DE573329C

DE573329C - Device for the geometric summation of physical measured quantities at right angles

Info

Publication number: DE573329C
Application number: DE1930573329D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Sommerfeld
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-10-24
Filing date: 1930-10-24
Publication date: 1933-03-30

Description

Einrichtung zur geometrischen Summierung von physikalischen Meßgrößen unter rechten Winkeln Es ist bereits eine Einrichtung zur Messung der Scheinleistung bekannt, bei welcher ein Meßinstrument die Summe zweier Spannungen mißt, die je entsprechend der Wirk-und Blindleistung eingestellt werden, und zwar derart, daß die Spannungen an zwei Ohmschen Schiebewiderständen abgegriffen werden, wobei in den Stromkreis der der Blindleistung entsprechenden Spannung eine Drosselspule eingeschaltet ist. Diese bekannte Einrichtung hat nun einmal den Nachteil, daß zur Messung mehrere Stromkreise notwendig sind, zum anderen aber ermöglicht diese bekannte Einrichtung überhaupt nicht eine genaue Messung der Scheinleistung, da die der Blindleistung entsprechende Spannung für jede Änderung der Blindleistung einen anderen Fehlerwert enthält.Device for the geometric summation of physical measured quantities at right angles there is already a device for measuring apparent power known, in which a measuring instrument measures the sum of two voltages, each are set according to the active and reactive power, in such a way that the voltages are tapped at two ohmic slide resistors, with in the circuit of the voltage corresponding to the reactive power switched on a choke coil is. This known device now has the disadvantage that several Circuits are necessary, but on the other hand this known device enables not at all an accurate measurement of the apparent power, since that of the reactive power corresponding voltage has a different error value for each change in reactive power contains.

Die Erfindung ermöglicht es, irgendwelche physikalische Meßgrößen geometrisch unter rechten Winkeln zu summieren, und zwar wird bei der Erfindung von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß elektrische Wirk- und Blindwiderstände bzw. Wirk- und Blindleitwerte, wenn sie hintereinandergeschaltet werden, einen resultierenden Widerstand geben, welcher der geometrischen Summe von Wirk-und Blindgröße entspricht.The invention makes it possible to measure any physical quantities to sum geometrically at right angles, namely in the invention made use of the fact that electrical real and reactive resistances or Active conductance and susceptibility values, if they are connected in series, form a resulting one Give resistance, which corresponds to the geometric sum of active and reactive quantities.

Gemäß der Erfindung, die übrigens die Nachteile der bekannten Einrichtung nicht aufweist, sind einstellbare Wirk- und Blindwiderstände untereinander und mit einem Anzeigeinstrument so zusammengeschaltet, daß das Meßgerät den Scheimviderstand oder eine ihr entsprechende Größe des Hilfsstromkreises anzeigt, der bei Einstellung der Widerstände entsprechend den zu summierenden Meßgrößen der geometrischen Summe dieser Meßgrbßen entspricht.According to the invention, incidentally, the disadvantages of the known device does not have, are adjustable active and reactive resistances with each other and with a display instrument so interconnected that the measuring device the Scheimviderstand or shows a corresponding size of the auxiliary circuit that is used when setting of the resistances according to the measured quantities of the geometric sum to be added corresponds to these measurands.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown schematically in the figure shown.

Bei dem in der Zeichnung' dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Bildung der elektrischen Scheinleistung in der Empfangsstelle einer Fernmeßanlage. In der Zeichnung ist der Einfachheit halber nur diese Empfangsstelle dargestellt, wohingegen die Übertragungskanäle, auf welchen die Meßwerte der Wirk- und Blindleistung übertragen werden, durch gestrichelte Linien dargestellt sind.In the embodiment shown in the drawing 'is it is the formation of the apparent electrical power in the receiving point of a Telemetry system. For the sake of simplicity, only this receiving point is shown in the drawing shown, whereas the transmission channels on which the measured values of the active and reactive power are transmitted, are shown by dashed lines.

