der Sekundärwicklung 22 verbunden ist, einem Glättungskondensator 4 2 und einer Spannungs-

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konstanthalter schaltung 52. Die Spannungskonstanthalterschal tungen 51 und 52 können eine herkömmliche Schaltung, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, oder eine schaltende Spannungskonstanthalterschaltung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, verwenden. Fig. 2 zeigt Abklingkurven E-) und E2 der Versorgungsspannung aus der Spannungskonstanthalterschaltung 51 bzw. der Spannungskonstanthalterschaltung 52. Die erste und die zweite Gleichspannungsschaltung, die einen Kondensator 41 bzw. einen Konden- sator 42 aufweisen, sind so ausgelegt, daß, wie in Fig. 2 zu sehen, die Versorgungsspannung E₁ aus der Schaltung 51 eine längere Entlade- bzw. Abklingzeitdauer als die Versoraungsspannung E₂ aus der Schaltuna 52 hat, wenn ein Spannungsausfall in der Wechselspannungsquelle 1 auftritt.

Die Schaltung 52 versorgt die elektronische Zählvorrichtung 100 mit der Versorgungsspannung E₂* während die Schaltung 51 die Nachweisvorrichtung 6 mit der Versorgungsspannung E-] versorgt. Die Spannung E-) wird ferner auf eine Leuchtdiode 8 und einen Transistor 7 gegeben, der durch das Ausgangssignal der Vorrichtung 6 angesteuert wird. Die Diode 8 bildet mit einem in die Zählvorrichtung 100 eingebauten photoelektrischen Transistor 80 einen optoelektronischen Koppler. Daher wird das Ausgangssignal der Vorrichtung 6 normalerweise über den optoelektronischen Koppler als Eingangssignal in die Zählvorrichtung 100 eingeführt.

Wenn nun im Zeitpunkt t-] ein Spannungsausfall an der Spannungsquelle eintritt, beginnt, siehe Fig. 2, die Versorgungsspannung E₁ zur Vorrichtung 6 langsam entlang der Kurve E₁ abzufallen. Sobald die Spannung E₁ im Zeitpunkt X-2 unter einen bestimmten Wert abfällt, erzeugt die Nachweisvorrichtung 6 ein fehlerhaftes Signal W. Die zweite Gleichspannungsschaltung ist

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so ausgelegt, daß im Zeitpunkt t2 die Versorgungsspannung E2 praktisch Null ist, wofür die Zählvorrichtung 100 nicht betreibbar ist. Selbst wenn daher nach dem Zeitpunkt t2 dieses fehlerhafte Signal W durch die Vorrichtung 6 auf die Vorrichtung 100 gegeben wird, nimmt die Zählvorrichtung 100 dieses Signal W nicht an.

Nach dieser Ausführungsform wird das Ausgangssignal der Vorrichtung 6 über den optoelektronischen Koppler (8 und 80) auf die Vorrichtung 100 gegeben und außerdem sind die beiden Gleichspannungsschaltungen zur Erzeugung der Versorgungsspannungen E-j und E2 elektrisch vollkommen getrennt, so daß die Zählvorrichtung 100 von elektrischem Rauschen frei ist und ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis aufweist. In Fig. 1 ist nur ein einziger photoelektronischer Koppler gezeigt, das Ausgangssignal der Vorrichtung 6 kann jedoch ein Zählimpulssignal, ein Gate-Steuersignal, ein Rücksetzsignal und andere Signale enthalten, und zwischen den Vorrichtungen 6 und 100 können mehrere optoelektronische Koppler vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzteils, das an eine Zählvorrichtung 100 und eine Nachweisvorrichtung 6 angeschlossen ist. Die Zählvorrichtung 100 ist bei dieser Ausführungsform so eingerichtet, daß sie während eines Spannungsausfalls eine nicht-flüchtige Speicherfunktion hat. Im übrigen bezeichnen Bezuqszeichen in Fig. 3, die mit solchen in Fig. 1 übereinstimmen, gleiche Teile wie in Fig. 1. Eine erste Gleichspannungsschaltung, die aus einem Gleichrichter 31, einem Kondensator 41 und einer Spannungsreglerschaltung 51 besteht, versorgt die Vorrichtung 6 mit einer Gleichspannung. Eine zweite Gleichspannungsschaltung, die mit der Sekun-

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därwicklung 22 verbunden ist, umfaßt im wesentlichen einen Gleichrichter 32, einen Kondensator 42, eine Spannungskonstanthalterschaltung 53, eine Spannungsnachweisschaltung 9 und eine zusätzliche Gleichspannungsquelle 131, beispielsweise eine Batterie. Die Zählvorrichtung 100 wird durch die Schaltung 53 mit der Versorgungsspannung E2 versorgt.

