DE547120C

DE547120C - Verfahren zum Messen von Produkten zweier oder mehrerer beliebiger, insbesondere elektrischer Messgroessen und gegebenenfalls auch der Zeit, unter Verwendung von Kompensations-Einrichtungen

Info

Publication number: DE547120C
Application number: DE1930547120D
Authority: DE
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1930-07-15
Filing date: 1930-07-15
Publication date: 1932-03-26

Description

Verfahren zum Messen von Produkten zweier oder mehrerer beliebiger, insbesondere elektrischer Meßgrößen und gegebenenfalls auch der Zeit, unter Verwendung von Kompensations-Einrichtungen Es ist bereits bekannt, Produkte mehrerer veränderlicher Größen dadurch zu messen, daß man sie in Widerstandswerte umwandelt, deren Spannungsverlust oder Stromdurchgang man in geeigneter Schaltung mit einem Spannungsmesser bzw. Strommesser mißt. Ferner ist es bekannt, eine Wechselstromgröße, z. B. Leistung, durch ein auf Wechselstrom ansprechendes Meßgerät zu messen, dessen Drehmoment durch ein auf Gleichstrom ansprechendes Meßgerät kompensiert wird, so daß der Kompensationsstrom ein Maß für die Wechselstromgröße ist. Schließlich ist es bekannt, Scheinleistung oder Scheinarbeit dadurch zu messen, daß ein von der Spannung bzw. der Stromstärke unmittelbar oder über Meßwandler erzeugte Ströme über Gleichrichter zu einem elektrodynamischen Meßgerät oder Zähler geführt werden.
Im Gegensatz hierzu werden gemäß der Erfindung Produkte zweier oder mehrerer beliebiger Meßgrößen und gegebenenfalls auch der Zeit in vorteilhafter Weise dadurch gemessen, daß von jeder der Meßgrößen in an sich bekannter Weise ein Fremdstrom beeinflußt wird, und daß die so beeinflußten Fremdströme einem elektrodynamischen Meßgerät zugeführt werden, das von einem ebenfalls elektrodynamischen oder auch anderem Gerät kompensiert wird, und daß die Kompensationsströme unmittelbar oder in Gruppen, z. B. entsprechend a # b # c - (a # b) - c, einem elektrodynamischen Meßwerk oder Zähler zur Anzeige des oder der Produkte zugeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung ist in der beiliegenden Abbildung schematisch dargestellt. Als Beispiel der durch diese Anordnung gegebenen Möglichkeiten ist die Messung des Produktes aus Strom und Spannung, d. h. die Messung der sogenannten Scheinleistung eines Wechselstromnetzes, gewählt.
i und z sind die beiden Leiter des Wechselstromnetzes, durch die ein Strom J fließt und zwischen denen eine Spannung U herrscht. Die Spannung U wird in einem elektrodynamischen Meßwerk g gemessen, dessen Drehmoment durch ein elektrodynamisches Meßwerk 6 kompensiert wird.
In dem elektrodynamischen Meßwerk 6 fließt ein Strom il, der über einen Spannungsteiler 7 einer Batterie 8 entnommen wird.
Der Strom J des Netzes wird über einen Wandler 3 einem elektrodynamischen Meßwerk ro zugeführt, dessen Drehmoment wiederum durch ein elektrodvnamisches Meßwerk I i kompensiert wird. Im Meßwerk I I fließt der Strom il, der ebenfalls über einen Spannungsteiler i a -der Batterie 8 entnommen wird.
Die Schleifkontakte der Spannungsteiler ; und 1a werden durch eine selbsttätige Einrichtung, die von den Doppelmelllwerken ä. 6 und i o, I I gesteuert wird, ständig so eingestellt, daß an den Doppeldynamometern Gleichgewicht herrscht. Zu dieser automatischen Einstellung der Potentiometer kann eine der bekannten Einrichtungen verwendet werden; in der Abbildung ist sie der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Es ist noch ein Dynamometer 2o vorgesehen, durch dessen eine Spule der Strom i, und durch dessen andere Spule der Strom i. fließt. Nun gilt für die Dynamometer 5, 6 rlie Beziehung U= proportional i;' oder U proportional i,. -Für die Dynamometer io, i r gilt in ähnlicher Weise die Beziehung J2 proportional i.i' oder J proportional i=. Da der Ausschlag des Dynamometers 20 proportional i, # i2 ist. so ist er auch nach den vorstehenden Beziehungen proportional t1 # J. Das Dynamometer 20 mißt also die Scheinleistung in dem Wechselstromnetz 1, 2 ganz unabhängig von der Phasenverschiebung zwischen i"1 und J.
Bei dem Beispiel der beiliegenden Abbildung ist als Stromquelle eine Batterie 8 vorgesehen; es könnte selbstverständlich hier auch eine Wechselstromquelle verwendet werden, es wäre auch möglich, denselben Effekt mit Gleichstrom- oder Wechselstromimpulsen beliebiger Art zu erzielen.
In der beiliegenden Abbildung sind elektrodvnamische Meßwerke zur Umwandlung von t,' und J verwendet, um für die Ströme i, und i, auf lineare Abhängigkeit von U und J zu kommen. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, statt der Dynamometer 5 und io oder der Dynamometer 6 und i i Weicheiseninstrumente, Drehspulinstrumente usw. zu verwenden, wenn die Durchführung einer gerade vorliegenden Aufgabe dies erfordert. Würde man z. B. statt der Dynamometer 6 und r i Drehspulinstrumente verwenden, so würde der Zeigerausschlag des Instrumentes 2o proportional U= #.J-, also proportional dem Quadrat der Scheinleistung, sein. Dies wäre unter Umständen für Meßinstrumente zweckmäßig.
An Stelle des elektrodynamischen Meßinstrumentes 2o lädt sich auch ein elektrodynamischer Zähler einbauen. Bei der Zählung der Scheinleistung ist es notwendig, daß das Drehmoment an 2o direkt proportional der Scheinleistung ist. Es ist also möglich, mit der in der beiliegenden Abbildung dargestellten Anordnung in einem Zähler die Scheinleistung vollständig korrekt über die "Zeit zu integrieren.
Auch für die wärmewirtschaftliche NIeßtechnik ist der Erfindungsgedanke anzuwenden. Ist z. B. die Aufgabe gestellt, die strömende Energie an einer Dampfleitung zii messen, so würde an Stelle des Meßwerkes 5 ein Apparat treten, der den Wärmeinhalt anzeigt, an Stelle des Meßwerkes ro ein solcher, der das strömende Dampfgewicht anzeigt. Es würde dann bei der Wahl richtiger ivleßwerke 6 und i i das Meßwerk 2o den Betrag der strömenden Energie erfassen. Auch hier ist wieder durch Verwendung eines Zählers an Stelle von 2o die Möglichkeit gegeben, in korrekter Weise das Integral über die strömende Energie nach der Zeit zu bilden.
Es sei noch ein Beispiel aus der rein mechanischen Meßtechnik angeführt. Es soll eine mechanische Leistung z. B. in der Welle einer Kraftmaschine gemessen werden; man kann hierzu die Kraft h oder das Drehmoment messen und die Geschwindigkeit v. Die Leistung ist dann gegeben durch das Produkt k # v. Es ist auch hier wieder durch bekannte Mittel möglich, den Strom i, proportional h, und den Strom il proportional v zu machen. Das Dynamometer zeigt dann das Produkt h. - v korrekt an. Durch Verwendung eines Zählers an Stelle des Dynamometers 2o wird das Produkt k # v über die Zeit integriert, d, 1i. die Arbeit gezählt.
In der beiliegenden Abbildung und in der vorstehenden Beschreibung ist von der Bildung eines Produktes aus zwei Faktoren die Rede. Es ist nun ohne weiteres möglich, auf Grund des Erfindungsgedankens auch ein Produkt aus drei und mehr Faktoren korrekt zu bilden. Wäre z. B. das Produkt aus a # b # c zu bilden, so wird man zunächst mit der bereits erläuterten Einrichtung das Produkt a # b bilden, dann wird man mit einer ganz analogen Einrichtung das Produkt (a. - b) # c bilden usw.