Die Übertragung der Wirk- und Blindleistung geschieht nach dem an sich bekannten Zeitimpulsverfahren, d. h. die Übertragung der am Sendeort festgestellten Meßwerte der Wirk- und Blindleistung geschieht durch Stromimpulse oder Strompausen, deren Zeitdauer dem jeweiligen Betrag der Meßgröße proportional ist. Wird ein Stromimpuls bestimmter Dauer auf einem der beiden Übertragungskanäle, in der Zeichnung mit z und :2 bezeichnet, den Empfangsrelais 3 oder q. zugeführt, so sprechen diese Relais für ebensolange Zeit an, wie der Stromimpuls andauert, und die Ansprechdauer ist damit gleichzeitig ein Maß für. die fernübertragene Meßgröße. Am Empfangsort sind nun noch zwei Verstellmotoren 5 und 6, beispielsweise Synchronmotoren, vorgesehen sowie ein Ohmscher Widerstand und ein induktiver Widerstand 8, ferner eine Wechselspannungsquelle 9, die konstante Spannung und Frequenz aufweist, sowie ein Kondensator i o und ein Anzeigeinstrument i i. Die Widerstände 7 und 8 sind untereinander und mit dem Anzeigeinstrument i i in Reihe an die Stromquelle 9 geschaltet.The transfer of active and reactive power happens after known time pulse methods, d. H. the transmission of those detected at the place of transmission Measured values of the active and reactive power are made by current pulses or current breaks, the duration of which is proportional to the respective amount of the measured variable. Becomes a current pulse certain duration on one of the two transmission channels, in the drawing with z and: 2 denotes the receiving relay 3 or q. fed, so speak these relays for as long as the current pulse lasts and the response time is thus at the same time a measure for. the remotely transmitted measured variable. At the The receiving point is now two adjusting motors 5 and 6, for example synchronous motors, provided as well as an ohmic resistor and an inductive resistor 8, furthermore an AC voltage source 9, which has constant voltage and frequency, and a capacitor i o and a display instrument i i. Resistors 7 and 8 are connected to the power source 9 in series with one another and with the display instrument i i.

Die Widerstände 7 und 8 sind einstellbar, was in der Zeichnung durch die Pfeile dargestellt ist, und zwar werden diese vermittels von Verstellvorrichtungen verstellt, die mit dem einen Teil einer lösbaren Kupplung verbunden sind; der andere Teil der lösbaren Kupplung ist mit den Antriebsmotoren 5 bzw. 6 starr gekuppelt. Die lösbaren Kupplungen wirken elektromagnetisch in der Weise, daß sie beim Ansprechen der Relais 3 bzw. 4 kuppeln und sich beim Aufhören der Erregung in diesen Relais wieder entkuppeln. Beim Eintreffen eines Impuls wird also der Widerstand 7 bzw. der induktive Widerstand 8 bei gleichmäßigem Antrieb verstellt.The resistors 7 and 8 are adjustable, which is shown in the drawing the arrows are shown, and that these are by means of adjusting devices adjusted, which are connected to one part of a releasable coupling; the other Part of the releasable coupling is rigidly coupled to the drive motors 5 and 6, respectively. The releasable clutches act electromagnetically in such a way that they respond when responding the relay 3 or 4 couple and when the excitation ceases in this relay uncouple again. When an impulse arrives, the resistance is 7 resp. the inductive resistor 8 is adjusted with a steady drive.

Die Anordnung wird hierbei zweckmäßig so getroffen, daß sich der Schleifkontakt auf den Widerständen 7 und 8t jeweils proportional der Differenz zweier aufeinanderfolgender Zeitimpulse bewegt, so daß also von dem Widerstand 7 und dem induktiven Widerstand 8 jederzeit ein der zuletzt übertragenen Wirkleistung bzw. Blindleistung entsprechender Teil eingeschaltet ist.The arrangement is expediently made so that the sliding contact on the resistors 7 and 8t proportional to the difference between two successive ones Time pulses moved, so that so from the resistor 7 and the inductive resistor 8 at any time a corresponding to the last transferred active power or reactive power Part is turned on.

