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Strom- und Spannungsmeßgerät für Gleich- und Wechselstrom Es ist bekannt,
Gleichstrom- und Wechselstromgrößen wahlweise unter Verwendung von Gleichstrommeßwerken
und Gleichrichtern zu messen. Man hat solche Meßgeräte auch für Strom- und Spannungsmessungen
eingerichtet und mit mehreren Meßbereichen ausgestattet, und es ist auch eine Meßanordnung
dieser Art bekanntgeworden, bei der durch Abschalten des Gleichrichters bei Gleichstrommessungén
und gewisse Kompensationsmittel erreicht wird, daß die Empfindlichkeit für Gleich-und
Wechseistrommessungen die gleiche ist.
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Dies bedingt aber einen besonderen Stromartwähler, was den Nachteil
mit sich bringt, daß bei unachtsamer Bedienung oder Unkenntnis der Strom arzt erhebliche
Meßfehler auftreten können. Außerdem ist die Schaltung verhältnismäßig verwickelt,
und es ist besonders bei Meßgeräten für Strom- und Spannungsmessungen eine verhältnismäßig
große Anzahl zusätzlicher Schaltkontakte erforderlich, deren ttbergangswiderstände
sich um so störender bemerkbar machen, als sie zum Teil in Reihe mit verhältnismäßig
niedrigen Widerständen liegen.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung bei einem Strom- und Spannungsmeß.
gerät für Gleich-~ und Wechselstrom mit Nebenwiderständen, Wandler, Gleichrichter
und Gleichstrommeßwerk dadurch vermieden, daß die Primãrwicklung des Wandlers mit
den Nebenwiderständen in Reihe und das Gleichstrommeßwerk sowohl zu dem betreffenden
Nebenwiderstand als auch unter Zwischenschaltung einer Gleichrichteranordllung zu
der
Sekundärwicklung des Wandlers parallel geschaltet ist.
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Diese Anordnung ermöglicht es, ein für Gleich- und Wechselstrommessungen
verwendbares Gerät ohne Stromartwähler auszuführen und die Bauart und Bedienung
zu verein: fachen. Bei mehreren Meßbereichen werden die Nebenwiderstände über getrennte
Primärwicklungen des Wandlers zu einem Meßbereichwähler geführt, der der einzige
Schalter ist. Auch er kann gegebenenfalls noch durch Klemmenanschlüsse ersetzt werden.
Da die Wechselstrommessung nunmehr über einen Stromwandler erfolgt, kann der Eigenverbrauch
gegenüber der Messung mit Nebenwiderständen außerdem erheblich verringert werden.
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In Fig. I ist der Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Mit 1 ist die Drehspule des Meßwerks bezeichnet; 2 ist der Wandler;
3 und 4 sind die Stromanschlußklemmen, zwischen denen in Reihe ein Nebenwiderstand
5 und die Primärwicklung 6 des Wandlers 2 liegen. Die Drehspule I ist über eine
Gleichrichterschaltung 7 an die Sekundärspule 8 des Wandlers angeschlossen und zugleich
an den Nebenwiderstand 5. Die Wirkungsweise erklärt sich aus der dargestellten.
Schaltung ohne weiteres, wenn man berücksichtigt, daß die Sekundärwicklung 8 des
Wandlers für den vom Nebenwiderstand 5 abgezweigten Gleichstrom durch den Gleichrichter
gesperrt ist. Beim Anschluß an Wechselstrom entspricht die An-. zeige lediglich
dem aus der Sekundärwicklung des Wandlers herrührenden Strom. Der durch den Spannungsabfall
am Nebenwiderstand 5 hervorgerufene Wechselstrom stellt nur eine im allgemeinen
bedeutungslose Vorbelastung dar. Diese Vorbelastung kann übrigens bei Verwendung
einer Halbwellengleichrichterschaltung vermieden werden.
