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Verfahren und Einrichtung zum Eichen von Zählern mit verschiedenen
Zählerkonstanten Zusatz zum Patent 646 S33 Bei der Eichung von Zählern muß der prozentuale
Meßfehler des Zählers für verschiedene vorgeschriebene Lasten ermittelt werden,
also beispielsweise für volle, halbe, fünftel, zehntel und zwanzigstel Last, bei
einem cos ç = I. Ferner müssen auch für cosp, r; 0,5 die prozentualen Fehler für
einen oder mehrere Beiastangspunkte festgestellt werden.
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Um die prozentualen Fehler möglichst genau feststellen zu können,
betreibt man nach dem Gleichlastverfahren in bekannter Weise den Eichzähler bei
den einzelnen Lasten stets mit gleichem Strom, indem man zwischen dem Rauptstromkreis
des Prüflings und dem des Eichzählers einen umschaltbaren Stromwandler einschaltet,
der die verschiedenen Stromstufen des1 Prüflings in ste-ts gleiche Ströme des Eichzählers
umformt. Wenn also beispielsweise bei Vollast der Strom des Prüflings gleich dem
Strom des Eichzählers ist, so wird bei Halblast durch Umschalten des Stromwandlers
der Strom des Eichzählers zweimal so groß gemacht als der des Prüflings, so daß
also der Eichzähler bei Vollast wie bei Halblast und ebenso bei den anderen Lasten
stets den gleichen Strom führt. Man erhält dadurch auch für kleinere Lasten am Eichzähler
denselben Meßweg wie für Volllast und kann deshalb durchwegs mit großer Genauigkeit
ablesen.
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Nun haben aber die zu eichenden Zähler verschiedene Zählerkonstanten,
d. h. die Ankerumdrehungszahlen, die einer bestimmten Energiemenge, beispielsweise
l kWh, entsprechen, sind verschieden. Um diese Verschiedenheit der Zählerkonstanten
bei der Eichung zu berücksichtigen, mußte bisher bei den bekannten Eichzählern zu
jeder Zählerkonstante der zu eichenden Zähler der entsprechende Teilstrich auf der
Ableseskala des Eichzählers ermittelt werden. Auf diesen Teilstrich mußte der Nullpunkt
einer Fehlerprozentskala eingestellt werden, und nachdem so die abzustoppende Umdrehungszahl
des Prüflings ermittelt war, konnte erst zur Eichung geschritten werden. Dieses
Verfahren
war zeitraubend und umständlich, auch konnten dabei leicht
Fehler unterlaufen. Ferner waren für die einzelnen Bereiche der Ableseskala verschiedene
Fehlerprozentskalen mit verschiedener Teilung erforderlich. Es' mußte darauf geachtet
werden, daß für jeden Bereich der Ableseskala stets die richtige Fehlerprozentskata
verwendet wurde, weil sich durch Verwechslung der einzelnen Fehlerprozentskalen
falsche Fehlerwerte für den zu prüfenden Zähler ergeben.
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Bei dem Gleichlasteichzähler nach Patent 646 533 sind diese Schwierigkeiten
zum Teil dadurch beseitigt, daß der Gleichlasteichzähler je nach den zu eichenden
Zählern mit veränderlicher Ganggeschwindigkeit, aber konstantem Zeigerweg betrieben
wird, wobei die Einstellung der veränderlichen Ganggeschwindigkeit durch ein beispielsweise
in den Kreis der Spannungsspule des Eichzählers geschaltetes Regelorgan erfolgt,
das mit einer Skala versehen sein kaml.
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Die Erfindung betrifft eine weitere, besonders vorteilhafte Durchführungsform
des mit solchen Zählern ausführbaren Gleichlast-Gleichweg-Eichverfahrens.
