DE3443460A1

DE3443460A1 - Strommesseinrichtung

Info

Publication number: DE3443460A1
Application number: DE19843443460
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7150 Backnang Reustle
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1986-06-05
Also published as: DE3443460C2

Description

Strommeßeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Strommeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Strommeßeinrichtung wurde bereits in der älteren Anmeldung P 34 35 267.8 vorgeschlagen.
Bei der Strommeßeinrichtung gemäß P 34 35 267.8 sind zwei gepaarte Steuerdrosseln vorgesehen, die beide mit einer Hilfswechselspannung beaufschlagt sind. Mittels einer Brückenschaltung und einer Vergleichseinrichtung wird eine Differenzspannung gebildet. Ein zu dieser Differenzspannung proportionaler Strom wird auf die zweite Steuerdrossel über deren Sekundärwicklung rückgeführt. Mit dieser Einrichtung gelingt es zwar, Ströme zu messen, die von Drifterscheinungen der Magnetmaterialien der Kerne für die Steuerdrosseln unabhängig sind, jedoch treten im Meßergebnis immer noch Restfehler auf, die ihre Ursache in Unterschieden der Kernpaarung beider Steuerdrosseln haben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Strommeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 einfach aufzubauen und so auszubilden, daß Restfehler durch unterschiedliche Kernpaarungen nicht auftreten. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen auf.
Die Erfindung weist mehrere Vorteile auf. Eine verlustleistungsarme, driftfreie und galvanisch getrennte Messung von Gleichströmen oder Gleichströmen mit Wechselanteil ist möglich. Eine zweite Steuerdrossel wie bei der Einrichtung gemäß P 34 35 267.8 ist nicht erforderlich. Damit können auch durch Unterschiede in den Kernpaarungen von Steuerdrosseln bedingte Restfehler nicht mehr auftreten.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.
Diese zeigt ein Prinzipschaltbild der Einrichtung nach der Erfindung.
Es ist eine Steuerdrossel Dr mit Magnetkern vorgesehen, deren erste Wicklung wI allein durch den nichtunterbrochenen Leiter L gebildet wird, durch den der zu messende Gleichstrom J fließt. Der Strom J kann hierbei ein Gleich-/Wechsel-/ oder Gemischtstrom sein. Vorzugsweise wird der Leiter L einfach durch das Kernloch der Steuerdrossel Dr gesteckt, so daß die Primärwicklung wI nur eine Windung aufweist.
In Serie zur Sekundärwicklung wII der Steuerdrossel Dr liegt eine Impedanz Z. In der Zeichnung ist die Impedanz Z als rein ohmscher Widerstand dargestellt.
Die Impedanz Z kann aber auch anders gestaltet sein; beispielsweise kann ein komplexer Widerstand mit ohmschem, induktivem und/oder kapazitivem Anteil eingesetzt werden.
Über gegebenenfalls einen Kondensator C wird die zweite Wicklung wII, die die Hauptinduktivität der Steuerdrossel Dr darstellt, mit einer Hilfswechselspannung UH beaufschlagt.
An der Impedanz Z bildet sich demzufolge ein Spannungsabfall, der sowohl vom Strom J als auch von der Hilfswechselspannung UH abhängt. An den Verbindungspunkt von zweiter Wicklung wII und Impedanz Z sind zwei Gleichrichter G1 und G2 angeschlossen und zwar bezüglich ihrer Elektroden antiparallel, d.h. wenn beispielsweise die Anode des Gleichrichters G1 an den Verbindungspunkt angeschlossen ist, ist die Katode des Gleichrichters G2 ebenfalls an diesen Verbindungspunkt angeschlossen. Die impedanzfernen Elektroden der Gleichrichter G1 und G2 sind jeweils über Kondensatoren C1 und C2 mit jenem Ende der Impedanz Z verbunden, das keinen gemeinsamen Verbindungspunkt mit der zweiten Wicklung wII der Steuerdrossel aufweist. Außerdem sind die impedanzfernen Elektroden der Gleichrichter G1 und G2 jeweils über Widerstände R1 und R2 zusammengeschaltet. Der gemeinsame Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände R1 und R2 ist mit dem ersten Eingang einer als Differenzverstärker DV aufgebauten Vergleichsstufe verbunden und der gemeinsame Verbindungspunkt der Kondensatoren C1 und C2 ist an den zweiten Eingang dieses Differenzverstärkers DV angeschlossen. Der Ausgang des Differenzverstärkers DV ist mit einem Widerstand RM beschaltet, der in Serie zur weiteren Wicklung wIII der Steuerdrossel Dr liegt. Das widerstandsferne Wicklungsende der weiteren Wicklung wIII ist an die Verbindungsleitung der Impedanz Z mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers DV angeschlossen.
Nachfolgend wird die Funktion der Strommeßeinrichtung beschrieben. An der Impedanz Z entsteht ein vom zu messenden Strom J und von der Hilfswechselspannung UH abhängiger Spannungsabfall. Dieser Spannungsabfall wird mittels der Gleichrichter G1, G2, Kondensatoren C1 und C2, sowie Widerständen R1, R2 nach beiden Seiten spitzenintegriert. Beide Amplitudenwerte dieser Spitzenintegration werden durch den Differenzverstärker DV miteinander verglichen. Bei Unterschieden in den beiden Amplitudenwerten wird ein Strom derart in die als Kompensationswicklung geschaltete weitere Wicklung wIII eingeprägt, daß beide Amplitudenwerte wieder gleich werden. Dieser eingeprägte Strom JK im Kompensationskreis ist proportional zum zu messenden Strom J. Am Widerstand RM ist ein Signal URM proportional zu diesem Strom abgreifbar.
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Claims