Claims

PATENTAXSPRÜCHE: i. Verfahren zum Messen von Produkten zweier oder mehrerer beliebiger, insbesondere elektrischer Meßgrößen und gegebenenfalls auch der Zeit, unter Verwendung von Kompensations-Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder der Meßgrößen ein Fremdstrom beeinflußt und je einem elektrodynamischen Meßgerät zugeführt wird, das von einem ebenfalls elektrodynamischen oder auch anderem Gerät in bekannter Weise kompensiert wird, und daß die Kompensationsströme unmittelbar oder in Gruppen, z. B. entsprechend a # b # c - (a # b) # c, einem weiteren elektrodynamischen Meßwerk oder Zähler zur Anzeige des oder der Produkte zugeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Scheinleistung die Wechselspannung (t') in einem elektrodynamischen Voltmeter gegen einen Gleichstrom (i,) in einem elektrodynamischen Amperemeter und der Wechselstrom (J) in einem elektrodynamischen Amperemeter gehen einen Gleichstrom (i_) in einem elektrodvnamischen Amperemeter kompensiert wird, um entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Abbildung das Produkt (i, - i=) und dementsprechend auch U # I mit einem elektrodynamischen Meßwerk zu messen oder mit einem elektrodynamischen Zähler über die Zeit zu integrieren.
3. Verfahren nach Anspruch r und 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung oder Zählung der strömenden Energie in einer Dampfleitung o. dgl. in einem Kompensationsmeßwerk der Wärmeinhalt, im anderen das Dampfgewicht nach an sich bekannten Methoden gemessen wird, während ihr Produkt durch die Hilfsströme in einem elektrodynamischen Meßwerk oder Zähler gebildet wird. q.. Einrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch r bis 3, die zur Messung oder Zählung einer mechanischen Leistung oder Arbeit sowohl eine Kraft als auch eine Geschwindigkeit durch an sich bekannte Mittel durch Hilfsströme darstellt und deren Produkt in einem elektrodynamischen Meßwerk mißt und über die Zeit integriert.