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Erfindungsgemäß werden bei Anbringung einer einzigen Fehlerprozentskala
am Eichzähler die verschiedenen Zählerkonstanten der zu prüfenden Zähler durch Änderung
des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Strom des zu prüfenden Zählers und dem
Strom des Eichzählers unter gleichzeitiger Anpassung der Drehzahl des Eichzählers
an die Drehzahl des zu prüfenden Zählers berücksichtigt.
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Wie beim Verfahren nach Patent 646 533 wird die Eichung für die einzelnen
Belastungsstufen bei einer bestimmten Zählerkonstante derart vorgenommen, daß der
Eichzähler von einem gleichbleibenden Strom durchflossen wird.
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In den Fig. I bis 4 sind einzelne Sdaubilder, in den Fig. 5 und 6
sind Schaltbilder, in den Fig. 7 und 8 Teile der Eicheinrichtung dargestellt.
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In Fig. I sind in Abhängigkeit von der Zählerkonstante c- für zu
prüfende Zähler mit gleicher Betriebsspannung die Meßwege s" aufgetragen, die der
Zeiger eines Eichzählers zurücklegen würde, wenn seine Stromspule Init der des zu
prüfenden Zählers in Reihe geschaltet, seine Spannungsspule mit der des zu prüfenden
Zählers parallel geschaltet wäre und man jeweils nach 40 Umdrehungen des Prüflingsankers
den Eichzähler abschalten bzw. seinen Zeiger abkuppeln würde. Es würden sich also
in Abhängigkeit von der Zählerkonstante stark voneinander abweichende Meßwege für
den Eichzähler ergeben. Um diese Abweichungen an sich zu verkleinern, werden die
Meßwege für die Gruppen und B dadurch verlängert, daß man entsprechend mehr Umdrehungen
des zu prüfenden Zählers abstoppt. Bei der Gruppe Aerden statt 40 Umdrehungen 80
Umdrehun-.:gen abgestoppt, bei der Gruppe B 6o Umdrehungen, während für die Gruppe
C 40 Umdrehungen beibehalten werden. Es ergeben sich dann für die Gruppe A, wie
der Vergleich der Fig. I und 2 zeigt, doppelt so große Meßwege, für die Gruppe B
eineinhalbfache Meßwege. Während bei Fig. I die Meßwege im Bereich von 40 bis I30
schwanken, halten sich die Schwankungen in Fig. 2 im Bereich von so bis etwa 120.
Damit sich nun auch innerhalb der Gruppen A, B, C für den Eichzähler stets gleiche
Meßwege S = 100 ergeben, wird das Stromübersetzungsverhältnis JC zwischen dem Strom
des zu prüfenden Zählers und dem Strom des Eichzählers entsprechend verändert. Zu
diesem Zweck wird jedem Weg s', der sich bei unveränderliche Übersetzungsverhältuis
ergeben würde, nach s' der Kurve K ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis K zugeteilt.
So ergibt sich beispielsweise für die Zählerkonstante groß, die an sich beim Abstoppen
von So Umdrehullgen des zu prüfenden Zählers einen Niießweg s'1 ergeben würde, ein
Ubersetzungsverhältnis von etwa 1,11, d. h. der Strom in Eichzähler wird in diesem
Verhältnis vergrößert. Infolgedessen ergibt sich an Stelle des Weges s'1 der Weg
s. Die zahlenmäßigen Zusammenhänge ergeben sich noch deutlicher aus dem Vergleich
der Rechtecke D H J L und DEFG gemäß Fig. 2, die inhaltlich einander gleich sind.
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Umgekehrt wird in der Gruppe bei der Zählerkonstante 7200 der Eichzählerstrom
im Verhältnis zum Strom des zu prüfenden Zählers entsprechend verkleinert.
