DE4124596A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung von resistanzen, insbesondere von isolationswiderstaenden - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur messung von resistanzen, insbesondere von isolationswiderstaendenInfo
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- G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruch 1 sowie auf Vorrichtungen
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung dieser Art sind
aus der DE-OS 32 13 866 bekannt.
Zur Überwachung von Fernmeldekabeln wird eine Isolations
messung von bestimmten Prüfadern vorgenommen. Probleme
treten durch Fremdspannungen auf, die das Meßergebnis
verfälschen, bzw. unbrauchbar machen.
In der DE-OS 27 33 155 ist ein Ohm-Meter beschrieben, das
zwei Spannungsspeichereinrichtungen enthält.
Bei der ersten Messung wird der Wert der unbekannten
Spannung über dem Meßobjekt festgestellt und gespeichert.
Bei der zweiten Messung wird Strom eingespeist und die
Spannung über dem Meßobjekt gemessen und gespeichert. Die
mittels einer Spannungsvergleichsschaltung ermittelte
Spannungsdifferenz ist proportional der Resistanz des
Meßobjektes.
Bei dieser Lösung wird zur Hochohmwiderstandsmessung eine
Konstanstromquelle verwendet. Diese hat den Nachteil, daß
bei niedrigen Isolationswiderständen sich eine niedrige
Meßspannung ergibt, was einen geringen Störspannungsabstand
bewirkt.
Die zwei Meßphasen, mit und ohne angeschalteten Meßstrom,
bewirken ein unsymmetrisches Meßverfahren und verursachen
unterschiedliche Meßfehler (Messung einer niedrigen und
einer hohen Spannung). Außerdem ist es bei diesem Meßver
fahren schwierig, dem Meßobjekt (Isolationsmeßader) in
beiden Meßphasen den gleichen Abschlußwiderstand anzubie
ten. Durch unterschiedliche Verhältnisse während der
Meßphasen werden auch die Fremdspannungen am Prüfling
unterschiedlich gedämpft.
In der DE-OS 32 13 866 ist ein Verfahren und eine
Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Wertes des ohmschen
Widerstandes eines Meßobjekts dargestellt. Bei dieser
Losung werden nacheinander eine Meßgleichspannung mit
niedrigem Spannungswert U01 und eine Meßgleichspannung mit
höherem Spannungswert U02 über einen Vorwiderstand RV an
das Meßobjekt angeschaltet. Durch Messung und Auswertung
der gemessenen Spannungen mit einem Spannungsmesser mit
Innenwiderstand Rw und einer Auswerteschaltung werden bei
Gewährleistung einer hohen Meßgenauigkeit die Einflüsse der
Störspannungen eliminiert. Das Verfahren ist vor allem für
Messungen an Fernsprechleitungen vorgesehen.
Dieses Verfahren und die dazu angegebene Schaltung sind
nicht geeignet zur Messung von Hochohmwiderständen, da der
Spannungsmesser Um parallel zum Vorwiderstand Rv und zu den
Meßgleichspannungen U01/U02 geschaltet ist. Wenn Rx < Rm
ist, fließt durch den Spannungsmesser ein höherer Strom als
durch den zu messenden Widerstand. Die Messung mit der
niedrigen Meßspannung erzeugt auch einen geringen
Fremdspannungsabstand und wird damit ungenau.
Die bekannten, in der Praxis eingesetzten Meßverfahren
unterdrücken im allgemeinen nur Störwechselspannungen. Sie
kompensieren keine Störgleichspannungen.
Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Isolations
prüfung verlegter Energieversorgungs-Kunststoffkabel (DE-
OS 37 00 647) mit einer Hochspannungs-Gleichspannungsquelle
und einem eingangsseitigen Schalter bekannt, mit dem das
Meßobjekt an positive Spannung gelegt wird und mit einem
Meßgerät im Stromkreis zwischen der Gleichspannungsquelle
und dem Meßobjekt zur Feststellung eines Durchschlags.
