Die Erfindung betrifft einen gesteuerten
Meßgleichrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.The invention relates to a controlled
Measuring rectifier according to the preamble of the claim
1.
Bekannt ist ein mechanischer Kontaktgleichrichter
mit einem von einem Synchronmotor angetriebenen
Druckkontakt, der einem Gleistrommeßgerät vorgeschaltet
wird und bei dem die Phasenlage der
Kontaktschließzeit gegenüber der Phasenlage der
Meßgröße verdrehbar gemacht ist (Vektormesser).
Dadurch ist der Phasenwinkel zwischen den Wechselgrößen
direkt meßbar (DE-PS 8 51 382, 8 53 476,
8 60 666). Obwohl diese Kontaktgleichrichter den
Vorzug haben, daß eine galvanische Trennung des
gleichzurichtenden Meßsignales und des den Kontakt
steuernden Signals vorhanden ist, ist der Aufwand
für sie erheblich aber ihrem Einsatz sich durch
die mechanischen Bauelemente und deren Steuerung
relativ enge Grenzen gesetzt.A mechanical contact rectifier is known
with one driven by a synchronous motor
Pressure contact, which is connected upstream of a track measuring device
and in which the phase position of the
Contact closing time compared to the phase position of the
Measured variable is made rotatable (vector knife).
This is the phase angle between the alternating variables
directly measurable (DE-PS 8 51 382, 8 53 476,
8 60 666). Although these contact rectifiers
Have the advantage that a galvanic isolation of the
rectified measurement signal and the contact
controlling signal is present, is the effort
significant for them but their commitment
the mechanical components and their controls
set relatively narrow limits.
Es sind ferne phasenempfindliche Gleichrichter
auf Halbleiterbasis bekannt, bei denen eine
Referenzwechselspannung im Periodenrhythmus einen
elektronischen Schalter aufsteuert, der ein
bestimmtes Intervall der Signalspannung je nach
deren Phasenlage an einen Verbraucher legt (DD
7 93 348). Bei der Referenzspannung handelt es sich
um eine mit der Meßwechselspannung gleichfrequente
Größe, die z. B. von einem Komparator direkt aus
der Eingangsspannung gebildet wird (radio, fernsehen,
elektronik, 27 (1978), 12, S. 765-766).
Bei diesen Schaltungen sind das gleichzurichtende
Signal und das frequenz- und phasenstarre
Steuersignal meist galvanisch miteinander verknüpft
oder identisch; sie sind Bestandteile von
Dematulator- und Phasenmeßschaltungen und jeweils
für einen konkreten Einsatzfall ausgebildet, der
nicht auf das Gebiet der technischen Frequenzen
beschränkt ist.They are distant phase sensitive rectifiers
known on a semiconductor basis, in which a
Reference alternating voltage in periodic rhythm
controls electronic switch that a
certain interval of the signal voltage depending on
whose phase position applies to a consumer (DD
7 93 348). The reference voltage is
by a frequency that is the same as the measuring AC voltage
Size z. B. directly from a comparator
the input voltage is formed (radio, television,
Elektronik, 27 (1978), 12, pp. 765-766).
These circuits are the same
Signal and the frequency and phase locked
The control signal is usually galvanically linked
or identical; they are part of
Dematulator and phase measurement circuits and each
trained for a specific application, the
not in the field of technical frequencies
is limited.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem ist die
Schaffung eines gesteuerten Meßgleichrichters,
der die Vorzüge der mechanischen Gleichrichter und
die der bisher bekannten elektronischen
phasenempfindlichen Gleichrichter - bei Vermeidung
ihrer Nachteile - vereint und für ein sehr breites
Einsatzfeld geeignet ist.The problem underlying the invention is
Creation of a controlled measuring rectifier,
the advantages of mechanical rectifiers and
that of the previously known electronic
phase sensitive rectifier - if avoidance
their disadvantages - united and for a very wide
Field of application is suitable.