Die Schaltung 53 ist eine Spannungskonstanthalterschaltung des schaltenden Typs, bei welcher ohne großen Leistungsverlust ein großer Unterschied zwischen der nicht-stabilen Eingangsspannung Eq und der stabilen Ausgangsspannung E2 vorhanden sein kann. Die Schaltung 53 ist im einzelnen in Fig. 8 gezeigt und umfaßt einen Schaltabschnitt mit einem Transistor 253, einen Glättungsabschnitt mit einer Spule 254 und einem Kondensator 255, und einen Steuerabschnitt mit einer Zener-Diode 256 und Transistoren 257 und 258.

Die Spannungsnachweisschaltung 9 ist so eingerichtet, daß sie einen bestimmten Wert E₃ nachweist, der in Normalsituationen ungefähr in der Mitte zwischen der Eingangsspannung Eq und der Ausgangsspannung E2 der Spannungskonstanthalterschaltung 53 liegt. Die Schaltung 9 besteht im wesentlichen aus einer Zener-Diode 91 und einem Transistor 92 und erzeugt ein Spannungsausfallsignal, wenn die Eingangsspannung Eq unter den bestimmten Wert E₃ abfällt. Das durch die Schaltung 9 erzeugte Spannungsausfallsignal wird über eine Pufferschaltung 130 auf die Zählvorrichtung 100 gegeben. Die Batterie 131 versorgt als Zusatzspannungsquelle die Pufferschaltung 130 und die Zählvorrichtung 100 mit einer Gleichspannung, so daß die Zählvorrichtung 100 die eingegebenen Daten selbst während eines Spannungsausfalls speichert. Die Diode 132 verhindert, daß die Batterie 131 auf andere nicht notwendige Teile Strom

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abgibt. Das durch die Nachweisschaltung 9 erzeugte Spannungsausfallsignal verhindert, daß die Zählvorrichtung 100 Signale der Nachweisvorrichtung 6 annimmt, und gibt der Vorrichtung 100 den Befehl, die eingegebenen Daten während des Spannungsausfalls zu speichern.

Fig. 4 zeigt die Abklingkurven bei der Vorrichtung der Fig. 3, wenn bei der Wechselspannungsquelle 1 ein Spannungsausfall auftritt. Wenn der Spannungsausfall im Zeitpunkt t-) auftritt, fällt die bis dahin mit einer Welligkeit vorliegende Eingangsspannung Eq vom Zeitpunkt t-| an mit einer bestimmten Zeitkonstanten ab. Bevor die Ausgangsspannung E2 aus dem Regelbereich der Spannungskonstanthalterschaltung 53 abzufallen beginnt, ist die Eingangsspannung Eg unter dem bestimmten Wert E_s abgesenkt, und die Nachweisschaltung 9 erzeugt im Zeitpunkt t₃ das Spannunasausfallsignal S. Der Zeitpunkt t3» in dem das Spannungsausfallsignal erzeugt wird, liegt vor einem Zeitpunkt t2/ in dem mit dem Abfall der Ausgangsspannunq E-j der Spannungskonstanthalterschaltung 51 ein fehlerhaftes Ausgangssignal W (schraffiert gezeigt) erzeugt wird. Dementsprechend nimmt, wenn im Zeitpunkt t2 das fehlerhafte Ausgangssignal W erscheint, die Zählvorrichtung 100 das Signal W der Nachweisschaltung 6 nicht mehr an, so daß keine Fehler entstehen. Um das Arbeiten der Zählvorrichtung 100 während des Spannungsausfalls zu sichern, wird vorausgesetzt, daß die Abfallzeit der Ausgangsspannung E-] der Schaltung 51 ausreichend langer als die Abfallzeit der Eingangsspannung Eq zur Schaltung 53 ist, so daß der Zeitpunkt t3 sicher vor dem Zeitpunkt t2 liegt.