Wesentliche Merkmale sind eine Drosselspule, die über
unterschiedlich gepolte Dioden und Umschalter mit dem
Meßobjekt verbunden sind sowie ein Einschalter zwischen dem
Pluspol einer Meßspannungsquelle und dem Meßobjekt. Die
Schalter werden durch eine Synchroneinrichtung im 0,1 Hz-
Takt geschaltet. In dieser Lösung erfolgt keine Messung des
Isolationswiderstandes, sondern nur eine Durchschlags
prüfung unter Berücksichtigung der Kabelreaktanz.
Störspannungen bleiben völlig unberücksichtigt.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß es zwar einerseits
bekannt ist mit unterschiedlichen konstanten Meßspannungen
zu arbeiten und andererseits Umpolungen eines Prüfstromes,
daß aber keine Hinweise für hinreichend genaue Messungen
bei gleichzeitiger Kompensation von Störspannungen und
Reaktanzauswirkungen fehlen.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Meßverfahren
zu schaffen, mit dem eine genaue Resistanzmessung ohne
Beeinträchtigungen durch gleichzeitig vorhandene
Störspannungen und Reaktanzen ermöglicht wird und zu dessen
Durchführung geeignete Vorrichtungen anzugeben. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind aus den kennzeichnenden Merkmalen der
Ansprüche 2 bis 4 ersichtlich.
Durch das nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft
naher beschriebene Verfahren und die Vorrichtung können
sowohl Störwechselspannungen als auch Störgleichspannungen
unterdrückt werden, wenn diese relativ beständig anliegen.
Das Grundprinzip wird durch Fig. 1 dargestellt. Der
Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung dient die Fig. 2
und Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Messung in Form eines
Blockschaltbildes. Dabei ist U1 = konstant die Meßspannung.
Bei Us = 0 (Störspannung) berechnet sich Riso nach der
Gleichung (1).
Riso = U1/Um · Rm wenn Riso Rm (1)
Damit ist der Spannungsabfall Um über dem Meßwiderstand
umgekehrt proportional zu Riso:
Um = U1 · Rm/Riso wenn Riso Rm (2)
Bei Us≠0 (Störgleichspannung wirkt) entsteht ein
Meßfehler, da diese Spannung sich zu U1 addiert:
Um = (U1 + Us) · Rm/Riso (3)
Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren wird das Meßobjekt
Riso, wie in Fig. 2 dargestellt, mittels einer Polaritäts
Wechselschaltung während des Meßvorganges wechselweise an
eine positive oder eine negative Meßspannung gelegt.
Mittels einer Abtast- und Halteschaltung wird sowohl der
Meßwert der positiven als auch der Meßwert der negativen
Meßphase gespeichert. Durch eine sich anschließende
mathematische Operation wird die Störgleichspannung
kompensiert.
Das zeigt auch die nachstehende Betrachtung:
positive Meßphase
Um = ( U1 + Us) · Rm/Riso
Um = ( U1 + Us) · Rm/Riso
negative Meßphase
Um = (-U1 + Us) · Rm/Riso
Um = (-U1 + Us) · Rm/Riso
Werden die mit dem Faktor 1/2 behafteten Meßergebnisse
voneinander subtrahiert, enfällt Us:
Um = (Um - Um)/2 = (-U1 + Us) · Rm/Riso
Damit erhält man wieder die Gleichung (2), und die
anliegende Störgleichspannung wird theoretisch voll
kompensiert.
Die praktische Realisierung dieses Prinzips wird anhand
eines Ausführungsbeispiels in Fig. 3 näher erläutert.
Der Transverter 1 arbeitet vollkommen galvanisch getrennt
von der Versorgungsspannung und stellt die konstante
Meßspannung U1 bereit. Die Polaritätswechselschaltung
2a; 2b, ist ebenfalls galvanisch getrennt zur Steuerung 3
und legt die verschiedenen Meßspannungen an. Die Abtast
und Halteschaltung 4 speichert den entsprechenden Meßwert
in der positiven bzw. negativen Meßphase nach einer
bestimmten Zeit, da sich das zu messende Kabel erst auf die
Meßspannung aufladen muß. Der aktive Tiefpaß 2. Ordnung 5
realisiert im Zusammenhang mit der Abtast- und Halteschal
tung 4 eine ausreichende Störwechselspannungsunterdrückung.