Patentansprüche 1. Strommeßeinrichtung zur potentialgetrennten Messung von Gleieh-/Wechsel-/ oder Gemischtströmen, bestehend aus einer Steuerdrossel mit zwei Wicklungen, wobei die erste Wicklung der Steuerdrossel allein durch den nichtunterbrochenen Leiter, durch den der zu messende Strom fließt, gebildet ist, wobei die zweite Wicklung der Steuerdrossel mit einer Serienimpedanz beschaltet ist und von einer Hilfswechselspannung beaufschlagt ist, wobei die Impedanz über einen ersten Gleichrichter mit einem ersten Eingang einer Vergleichseinrichtung verbunden ist, und wobei die Vergleichseinrichtung ausgangsseitig mit einem Widerstand beschaltet ist, an welchem ein Signal proportional zum zu messenden Strom abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdrossel (Dr) eine weitere Wicklung (wIII) aufweist, daß an die Impedanz (Z) ein weiterer Gleichrichter (G2) angeschlossen ist, der auf gleichem Bezugspotential wie der erste Gleichrichter (G1) liegt, jedoch antiparallel zum ersten Gleichrichter liegt, daß die impedanzferne Elektrode des weiteren Gleichrichters ebenso wie die impedanzferne Elektrode des ersten Gleichrichters (G1) über jeweils einen Widerstand (R1, R2) an den ersten Eingang der Vergleichseinrichtung (DV) angeschlossen ist, daß das den Gleichrichtern (G1, G2) abgewandte Ende der Impedanz (Z) mit dem zweiten Eingang der Vergleichseinrichtung (DV) verbunden ist, und daß die weitere Wicklung (wIII) der Steuerdrossel (Dr) mit dem Widerstand (RM) am Ausgang der Vergleichseinrichtung (DV) derart verbunden ist, daß bei einer Differenz der an den Ausgängen der Gleichrichter (G1, G2) gebildeten Amplitudenwerte ein derartiger Strom als Kompensationsstrom in der Steuerdrossel (Dr) erzeugt wird, daß die gebildeten Amplitudenwerte wieder gleich groß sind.
2. Strommeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleichrichter (G1, G2) als Spitzenwertgleichrichter ausgebildet sind.
3. Strommeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsstufe (DV) als Differenzverstärker ausgebildet ist.