Fig. 5 zeigt das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des Netzteils gemäß der Erfindung, wonach eine mit der Zählvorrichtung 100 verbundene zwei-

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te Gleichspannungsschaltung eine erste Gleichrichtungsschaltung 32 und eine zweite Gleichrichtuncrsschaltuna umfaßt. Die Schaltung 32 dient dazu, die Zählvorrichtung 100 mit einer Gleichspannung zu versorgen, während die Schaltung 33 dafür da ist, die Spannungsnachweisschaltung 9 mit einem durch diese nachzuweisenden Versorgungspotential zu versorgen. Die Spannungskonstanthalterschaltung 53 zur Versorgung der Zählvorrichtung 100 mit der Hauptgleichspannung und die Spannuncjsnachweisschaltung 9 sind unabhängig voneinander mit dem Gleichrichter 32 bzw. dem Gleichrichter 33 verbunden. Fig. 6 zeigt Abfall- und Anstiegskurven der Versorgungsgleichspannung bei dem Netzteil der Fig. 5. Mit einem Spannungsausfall an der Wechselspannunqsquelle 1 im Zeitpunkt t-| beginnt die von der aus dem Gleichrichter 33 und dem Glättungskondensator 43 bestehenden Gleichrichtungs-Glättungsschaltung erzeugte Versorgungsspannung Ε-, abzufallen. Mit und nach dem Abfall der Spannung E-j auf einen bestimmten Wert E_s erzeugt die Spannungsnachweisschaltung 9 ein Spannungsausfallsignal S. Das Signal S wird über eine Verzögerungsschaltung 200 auf die Zählvorrichtung 100 gegeben und verhindert, daß die Vorrichtung 100 irgendein weiteres Ausgangssignal der Nachweisvorrichtung 6 annimmt. Die Verzögerungsschaltung 200 ist so ausgelegt, daß sie nur eine vernachlässigbare Verzögerungszeit im Zeitpunkt to hat. Parallel mit dem Abfall der Spannung E3 fällt auch die Eingangsspannung der Spannungskonstanthalterschaltung 53 ab, während die Ausgangsspannung E21 wie in Fig. 6 gezeigt, in einem Zeitpunkt t4 abzufallen beginnt. Der Zeitpunkt t, liegt früher, wenn die Schaltung 53 mit einer Zählvorrichtung 100 höheren Leistungsverbrauchs verbunden ist. Die Einqanqsimpedanz der Zählvorrichtung 100 beeinflußt nämlich die Lage des Zeitpunkts

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t<j, nicht aber die Lage des Zeitpunkts t3, da die Spannungen E2 und E3 unabhängig voneinander von getrennten Gleichrichtern 32 und 33 erzeugt werden. Die Abklingzeitdauer von E3 wird so festgelegt, daß der Zeitpunkt t3 ausreichend vor einem Zeitpunkt t2 liegt, an dem während des Spannungsausfalls ein fehlerhaftes Signal W durch die Nachweisvorrichtung 6 erzeugt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Einstellung der Abklingzeitdauer der mit der Zählvorrichtung 100 verbundenen zweiten Gleichspannungsschaltung durch die Einstellung der Abklingzeitdauer der Versorgungsspannung E₃ repräsentiert.

Wenn sich die Spannung der Gleichspannungsquelle im Zeitpunkt t^ erholt, steigen die Spannungen E-j, E2 und E3 in der in Fig. 6 gezeigten Weise an. Nach dem Erreichen des bestimmten Wertes E_s durch die Spannung E3 im Zeitpunkt t5 bricht die Spannungsnachweisschaltung 9 im Zeitpunkt tg die Erzeugung des Spannungsausfallsignals S ab. Die Zeitverzögerung zwischen t5 und tg wird durch die Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung 200 bestimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Wert des Widerstands 203 so festgelegt, daß er das 100fache des Werts des Widerstands 202 beträgt. Der Zeitpunkt tg wird so festgelegt, daß er ausreichend nach dem Zeitpunkt liegt, von dem an mit Erholung der Spannung der Wechselspannungsquelle das fehlerhafte Signal W durch die Nachweisschaltung 6 nicht mehr erzeugt wird.

Zwischen den positiven Leitungen der Gleichrichter 32 und 33 ist eine Diode 34 vorgesehen. Wenn die Eingangsspannung der Schaltung 53 unter die Spannung E3 vermindert wird, erzwingt die Diode 34, daß die Spannung E3 nahe an der Eingangsspannung der Schaltung 53 liegt, wodurch das Spannunqsausfallsignal S sicher

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erzeugt wird, selbst wenn die Ausgangsspannung E2 infolge eines großen Leistungsverbrauchs der Zählvorrichtung 100 rasch abfällt.