Erfindungsgemäß ist das gleichzurichtende Wechselstromsignal
an den Eingang eines Meßkanals mit
einem Widerstandstransformations- und einem
nachgeordneten Verstärkerbaustein gelegt ist, in
dessen Ausgang die Photohalbleiter zweier
Optokoppler antiparallel geschaltet sind, während
die zugehörigen Lichtemitterdioden in Reihe im
Ausgang eines des Bezugssignal führenden
Steuerkanals liegen, der Mittel zur Bildung eines
Rechtecksignals aufweist, das in der Phasenlage
und Länge beliebig einstellbar ist. Zweckmäßig
ist zur Bildung des Rechtecksignals ein
Komparator vorgesehen und zwischen seinem Ausgang
und den Lichtemitterdioden des Optokopplers ein
Verzögerungs- und/oder Impulsformglied angeordnet.According to the invention, the AC signal to be rectified
to the entrance of a measuring channel with
one resistance transformation and one
downstream amplifier module is placed in
the output of which is the photo semiconductor of two
Optocouplers are connected antiparallel while
the associated light emitting diodes in series in
Output of a reference signal leading
Control channel lie, the means to form a
Rectangular signal that is in phase
and length is adjustable. Appropriately
is to form the square wave signal
Comparator provided and between its output
and the light emitting diodes of the optocoupler
Delay and / or pulse shaped element arranged.
Die Lösung läßt beliebige zeitliche
Verschiebungen des Steuersignals auf
elektronischem Wege zu, die sich über mehrere
Perioden des Meßsignals erstrecken können. Damit
lassen sich bei technischem Wechselstrom von 50 Hz
mit einer Kontaktschließzeit von 10 ms Wirkkomponente,
Blindkomponente und Phasenwinkel und bei
sehr kleiner Kontaktzeit darüber hinaus auch Momentanwerte
phasenbezogen messen. Die Einsatzmöglichkeiten
übersteigen erheblich die der bekannten
Vektormesser.The solution leaves any temporal
Shifts in the control signal
electronic ways that span multiple
Periods of the measurement signal can extend. In order to
can be used with technical alternating current of 50 Hz
with a contact closing time of 10 ms active component,
Blind component and phase angle and at
very short contact time also instantaneous values
measure phase-related. The possible uses
considerably exceed those of the known ones
Vector knife.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an
Hand der Zeichnung, die ein Prinzipschaltbild des
gesteuerten Meßgleichrichters wiedergibt. Er
weist einen Meßkanal A und einen Steuerkanal B
auf, die galvanisch voneinander getrennt sind.The invention is explained in more detail below
Hand of the drawing, which is a block diagram of the
controlled rectifier reproduces. He
has a measuring channel A and a control channel B.
which are galvanically separated from each other.
In dem Meßkanal A ist die an dem hochohmigen Eingangswiderstand
R2 liegende Meßwechselspannung
über einen Vorwiderstand R1 an den Eingang eines
Verstärkers 1 geschaltet, der als Spannungsfolger
ausgebildet ist und als Widerstandstransformationsglied
wirkt. In dem Ausgangskreis des nachgeschalteten
gegengekoppelten Verstärkers 2 liegen
antiparallel die Kollektor-/Emitter-Strecken
der Phototransistoren von Optokopplern 3, die als
Schalter wirken. Die geschlossenem Schalter
an dem gegen Masse geschalteten Widerstand R3
abfallende Spannung wird durch eine an den
Ausgang der Schaltung angeschlossene mittelwertbildende
Meßeinrichtung 4, z. B. Drehspulinstrument,
als resultierende Gleichspannung über die
Schlußzeit der Optokoppler 3 bestimmt. Das Steuersignal
wird im Steuerkanal B ebenfalls über einen
Spannungsfolger 6 geführt und durch einen Komparator
7 in ein Rechtecksignal gewandelt. Dieses
Rechtecksignal dient entweder direkt zur Ansteuerung
der Lichtemitterdioden der Optokoppler oder
wird in einem zwischengeschalteten Verzögerungs-
und/oder Impulsformungsglied 8 zeitlich definiert
phasenverschoben.In the measuring channel A, the AC voltage across the high-resistance input resistor R 2 is connected via a series resistor R 1 to the input of an amplifier 1 which is designed as a voltage follower and acts as a resistance transformation element. The collector / emitter paths of the phototransistors of optocouplers 3 , which act as switches, are antiparallel in the output circuit of the downstream negative feedback amplifier 2 . The closed switch across the resistor R 3, which is connected to ground, the voltage is reduced by an averaging measuring device 4 connected to the output of the circuit, e.g. B. moving coil instrument, determined as the resulting DC voltage over the closing time of the optocoupler 3 . The control signal is also carried in control channel B via a voltage follower 6 and converted into a square-wave signal by a comparator 7 . This square-wave signal either serves directly to control the light emitting diodes of the optocouplers or is phase-shifted in a defined time in an intermediate delay and / or pulse shaping element 8 .