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Das Übersetzungsverhältnis K wird durch Regelung eines Parallelwiderstandes
10 (Fig. 6) zur Hauptstromwicklung 11 des Eichzählers 12 (Fig. 5) eingestellt. Der
Parallelwiderstand 10 besteht zu einem Teile aus einem Widerstandsdraht 13 mit dem
Schleifkontakt 14, zum anderen Teile aus einem Stufenwiderstand 15. Der Kontakt
IG kann an die einzelnen Widerstandsstufen angeschlossen werden. Die Stromzufuhr
erfolgt durch die Kontakte 14 und I6. Der Kontakt I6 dient zur Grobeinstellung,
der Schleifkontakt 14 zur Feineinstellung. In Fig. 7 ist die ÄViderstandseinstellvorridtung
konstruktiv dargestellt. Dabei ist der Schleifkontakt Iß mit dem Drehknopf 140 verbunden,
dessen Zeiger 141 längs der Skala 142 verstellt werden kann, während der IS:ontakt
I6 durch Verdopplung als Stecker IGo ausgebildet is+.
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Zwecks Verringerung der Abnutzung des Schleifdrahtes I3 und des. Übergangswiderstandes
zwischen den Teilen 13 und 14 wird dieser Teil der Regelvorrichtung so ausgeführt,
daß eine Verschiebung des Kontaktes 14 nur nach Abheben von dem Schleifdraht möglich
ist und beim Loslassen des Knopfes I40 der Kontakt 14 fest gegen den Draht 13 gepreßt
ist. Der Handgriff 140 wird zu diesem Zweck außer drehbar auch axial verschiebbar
ausgeführt.
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Die Einstellung der Teile I40 und. I60 auf die einzelnen Zählerkonstanten
geschieht an lland einer Tabelle, 4n der jeder Zählerkonstarte sowohl eine bestimmte
Einstellung der Teile 140 lund I60 als rauch die jeweils abzustoppende Drehzahl
zugeordnet ist. Hat der Eichzähler in bekannter Weise mehrere umschaltbare oder
abwechselnd einschaltbare Triebsysteme, so kann die gleiche Einstellung der Teile
I40 und I60 für zwei oder mehrere verschiedene Zählerkonstanten verwendet werden,
je nachdem eine einfache oder mehrfache Umschaltung möglich ist.
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Für die Abstoppung werden nur Umdrehungszahlen, die ein ganzzahliges
Vielfaches von 20 sind, verwendet, damit bei der kleinsten zu eichenden Belastung,
also bei t!20 Belastung, sich eine ganze Umdrehung oder ein ganzzahliges Vielfaches
davon ergibt. Dadurch wird die Durchführung der Eichung wesentlich erleichtert.
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Bei richtiger Einstellung der Teile I40 und 16o und bei Abstoppung
der den einzelnen Zählerkonstanten zugeteilten Umdrehungszahlen legt der Zeiger
des Meßzählers stets den gleichen Weg zurück, gleichgültig wie groß die Konstante
des zu prüfenden Zählers ist.
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Man kommt infolgedessen mit einer Fehlerprozentskala I70 aus, in
der unmittelbar die Fehler abgelesen werden können. Um die Eichzeit bei cos ç =
0,5 zu verkürzen, kann man dem Eichzähler ein zweites Meßsystem geben, das bei der
Eichung bei cos ç = 0,5 hinzugeschaltet wird. Der Zähler läuft dann bei cos n =
0,5 ebenso schnell wie bei cos 1.
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Die bisherigen Erläuterungen der Zeichnung gelten für Vollast des
zu prüfenden Zählers. Der vom Eichzähler dabei aufgenommene Strom ist wegen des
veränderlichen Stromübersetzungsverhältnisses K für die einzelnen Zählerkonstanten
zwar verschieden, schwankt aber nur innerhalb enger Grenzen. Der Eichzähler läßt
sich dabei so einstellen, daß er stets innerhalb eines günstigen Belastungsbereichs
arbeitet, also mit hoher Genauigkeit mißt. Die Einstellung auf die einzelnen Belastungsstufen
geschieht nach dem an sich bekannten Gleichlasteichverfahren, indem bei Vollast
beispielsweise 80 Um drehungen des zu prüfenden Zählers, bei halber Last 40 Umdrehungen,
bei Fünftellast I6 Umdrehungen usw. abgestoppt werden.