Nach der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Gleichrichtungs-Glättungsschaltung für die von der Nachweisschaltung 9 nachzuweisende Versorgungsspannung unabhängig von der ersten Gleichrichtungs-Glättungsschaltung für die Haupt-Gleichspannungsversorgung der Zählvorrichtung 100, so daß das Spannungsausfallsignal ohne Beeinflussung durch die Größe des Leistungsverbrauchs der Zählvorrichtung 100 präzise erzeugt und gelöscht wird.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen hat der Transformator zwei Sekundärwicklungen, er kann aber alternativ auch nur eine gemeinsame Sekundärwicklung oder mehrere Sekundärwicklungen haben, von denen jede mit einer Gleichrichtungs-Glättungsschaltung verbunden ist.

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Claims

Netzteil für elektronische Zählsysteme

Priorität:

13. November 1978 - JAPAN - Nr. 139499/1978 13. November 1973 - JAPAN - Nr. 139501/1978

PATENTANSPRÜCHE

(j.. Netzteil, gekennzeichnet durch eine Wechselspannungsquelle (1), eine mit der Wechselspannungsquelle verbundene erste Gleichspannungsschaltung zur Versorgung einer Nachweiseinrichtung (6) mit einer Gleichspannung, eine mit der Wechselspannunasquelle verbundene zweite Gleichspannunasschaltuna zur Versorgung einer elektronischen Zählvorrichtuna (100) mit einer Gleichspannung, wobei die Nachweisvorrichtuna so eingerichtet ist, daß sie die elektronische Zählvorrichtuna

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mit einem Ausgangssignal versorgt,und die Abfallzeitdauer für die erste Gleichspannungsschaltung länger als diejenige für die zweite Gleichspannungsschaltung ist, so daß während eines Spannungsausfalls an der Wechsel-Spannungsquelle die Zählvorrichtung kein fehlerhaftes Signal annimmt, das durch die Nachweiseinrichtung erzeugt wird, wenn die ihr zugeführte Wechselspannung abfällt.
2. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Gleichspannungsschaltung eine Spannungsausfallsignalerzeugungseinrichtung (9) aufweist, die der elektronischen Zählvorrichtung (100) ein Spannungsausfallsignal zuführt, wenn die zuzuführende Gleichspannung der zweiten Gleichspannungsschaltung unter einen bestimmten Wert absinkt, wobei das Spannungsausfallsignal verhindert, daß die elektronische Zählvorrichtung ein fehlerhaftes Signal annimmt, das durch die Nachweiseinrichtung (6) erzeugt wird, und daß die zweite Gleichspannungsschaltung ferner eine zusätzliche Gleichspannungsquelle (131) aufweist, die mit der Spannungsausfallsignalerzeugungseinrichtung und der elektronischen Zählvorrichtung verbunden ist.
3. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Gleichspannungsschaltung eine mit der Wechselspannungsquelle (1) verbundene Gleichrichtungs-Glättungsschaltung (32, 42) und eine mit der Gleichrichtungs-Glättungsschaltung verbundene Spannungskonstanthalterschaltung (53) aufweist, wobei die Spannungsausfallsignalerzeugungseinrichtung (9) eine Ausgangsspannung der Gleichrichtungs-Glättungsschaltuna nachweist und die Spannungskonstanthalterschaltung die elektronische Zählvorrichtung (100) mit einer Gleichspannung versorgt.

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4. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Gleichspannungsschaltung eine erste Gleichrichtungs-Glättungsschaltung (32, 42) zur Versorgung der elektronischen Zählvorrichtung (100) mit einer Gleichspannung und eine zweite Gleichrichtungs-Glättungsschaltung (33, 43) zur Versorgung der Spannungsausfallsignalerzeugungseinrichtung (9) mit einer Gleichspannung proportional zur Versorgungsspannunq aus der Wechselspannungsquelle (1) aufweist, und daß die Abkling-Zeitdauer der zweiten Gleichrichtungs-Glättungsschaltung die Abklingzeitdauer der zweiten Gleichspannungsschaltung repräsentiert.
5. Netzteil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zwischen den positiven Leitungen der ersten Gleichrichtungs-Glättungsschaltung (32, 42) und der zweiten Gleichrichtungs-Glattunasschaltung (33, 43) angeschlossene Diode (34), so daß durch die Diode das Potential der zweiten Gleichrichtungs-Glättungsschaltung in die Nähe des Potentials der ersten Gleichrichtungs-Glättungsschaltung gezwungen wird.
6. Netzteil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Verzögerungsschaltung (200) zwischen der Spannungsausfallsignalerzeugungseinrichtung (9) und der elektronischen Zählvorrichtung (100), so daß das Spannungsausfallsignal der Spannungsausfallsignalerzeugungseinrichtung noch eine bestimmte Zeit nach der Spannunaserholung der Wechselspannungsquelle (1) auf die elektronische Zählvorrichtung gegeben wird.

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