Die Subtraktionsschaltung 6 verwirklicht die oben beschrie
bene Störgleichspannungskompensation. Die Steuerung 3 sorgt
für das zeitliche Zusammenspiel aller entsprechenden
Baugruppen. Vor dem Meßspannungsbegriff Um zum nicht darge
stellten Spannungsmesser kann vorteilhaft noch ein
Nullpunktregler 7 mit einer Möglichkeit zur Einstellung des
Kurvenanstiegs angeordnet sein.
Claims (4)
1. Verfahren zur Messung von Resistanzen, insbesondere
von Isolationswiderständen, die als Meßobjekte mit
Störspannungen und Reaktanzen behaftet sind, mittels
Spannungsmessungen an einem Widerstand, wechselweiser
Anschaltung von Meßspannungsquellen an das Meßobjekt
und Ermittlung der Differenz zwischen zwei aufeinan
derfolgende Spannungsmessungen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Meßspannungsquelle jeweils für eine von der
Reaktanz abhängige Zeit in einer positiven Polarität
mit der Reihenschaltung von Meßobjekt und
Meßwiderstand verbunden und gleichzeitig ein positiver
Meßwert gespeichert wird,
daß die Meßspannungsquelle danach umgepolt und
gleichzeitig ein negativer Meßwert gespeichert wird,
was sich im mehrfachen Wechsel wiederholt, während die
gleichzeitig gespeicherten Meßwerte ständig
voneinander subtrahiert und die Differenz,
erforderlichenfalls verstärkt und korrigiert, dem
Spannungsmesser zugeführt werden, derart, daß die
Störspannung nach der Beziehung
Um = (Um - Um)/2 = (-U1 + Us) · Rm/RisoUm = U1 · Rm/Risokompensiert wird.
2. Vorrichtung zur Messung von Resistanzen, insbesondere
von Isolationswiderständen mit einem Spannungsmesser,
zwei Speichern und einer Umschalteinrichtung sowie
einer Meßspannungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umschalteinrichtung aus einer Polaritätswechsel
schaltung in der Verbindung vom Meßobjekt über die
Meßspannungsquelle zum Meßwiderstand und einem
Umschalter im Zuge der Verbindung vom Meßwiderstand zu
den Speichern an den Eingängen einer Subtrahierstufe
vor dem Spannungsmesser sowie einer gemeinsamen
Steuerung besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Meßspannungsquelle ein galvanisch getrennter
Transverter und als Speicher Abtast- und Halteschal
tungen eingesetzt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Verbindung vom Meßwiderstand zu den
Speichern vor dem Umschalter ein aktiver Tiefpaß und
zwischen Subtrahierstufe und Spannungsmesser ein
Nullpunktregler eingeschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914124596 DE4124596A1 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Verfahren und vorrichtung zur messung von resistanzen, insbesondere von isolationswiderstaenden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914124596 DE4124596A1 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Verfahren und vorrichtung zur messung von resistanzen, insbesondere von isolationswiderstaenden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4124596A1 true DE4124596A1 (de) | 1993-01-28 |
Family
ID=6436938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914124596 Withdrawn DE4124596A1 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Verfahren und vorrichtung zur messung von resistanzen, insbesondere von isolationswiderstaenden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4124596A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004011549A1 (de) * | 2004-03-08 | 2005-09-29 | Siemens Ag | Verfahren und Schaltmesskreis zur Messung eines unbekannten elektrischen Widerstandes bei gleichzeitiger Anwesenheit einer unbekannten festen Störspannung oder eines unbekannten festen Störstroms |
-
1991
- 1991-07-25 DE DE19914124596 patent/DE4124596A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004011549A1 (de) * | 2004-03-08 | 2005-09-29 | Siemens Ag | Verfahren und Schaltmesskreis zur Messung eines unbekannten elektrischen Widerstandes bei gleichzeitiger Anwesenheit einer unbekannten festen Störspannung oder eines unbekannten festen Störstroms |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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