DE2951627A1

DE2951627A1 - Korrekturschaltung fuer elektrizitaets-und waermemengenzaehler mit elektronischem messwerk

Info

Publication number: DE2951627A1
Application number: DE19792951627
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Stepper & Co
Current assignee: Stepper & Co
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2951627C2

Description

Korrekturschaltung für Elektrizitäts- Wärmemengenzähler mit
elektronischem Meßwerk E ist ein bekannter Mangel analoger elektronischer Schaltungen für Elektrizitäts- und Wärmemengenzähler, daß infolge sich indernder Offsetspannungen und Driftströme an elektronischen Bauelementen der Meßbereich für eine bestimmte Genauigkeitsanforderung erheblich eingeschränkt wird. Durch Verwendung hochwertiger Bauelemente, von Verstärkern mit selbsttätiger Nullpunktjustierung oder durch eine besondere Schaltungsanordnung (Umladeverfahren) lassen sich diese Fehlereinflüsse reduzieren. Nachteilig sind dabei die entweder relativ hohen Kosten der benötigten Bauelemente und beim Umladeverfahren die prinzipbedingte relativ sehr niedrige Ausgangsfrequenz am Meßwerkausgang.
Die erfindungsgemäße Korrekturschaltung vermeidet diese Nachteile bei gleichzeitiger Erhöhung der Meßsicherheit. Sie sorgt dafür, daß Offsetspannungen und Driften praktisch ohne Einfluß auf den Meßvorgang bleiben, wodurch sehr billige Bauteile verwendet werden können und andererseits auf das Umladeverfahren verzicntet werden kann.
Es handelt sich gemäß Fig. 1 um eine Schaltung für Elektrizitäts-und Wärmemengenzähler mit statischem Meßwerk, die Vorrichtungen zur Multiplikation von Analogsignalen, Einrichtungen zur Analogfrequenzwandlung und Vorrichtungen zur Impulszählung umfaßt, auf die ein erstes, von einem Meßwert X über einen ersten Meßwertwandler 1 abgeleitetes Signal, sowie ein zweites, von einem Meßwert Y über einen zweiten Meßwertwandler 2 abgeleitetes Signal aufgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Meßwert X über den ersten Meßwertwandler 1 abgeleitete Signal den ersten Eingängen von mindestens zwei analogen Multiplizierern 3 und 4 zugeführt wird, daß das vom Meßwert Y über den zweiten Meßwertwandler 2 abgeleitete Signal über einen ersten Schalter 9 in einem von einem Generator 14 vorgegebenen Schalttakt wechselweise auf die zweiten Eingänge der Multiplizierer 3 und 4 aufgeschaltet wird, daß das Ausgangssignal des ersten Multiplizierers 3 in einem ersten Filter 5 geglättet und dem Eingang eines ersten Analogfrequenzwandlers 7 zugeführt wird, dessen Ausgangsimpulsleitung 19 von einem zweiten Schalter 11 in dem vom Generator 14 vorgegebenen Schalttakt wechselweise auf den Eingang 27 ggf.
über eine vorhandene Teilerstufe 30 einer Zählstufe (Zählwerk) 13 und dem Eingang 23 eines ersten Kontrollgliedes A aufgeschaltet wird, daß das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers 4 in dem zweiten Filter 6 geglättet und dem Eingang eines zweiten Analogfrequenzwandlers 8 zugeführt wird, dessen Ausgangsimpulsleitung 20 vom zweiten Schalter 11 im Gegentakt zur Aufschaltung der Impulsleitung 19 des ersten Analogfrequenzwandlers 7 wechselweise auf den Eingang 24 eines zweiten Kontrollgliedes B und den Eingang 28 ggf. über eine Teilerstufe 30 der Zählstufe 13 aufgeschaltet wird, daß ein Referenzsignal einer Quelle 12 über einen dritten Schalter 10 im Schalttakt des Generators 14 an Punkten vor den Analogfrequenzwandlern, beispielsweise auf die Eingänge 25 und 26 der Filter 5 und 6 wechselweise aufgeschaltet wird, daß die Ausgangssignalleitung des ersten Kontrollgliedes A ständig an Punkten vor dem ersten Analogfrequenzwandler 7, beispielsweise am Eingang 25 des ersten Filters 5, und die Ausgangssignalleitung des zweiten Kontrollgliedes B ständig an Punkten vor dem zweiten Analogfrequenzwandler 8, beispielsweise am Eingang 26 des zweiten Filters 6, angeschaltet sind, daß die Kontrollglieder A und B im wesentlichen jeweils eine Digitalbezugswert-Vergleicherschaltung (KOM), einen Speicher (REG) und einen Digital-Analog-Wandler (DAW) enthalten, daß bei dem Schaltzustand a der Schalter 9, 10 und 11 die Ausgangsimpulsleitung 19 des ersten Analogfrequenzwandlers 7 auf die Zählstufe 13 ggf. über eine Teilerstufe 30 durchgeschaltet ist und dem Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers 4 ein von der Quelle 12 abgegebenes Referenzsignal hinzugefügt wird und die dabei am Ausgang 20 des zweiten Analogfrequenzwandlers 8 auftretende Impulsfrequenz mittels der Digitalbezugswert-Vergleicherschaltung (KOM) des zweiten Kontrollgliedes B mit einem Sollwert (Sollfrequenz) verglichen wird und ein im Speicher (REG) gespeicherter Wert bei Abweichungen vom Sollwert entsprechend erhöht oder vermindert wird, wobei die Richtung der Änderung des Speicherinhalts so gesteuert ist, daß die Änderung des Analogsignals vom Digital-Analog-Wandler (DAW) an der Ausgangssignalleitung des zweiten Kontrollyliedes B, die an einem Punkt vor dem zweiten Analogfrequenzwandler 8, beispielsweise am Eingang 26 des zweiten Filters 6, aufgeschaltet ist, am Ausgang 20 des zweiten Analog-Frequenzwandlers 8 eine Frequenzänderung bewirkt, die der Abweichung vom Sollwert entgegenwirkt, und die Anordnung so einen Regelkreis bildet, der die Ausgangsfrequenz des zweiten Analog-Frequenzwandlers 8 während der Korrekturphase dem dem Referenzsignal der Quelle 12 entsprechenden Sollwert angleicht, daß bei dem Schaltzustand b der Schalter 9, 10 und 11 sich der erste Filter 5 und der erste Analogfrequenzwandler 7 in Verbindung mit dem ersten Kontrollglied A und der Quelle 12 in der Korrekturphase befinden, während jetzt die Ausgangsimpulsleitung 20 des zweiten Analogfrequenzwandlers 8 auf die Zählstufe 13 ggf. über die Teilerstufe 30 durchgeschaltet ist.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Korrekturschaltung in Verbindung mit einer Überwachungseinrichtung für die Funktionsfehlererkennbarkeit gezeigt. Hierbei sind die für die Korrekturschaltung erforderlichen wechselseitig arbeitenden im wesentlichen aus Multiplizierern 3 und 4, den Filter 5 und 6, den Analogfrequenzwandlern 7 und 8 und den Umschaltern 10 und 11 bestehenden Meßzweige an den Meßausgängen 27 und 28 ggf. unter Zwischenschaltung der digitalen Untersetzerstufen 31 und 32 mit den Eingängen der Impulswertvergleicherschaltung 35 verbunden, an deren Ausgang eine der Differenzimpulszahl entsprechende Zahl von Impulsen (Fehlerimpulszahl) vorhanden ist und dieser Ausgang mit einer Grenzwertüberschreitungseinrichtung 36 verbunden ist, die bei n-facher Überschreitung eines vorgegebenen prozentualen Anteils der Fehlerimpulszahl zur Gesamtimpulszahl (Referenzimpulszahl) über eine Ausgangsleitung 37 entsprechende Warn- und/oder Steuersignale beispielsweise für die Stillsetzung des Meßvorganges und/oder das Betätigen eines Zeitmeßgerätes abgibt. Dabei kann als Referenzimpulszahl die Impulszahl verwendet werden, die am Ausgang eines Oder-Tores 34, dessen Eingänge mit den Untersetzerstufen 31 und 32 verbunden sind, vorhanden ist.
Fig. 3 zeigt als Anwendungsbeispiel die Korrekturschaltung bei einem Drehstrom-Elektrizitätszähler, bei dem die Größen YR, YS und YT die Meßströme und XR, XS und XT die Meßspannungen der einzelnen Phasen bedeuten. Die Meßwertwandler (beispielsweise Strom-und Spannungswandler) passen die Meßgrößen den entsprechenden Eingängen der Multiplizierer 3 und 4 an. Für die Bildung jedes Produktes einer Phase sind zwei Multiplizierer vorhanden. Die Ausgänge der Multiplizierer 3 werden summiert und bilden den Summenpunkt 25 (Fig. 1), die Ausgänge der Multiplizierer 4 werden ebenfalls summiert und bilden den Summenpunkt 26 (Fig. 1).
Der Schalter 9 hat mit seinen Schalterstellungen a und b dieselbe Funktion wie der Schalter 9 in Fig. 1.
Die gleiche Korrekturschaltung ist auch für Wärmemengenzähler anwendbar, indem die Eingänge Y und X (Fig. 1) einmal das von einer Temperaturdifferenz mit bekannten Mitteln abgeleitete Analogsignal und X ein zweites mit bekannten Mitteln von der Durchflußmenge des Wärmeträgers abgeleitetes Analogsignal bedeuten.
L e e r s e i t e