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Damit bei diesen Belastungsstufen der Eichzähler stets den gleichen
Meßweg zurücklegt bzw. die gleiche Umdrehungszahl U (Fig. 3) macht, wird mittels
der Anzapfkontakte 18 der Primärwicklung I9 des Stromwandlers 20, gemäß Fig.5, -durch
den der Eichzähler 12 mit dem Laststromkreis 21 des zu prüfenden Zählers 22 gekuppelt
ist, das Strom übersetzungsverhältnis K entsprechend der Kurve K (Fig. 3) verändert.
Dabei ist U K die jeweils bei den einzelnen Belastungsstufen abgestoppte Umdrehungszahl
des zu prüfenden Zählers. Soll also beispielsweise bei halber Belastung geeicht
werden, so wird das tibersetzungsverhältnis 2 des Stromwandlers 20 doppelt so groß
gemacht als bei Vollasteichung, und es werden statt 80 Umdrehungen nur 40 Umdrehungen
abgestoppt. Der vom Eichzähler aufgenommene Strom ist deshalb bei halber Last und
ebenso bei allen anderen Belastungsstufen genau so groß wie bei Vollast. Infolgedessen
sind auch die vom Zeiger 17 (Fig. 8) des Eichzählers zurückgelegten Wege für sämtliche
Belastungsstufen gleich. Die Fehlerprozeutskala I70 kann also nicht nur für die
verschiedensten Zählerkonstanten, sondern gleichzeitig auch für die verschiedenen
Belastungsstufen benutzt werden.
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Stets läßt sicii an ihr unmittelbar der Meßfehler des zu prüfenden
Zählers ablesen.
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Die Einstellung der einzelnen Belastungsstufen wird mit Hilfe des
Leistungstransformotors 23 und des zur Phasenverschiebung dienenden Transformators
24 in bekannter Weise durchgeführt. Beide Transformatoren sind ebenso wie die Primärseite
19 des Stromwandlers 20 mit einer der Belastungsstufenzahl entsprechenden Anzahl
von Anzapfungen versehen. Die Kontaktreihen I8 und 25 bis 27 können dabei, wie durch
28 gestrichelt angedeutet ist, stets mit einem gemeinsamen Vielfachstecker paarweise
verbunden werden.
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Parallel zu den Kontaktreihen kann eine Skala, auf der die einzelnen
Belastungsstufen angegeben sind, angebracht werden. Bei den Stellungen 29 und 30
des Steckers 28 ergeben sich induktive Belastungen durch die Drosselspule 3I mit
cos SQ = 0,5. Die beschriebenen Hilfsapparate sind in dem durch 32 angedeuteten
Gehäuse untergebracht. Der Leistungsfrausformator 23 ist durch Stecker 33, 34 auf
verschiedene Spannungsstufen umschaltbar, die- sich beispielsweise wie 1 : 2 verhalten.
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In derselben Weise kann der Eichzähler I2 durch Stecker 330, 340 auf
zwei verschiedene Spannungsstufen eingestellt werden. Im
Schaltbild
nach Fig. 5 ist jeder Spannung stufe ein besonderes Triebsystem des Eichzählers
zugeordnet, man kann stattdessen jedoch mit einem einzigen Triebsystem und unnschaltbarer
Spannungsspule auskommen.
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Unter Umständen kann zwischen dem Eichzähler 12 und dem Netz 35,
an das die Spannungs spule 36 des zu prüfenden Zählers 22 angeschlossen ist, ein
Spannungswandler oder Spannungsteiler 37 eingeschaltet werden, dessen Übersetzungsverhältnis
regelbar ist. Dieser Widerstand ist entbehrlich, wenn die Spannungsspule des Eichzählertriebsystems
regelbar ist. Man kann dann so verfahren, daß die Spannungsspule des Eichzählers
mit oder ohne vorgeschaltetem Wandler oder Spannungsteiler, beispielsweise auf die
Stufen IOO bis I30 Volt, I30 bis I60 Volt, I60 bis 200 Volt umschaltbar ist. Durch
eine weitere Umschaltung kann man die Spannungspule des Eichzählers gegebenenfalls
auch auf die doppelten Größen dieser Spannungsstufe umschalten, so daß auch Spannungen
von 200 bis 260 Volt, 260 bis 320 Volt und 320 bis 400 Volt angeschlossen werden
können.
