DE3024241C2 - Schaltungsanordnung zum Eliminieren des Einflusses einer Phasenverschiebung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Eliminieren des Einflusses einer Phasenverschiebung zwischen den 'ipannungspotentialen der beiden Meßpunkte einer Wechselstrom-Meßbrücke mit komplexen Widerständen, wobei die Differenz der Spannungspotentiale das Meßsignal bilde;.

Aus der US-PS 24 98 103 ist eine Wechselstrom-Meßbrücke bekannt, bei der zwischen den Meßpunkten der Brücke und den Eingangsanschlüssen eines Meßkreises Verstärker/Gleichrichter-Kreise angeordnet sind und zwischen je einem Ausgang dieser Kreise und einem mit der Wechselstrom-Meßbrücke gemeinsamen Bezugspotential je ein Kondensator angeschlossen ist. Der Meßkreis enthält als Anzeigeinstrument ein Galvanometer, welches den bei nicht abgeglichener Brücke zwischen den Meßpunkten fließenden Querstrom erfaßt. Bei einer Messung wird das veränderliche Schaltglied der Brücke solange geändert, bis der Anzeiger des Galvanometers den Wert null anzeigt, also zwischen den Meßpunkten der Brücke kein Strom fließt. Die Bedeutung der Kondensatoren ist nicht erwähnt. Auch enthält die Literaturstelle keine Angaben über den Einfluß einer eventuellen Phasenverschiebung auf das Meßergebnis.

Bei der Anwendung von Wechselstrom-Brückenschaltungen mit komplexen Widerständen ist es auch bekannt, die Spannungsdifferenz zwischen den Meßpunkten als Meßsignal zu nutzen. Die beim Vorhandensein eines komplexen Widerstandes auftretende Phasenverschiebung zwischen den Spannungspotentialen der Meßpunkte verfälscht jedoch die Differenzspannung und kann zu nicht vernachlässigbaren Fehlern im Meßergebnis führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die geeignet ist, bei der Erfassung der Differenz der Spannungspotentiale an den beiden Meßpunkten einer Wechselstrom-Meßbrücke mit komplexen Widerständen sicherzustellen, daß das Meßergebnis durch eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungspotentialen nicht beeinflußt wird.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Meßpunkten und den Eingangsanschlüssen einer Schaltung zur Differenzbildung in jedem Spannungspfad ein Gleichrichterventil angeordnet ist und daß'jedem Gleichrichterventil ein zwischen seinem Ausgang und einem mit der Wechselstrom-Meßbrücke gemeinsamen Bezugspc tential liegender Speicher nachgeschaltet ist.

Die Gleichrichterventile können vorteilhafterweise als Zweiweggleichrichter ausgebildet sein. Auch ist es zweckmäßig, Speicher in elektronischer Bauart zu benutzen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden die das Meßsignal repräsentierenden Spannungspotentiale nach Umformung in Gleichspannungswerte auf einen Speicher gegeben, wodurch sich dieser auf das jeweilige Spitzenpotential auflädt, welches infolge der in rückwärtiger Richtung sperrenden Wirkung des Gleichrichterventils eine Zeitlang erhalten bleibt An den beiden Speichern treten auf diese Weise Gleichspannungspotentials auf, die nicht mehr von der Phasenverschiebung der Ausgangspotentiale beeinflußt sind.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Schaltungsanordnung besteht darin, daß mit Hilfe der modernen Halbleitertechnik Gleichspannungspotentiale einfacher zu verarbeiten sind als Wechselspannungspotentiale. Die neue Schaltungsanordnung ist für alle Frequenzen und für alle Spannungsformen wie Sinus-, Recht-, Dreieck-, Sägezahnformen usw. einsetzbar. Sie ist überdies auch anwendbar, wenn in der Brückenschaltung mehrere veränderliche komplexe Widerstände auftreten und wenn die Frequenzen und Spannungsformen in den Brückenzweigen nicht gleich sind, insbesondere, wenn eine Spannung eine Gleichspannung ist.

Die Erfindung wird nachstehend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausfüfirungsbeispiel näher erläutert.

Das in der Zeichnung dargestellte Schaltungsbeispiel zeigt die Anwendung der Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Brückenschaltung bekannter Ausführung mit vier Widerständen Z„ Z^, Zi und Zt, von denen wenigstens ein Widerstand durch ein Meßobjekt gebildet wird. Die Brücke wird aus einer Wechselspannungsquelle U gespeist. Die Differenz der Spannungspotentiale zwischen den Punkten A und B ist das Meßsignal. An diesem Punkt ist die Schaltungsanordnung zum Eliminieren des Einflusses einer Phasenverschiebung angeschlossen. Sie enthält in jedem Spannungspfad ein Gleichrichterventil G\ bzw. Gi sowie einen nachgeschalteten Speicher S\ bzw. 52, deren Fußpunkte an einen gemeinsamen Bezugspunkt angeschlossen sind. An den zweipoligen Ausgang fund Fder Schaltungsanordnung ist ein Verstärker V zur weiteren Verarbeitung der Gleichspannungspotentiale angeschlossen.

Die Gleichrichterventile können als Einweg- oder Zweiweggleichrichter ausgebildet sein.

Die Schaltungsanordnung läßt sich z. B. vorteilhaft einsetzen bei der Leitfähigkeitsmessung von flüssigen Elektrolyten mit Hilfe von Leitfähigkeitsmeßzellen mit endlichem C-Wert. In diesem Fall können ein oder mehrere Brückenwiderstände durch Leitfähigkeitsmeßzellen gebildet werden. Auch für andere Meßaufgaben unter Verwendung von Brückenschaltungen im Nieder- und Hochfrequenzbereich ist die neue Schaltungsanordnung verwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Eliminieren des Einflusses einer Phasenverschiebung zwischen den Spannungspotentialen der beiden Meßpunkte einer Wechselstrom-Meßbrücke mit komplexen Widerständen, wobei die Differenz der Spannungspotentiale das Meßsignal bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Meßpunkten und den Eingangsanschlüssen (E, F) einer Schaltung (V) zur Differenzbildung in jedem Spannungspfad ein Gleichrichterventil (Gi bzw. G 2) angeordnet ist und daß jedem Gleichrichterventil (G 1 bzw. G 2) ein zwischen seinem Ausgang und einem mit der Wechselstrom-Meßbrücke gemeinsamen Bezugspotential liegender Speicher (Sl bzw. 52) nachgeschaltet ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterventile (G 1, G 2) als Zweiweggleichrichter ausgebildet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (S 1, S 2) als elektronische Speicher ausgebildet sind.