Claims

ntansprüch 1. Koriekturschaltung für Elektrizitäts- und Wärmemengenzähler mit statischem Meßwerk, die Vorrichtungen zur Multiplikation von Analogsignalen, Einrichtungen zur Analogfrequenzwandlung und Vorrichtungen zur Impulszählung umfaßt, auf die eir erstes, von einem Meßwert X über einen ersten Meßwertwandler (1) abgeleitetes Signal, sowie ein zweites, von einem Meßwert Y über einen zweiten Meßwertwandler (2) abgeleitetes Signal aufgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Meßwert X über den ersten Meßwertwandler (1) abgeleitete Signal den ersten Eingängen von mindestens zwei analogen Multiplizierern (3, 4) zugeführt wird, daß das vom Meßwert Y über den zweiten Meßwertwandler (2) abgeleitete Signal über einen ersten Schalter (9) in einem von einem Generator (14) vorgegebenen Schalttakt wechselweise auf die zweiten Eingänge der Multiplizierer (3, 4) aufgeschaltet wird, daß das Ausgangssignal des ersten Multiplizierers (3) in einem ersten Filter (5) geglättet und dem Eingang eines ersten Analog-Frequenzwandlers (7) zugeführt wird, dessen Ausgangsimpulsleitung (19) von einem zweiten Schalter (11) in dem vom Generator (14) vorgegebenen Schalttakt wechselweise auf den Eingang (27)ggf über eine vorhandene Teilerstufe 30 einer Zählstufe (Zählwerk) (13) und dem Eingang (23) eines ersten Kontrollgliedes (A) aufgeschaltet wird, daß das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers (4) in dem zweiten Filter (6) geglättet und dem Eingang eines zweiten Analogfrequenzwandlers (8) zugeführt wird, dessen Ausgangsimpulsleitung (20) vom zweiten Schalter (11) im Gegentakt zur Aufschaltung der Impulsleitung (19) des ersten Analogfrequenzwandlers (7) wechselweise auf den Eingang (24) eines zweiten Kontrollgliedes (B) und den Eingang (28) ggf. über eine Teilerstufe (30) der Zählstufe (13) aufgeschaltet wird, daß ein Referenzsignal einer Quelle (12) über einen dritten Schalter (10) im Schalttakt des Generators (14) an Punkten vor den Analogfrequenzwandlern, beispielsweise auf die Eingänge (25, 26) der Filter (5, 6) wechselweise aufgeschaltet wird, daß die Ausgangssignalleitung des ersten Kontrollgliedes (A) ständig an Punkten vor dem ersten Analogfrequenzwandler (7), beispielsweise am Eingang (25) des ersten Filters (5), und die Ausgangssignalleitung des zweiten Kontrollgliedes (B) ständig an Punkten vor dem zweiten Analogfrequenzwandler (8), beispielsweise am Eingang (26) des zweiten Filters (6), angeschaltet sind, daß die Kontrollglieder (A, B) im wesentlichen jeweils eine Digitalbezugswert-Vergleicherschaltung (KOM), einen Speicher (REG) und einen Digital-Analog-Wandler (DAW) enthalten, daß bei einem der beiden Schaltzustände (a) der Schalter (9, 10, 11) die Ausgangsimpulsleitung (19) des ersten Analogfrequenzwandlers (7) auf die Zähistufe (13) ggf. über eine Teilerstufe (30) durchgeschaltet ist und dem Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers (4) ein von der Quelle (12) abgegebenes Referenzsignal hinzugefügt wird und die dabei am Ausgang (20) des zweiten Analogfrequenzwandlers (8) auftretende Impulsfrequenz mittels der Digitalbezugswert-Vergleicherschaltung (KOM) des zweiten Kontrollgliedes (B) mit einem Sollwert (Sollfrequenz) verglichen wird und ein im Speicher (REG) gespeicherter Wert bei Abweichungen vom Sollwert entsprechend erhöht oder vermindert wird, wobei die Richtung der Änderung des Speicherinhalts so gesteuert ist, daß die Änderung des Analogsignals vom Digital-Analog-Wandler (DAW) an der Ausgangssignalleitung des zweiten Kontrollgliedes (B), die an einem Punkt vor dem zweiten Analogfrequenzwandler (8), beispielsweise am Eingang (26) des zweiten Filters 6, aufgeschaltet ist, am Ausgang (20) des zweiten Analog-Frequenzwandlers (8) eine Frequenzänderung bewirkt, die der Abweichung vom Sollwert entgegenwirkt, und die Anordnung so einen Regelkreis bildet, der die Ausgangsfrequenz des zweiten Analog-Frequenzwandlers (8) während der Korrekturphase dem dem Referenzsignal der Quelle (12) entsprechenden Sollwert angleicht, daß bei dem andern Schaltzustand (b) der Schalter (9, 10, 11) sich das erste Filter (5) und der erste Analogfrequenzwandler (7) in Verbindung mit dem ersten Kontrollglied (A) und der Quelle (12) in der Korrekturphase befinden, während jetzt die Ausgangsimpulsleitung(20) des zweiten Analogfrequenswandlers (8) auf die Zählstufe (13) ggf. über die Teilerstufe (30) durchgeschaltet ist.
2. Korrekturschaltung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Oberwachungsschaltung für die Funktionsfehlererkennbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Korrekturschaltung erforderlichen wechselseitig arbeitenden im wesentlichen aus Multiplizierern (3, 4), Filtern (5, 6), Analogfrequenzwandlern (7, 8) und Umschaltern (10, 11) bestehenden Meßzweige an den Meßausgängen (27, 28) ggf. unter Zwischenschaltung von digitalen Untersetzerstufen (31, 32) mit den Eingängen einer Impulswertvergleicherschaltung (35i verbunden sind, an deren Ausgang eine der Differenzimpulszahl entsprechende Zahl von Impulsen (Fehlerimpulszahl) vorhanden ist und dieser Ausgang mit einer Grenzwertüberschreitungseinrichtung (36) verbunden ist, die bei n-facher Überschreitung eines vorgegebenen prozentualen Anteils der Fehlerimpulszahl zur Gesamtimpulszahl (Referenzimpulszahl), die beispielsweise am Ausgang (33) eines Oder-Tores (34), das auf eine Zählstufe (13) arbeitet, wenn die Eingänge des Oder-Tores (34) mit den Ausgängen der Untersetzerstufen (31, 32) verbunden sind, und beispielsweise der Ausgang (33) des Oder-Tores (34) mit dem zweiten Eingang der Grenzwertüberschreitungseinrichtung (36) zur Übertragung einer Referenzimpulszahl verbunden ist,über eine Ausgangsleitung (37) entsprechende Warn-und/oder Steuersignale beispielsweise für die Stillsetzung des Meßvorganges und/oder das Betätigen eines Zeitmeßgerätes abgibt.