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Werden dagegen für jede Spannungsstufe besondere Tri ebsysteme verwendet,
so können diese so geeicht werden, daß ohne Anderung des S tromübers etzungsverhältni
sses zwischen zu prüfendem Zähler und Eichzähler sich für alle Zählerkonstanten
und Belastungsstufen, wie oben geschildert, gleiche Meßwege ergeben. Um die Zahl
der Triebsysteme zu verringern, können dabei in bekannter Weise die einzelnen Systeme
auch im Verhältnis 1 : 2 umschaltbar gemacht werden, so daß jedes System für zwei
Spannungsmeßbereiche verwendbar ist.
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Will man mit einem einzigen System auskommen, das beispielsweise
im Verhältnis I :2 umschaltbar ist, und die Einstellung auf die einzelnen'Spannungsmeßbereiche
durch einen Spannungswandler bzw. -teiler herbeiführen, so muß, wie Fig. 4 zeigt,
mit dem Übersetzungsverhältnis des Wandlers oder Spannungsteilers auch das Stromübersetzungsverhältuis
des Zählers entsprechend geändert werden, indem man beispielweise auch die Sekundärseite
38 des Stromwandlers 20 regelbar macht (Kontaktreihe 39), denn sonst würden sich,
wenn der Prüfling an eine höhere Spannung angeschlossen ist als das Meßsystem des
Eichzählers, für den Eichzähler zu kleine Meßwege ergeben.
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In Fig 4 ist als Abszisse das Verhältnis -s aufgetragen, wobei s"
derjenige Meßweg des Eichzählers ist, der sich bei den einzelnen als Ordinaten aufgetragenen
Spannungsbereichen für den Eichzähler ergeben würde, wenn man das Stromübersetzungsverhältnis
nicht entsprechend ändern würde. Dabei ist angenommen, daß für den Spannungsmeßbereich
IOO bis I30 Volt bzw. 200 bis 260 Volt sich der richtige Weg s -(vgl. auch Fig.
2) ergibt.
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Hat nun der zu prüfende Zähler 22 (Fig. 5) eine Spannung im Bereich
von I30 bis I6c Volt bzw. 260 bis 320 Volt, so muß die Spannung etwa im Verhältnis
5: 4 durch den Wandler 37 für das Spannungssystem des Eichzählers herabgesetzt werden.
Da nun der Eichzähler an einer kleineren Spannung liegt als der zu prüfende Zähler,
so würde der Weg des Eichzählers 415 von dem normalen Wegs betragen. Um den vollen
Weg s zu erhalten, muß deshalb der Eichzählerstrom im umgekehrten Verhältnis gegenüber
dem Strom des zu prüfenden Zählers vergrößert werden. Es ergibt sich deshalb ein
erforderliches Stromübersetzungsverhältnis lz (vgl. Fig. 4 unten) von 1,25. Dieses
Übersetzungsverhältnis muß auf der Sekundärseite 38 des Stromwandlers 20 eingestellt
werden, dann zeigt der Eichzähler wieder richtig.