Da die Widerstände 7 und 8 in Reihe geschaltet sind, so fließt, da die Spannung 9 konstant ist, durch das Meßinstrument i i ein Strom, welcher dem Scheinwiderstand der Reihenschaltung, d. h. der geometrischen Summe der beiden Widerstandskomponenten, umgekehrt proportional ist. Das Meßinstrument i i @ zeigt demgemäß die elektrische Scheinleistung an, und zwar auf einer umgekehrt proportional geteilten Skala.Since the resistors 7 and 8 are connected in series, there flows the voltage 9 is constant, through the measuring instrument i i a current which the Series impedance, d. H. the geometric sum of the two resistance components, is inversely proportional. The measuring instrument i i @ accordingly shows the electrical Apparent power on, on an inversely proportional scale.

Es kann auch ohne besondere Schwierigkeiten eine der Scheinleistung direkt proportionale Skalenteilung erreicht werden, wenn durch die Wicklungsabstufung in den-Widerständen 7 und 8 dafür gesorgt wird, daß die Leitwerte dieser Widerstände proportional der Wirk- und Blindleistung veränderlich sind. An Stelle der Induktivität 8 wird man dabei zweckmäßig einen Drehkondensator verwenden, bei dem eine derartige Abhängigkeit des Leitwertes von dem Verdrehungswinkel durch Formgebung der Drehplatte besonders leicht zu erreichen ist. Zur Aufhebung der Restinduktivität der Spule 8, d. h. derjenigen Induktivität, die bei der Einstellung geringster Induktivität noch vorhanden ist, wird zweckmäßig ein Kondensator io, der mit dieser Restinduktivität auf Spannungsresonanz abgestimmt ist, eingeschaltet. Entsprechend wird, wenn als Blindwiderstand ein Drehkondensator verwendet wird, eine kleine Spule mit der Restkapazität dieses Kondensators auf Spannungsresonanz abgestimmt.It can also produce an apparent power without any particular difficulty Directly proportional scale division can be achieved if through the winding gradation in the resistors 7 and 8 it is ensured that the conductance of these resistors are proportional to the active and reactive power. Instead of inductance 8 you will use a variable capacitor in which such a Dependence of the conductance on the angle of rotation through the shape of the rotary plate is particularly easy to get to. To remove the residual inductance of the coil 8, d. H. the inductance that is used when setting the lowest inductance is still present, a capacitor is expediently io with this residual inductance is tuned to voltage resonance, switched on. Correspondingly, if as Reaction a variable capacitor is used, a small coil with the remaining capacitance this capacitor is tuned to voltage resonance.

Falls die Einrichtung so getroffen wird, daß der Strom durch das Instrument i i der Scheinleistung direkt proportional ist, kann durch Einschaltung eines Wechselstromamperestundenzählers auch bequem eine Scheinleistungszählung vorgenommen werden, so daß also auch die Messung des Scheinverbrauches mit der Einrichtung gemäß der Erfindung möglich ist.If the setup is made so that the current through the instrument i i is directly proportional to the apparent power, by switching on an alternating current ampere-hour counter an apparent power count can also be carried out conveniently, so that the Measurement of the bill consumption with the device according to the invention is possible.

An Stelle der Reihenschaltung der einstellbaren Widerstände kann auch eine Parallelschaltung der Widerstände vorgenommen werden. Das Instrument liegt dabei in Reihe mit den parallel geschalteten Widerständen.Instead of the series connection of the adjustable resistors can also the resistors can be connected in parallel. The instrument lies in series with the resistors connected in parallel.

Wenn eine konstante Wechselspannungsquelle nicht zur Verfügung steht, kann die Einrichtung durch Verwendung von Quotientenmessern in an sich bekannter Weise unabhängig von den Spannungsschwankungen gemacht werden.If a constant AC voltage source is not available, can the device by using quotient meters in per se known Way can be made independent of the voltage fluctuations.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the geometric summation of physical Measurements at right angles, in particular for measuring apparent power or Apparent consumption, characterized by the measurement of the impedance or the Admittance of an auxiliary circuit made up of active and reactive resistances, each of which can be adjusted according to one of the measured variables to be summed.

2. Establishment according to claim i, characterized in that to cancel the residual inductance or capacitance of the reactance one matched to resonance with the remaining amount unchangeable capacitance or inductance is provided.

3. Set up after Claims i and 2, characterized in that the auxiliary circuit comes from a current source constant voltage and frequency. and that the real and reactance are connected in series with one another and with an ammeter.