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Da sich sowohl wegen der Einstellung auf die einzelnen Zählerkonstanten
wie auf die einzelnen Spannungsstufen Änderungen in der Größe des Eichzählerstroms
ergeben, besteht die Gefahr, daß mitunter der Eichzähler in Belastungsbereichen
läuft, deren Meßgenauigkeit geringer ist. Um dies zu vermeiden, kann man sich auf
verschiedene Weise helfen. Soll beispielsweise für die Zählerkonstantegooo (Fig.2)
der Eichzählerstrom um etwa II °/o erhöht werden (19 = I,II), so vermeidet man beispielsweise
bei der Einstellung auf den Spannungsbereich von I60 bis 200 Volt (Fig. 4) die sich
aus den Kurven ergebende Vergrößerung des Eichzählerstroms, die etwa 55 °/0 betragen
würde, und erhält statt dessen eine Verkleinerung des Eichzählerstroms dadurch,
daß man das Triebsystem des Eichzählers auf doppelte Spannung unischaltet und dafür
das Stromübersetzuiigsverhältms » entsprechend er niedrigt. Man erhält dann, wie
der stark ausgezogene Linienzug in Fig;4 zeigt, ein StromübersetzungsverEältnis
» von etwa o,8.
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Dadurch wird die Stromerhöhung, die durch die Einstellung auf die
Zählerkonstante des zu prüfenden Zählers entsteht, wieder rückgängig gemacht, so
daß der Eichzähler praktisch mit normalem Strom arbeitet.
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Man kann sich auch so helfen, daß man beispielsweise bei einem zu
prüfenden Zähler mit der Konstante gooo beim Spannungsbereich I60 bis 200 Volt die
Schaltung des Meßsystems für einfache Spannung beibehält, dafür aber am zu prüfenden
Zähler statt So Umdrehungen nur 40 Umdrehungen abstoppt,
unter gleichzeitiger
Einstellung des Stromübersetzungsverhältnisses von etwa 0,75 an den Kontaktreihen
39 (Fig. 5).
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Für andere Spannungsverhältnisse und Zählerkonstanten empfiehlt es
sich unter Umständen, statt 80 Umdrehungen 60 Umdrehungen bzw. statt 60 Umdrehungen
40 Umdrehungen usw. abzustoppen.
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In Fig. 4 sind einige Kurven eingetragen, aus denen sich das Stromübersetzungsverhältuis
» für die einzelnen Spannungsstufen ergibt, wenn man statt der tabellenmäßig vorgeschriebenen
Umdrehungszahl eine andere Uindrehungszahl abstoppt.
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Um das Übersetzungsverhältnis auf der Sekundärseite 38 des Wandlers
entsprechend diesen Kurven einstellen zu können, kann man die Sekundärseite 38 des
Wandlers in derselben an sich bekannten Weise wie den Parallelwiderstand IO (Fig.
6) zur Stromspule des Eichzählers auf der einen Seite grob-, auf der anderen Seite
feinregelbar machen.
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Für die praktische Durchführung der Zählereichung wird es meist genügen,
wenn das Triebsystem des Eichzählers im Spannungsverhältnis 1 : 2 umschaltbar ist,
oder wenn zwei Triebsysteme, das eine für die einfache, das andere für die doppelte
Spannung abwechselnd eingeschaltet werden können. Dann fällt die Regelung der Sekundärseite
des Wandlers 20 fort und ebenso der Spannungswandler oder -teiler 37.
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Unter Umständen können statt der angegebenen Regelmethoden (Parallelwiderstände
zum Stromeisen, regelbare Stromwandler) auch andere verwendet werden. So kann man
z. B. die Bremsmagnete des Eichzählers verstellbar oder auswechselbar machen, oder
man kann dem Eichzähler ein veränderliches Übersetzungsverhältnis geben.
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Haben die zu prüfenden Zähler verschiedene Strommeßbereiche, so kann
auch die Eichvorrichtung auf verschiedene Strommeßbereiche umschaltbar gemacht werden,
indem man beispielsweise die Hauptstromspule des Eichzählers unterteilt und die
einzelnen Wicklungsteile abwechselnd einschaltet oder abwechselnd parallel und in
Reihe schaltet usw. Ist dies der Fall, so erscheinen in der Tabelle für jede Einstellung
der Zählerkonstanten noch weitere zusätzliche Zählerkonstanten, die den neu hinzugekommenen
Strommeßbereichen entsprechen.