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In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für ein Meßgerät
mit mehreren Meßbereichen dargestellt, bei dem eine solche lIalbwellenschaltung
benutzt wird. 3 und .4 sind die äußeren Anschlußklemmen. Die Anschlußklemme 4 steht
mit dem um die Achse 21 drehbaren Kontaktarm 22 des Meßbereichwählers in Verbindung,
der beispielsweise die in der Zeichnung angeführten Meßbereiche hat. Die auf der
linken Seite des Meßbereichwählers liegenden, für die Strommessung bestimmten Kontakte
sind mit den Primärwicklungen 23 bis 28 eines Wandlers 2 verbunden, der noch eine
weitere, späterhin ihrer Bedeutung nach zu erörternde Primärwicklung 12 und die
Sekundärwicklung I3 aufweist. Die Primärwicklungen 23 bis 28 stehen mit geeignet
gewählten Punkten eines Widerstandes 14 in Verbindung, der einerseits bei der Gleichstrommessung
als Nebenschluß dient, andererseits bei der Gleichspannungs messung als Spannungsteiler
wirkt. Die zur Spannungsmessung dienenden Kontakte des Meßbereichwählers sind teils
über einen Vorwiderstand 15 an die Primärwicklung 12, teils über einen Vorwiderstand
16 an die Primärwicklung 24 des Wandlers -angeschlossen.
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Diese doppelte Verwendung der Primärwicklung 24 hat lediglich den
Zweck, eine weitere Primärwicklung für den Wandler zu ersparen.
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Die Drehspule I steht über einen Gleichrichter I8 unmittelbar mit
den Klemmen der Sekundärwicklung 13 in Verbindung. Der Gleichrichter 19 dient dazu,
die zweite zur Messung nicht benutzte Halbwelle an dem Meß.werk vorbeizuführen.
Die Polung wird so vorgenommen, daß die vom Gleichrichter gelieferte Halbwelle (Fig.
3) für die Drehspule ungefähr doppelt so groß und entgegengesetzt der in der gleichen
Zeit auf die Drehspule wirkenden Wechselstromhalbwelle (Fig. 4) wird, so daß der
die Drehspule durchfließende Gesamtstrom (Fig. 5) dem einer Vollwellenschaltung
entspricht. Zweckmäßig schaltet man vor den Gleichrichter 19 einen dem Widerstand
der Meßspule I angepaßten Widerstand 29, vor allem zur Temperaturkompensation.
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Man kann natürlich an Stelle der bei dem Ausführungsb eispiel vorgesehenen
Halbwellengleichrichtung auch eine Gleichrichtung beider Halbwellen z. B. mit Hilfe
der üblichen Grätzschaltung vornehmen. 20 ist schließlich ein Schalter, der eingebaut
werden kann; er wird dann während der Gleichstrommessungen geschlossen und während
der Wechselstrommessungen geöffnet, damit der überlagerte Wechselstromanteil nicht
gleichgerichtet wird und die Messung beeinflußt.
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Unter der Annahme, daß der Schalter 20 offen ist, erklärt sich die
Wirkungsweise des Gerätes wie folgt: Soll z.B. eine Gleichstromstärke gemessen werden,
wird der Kontaktarm 22 so lange aus seiner gezeichneten I;ag,e schrittweise über
die links liegenden Stromkontakte gedreht, bis der Zeiger an einer geeigneten Stelle
der Skala steht. Dabei verläuft der zu messende Strom über die Klemme 4, den Kontaktarm
22, eine der Primärwicklungen 23 bis 28 und einen Teil des Widerstandes 14 zur Klemme
3 Der im Widerstand 14 erzeugte Spannungsabfall wird der Meßspule 1 zugeführt, so
daß die Glèichstromstärke in der üblichen Weise gemessen werden kaml. Die Sekundärwicklung
I3 des Wandlers bleibt svirkungslos, weil über die Wandlerprimärwicklung lediglich
ein Gleichstrom fließt, und der Gleichrichter 18 verhindert, daß etwa einT!eil des
Gleichstromes über die Sekundärwicklung I3 an der Meßspule I vorbeigeführt wird.
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Soll eine Wechselstromstärke gemessenwerden, dann wird wiederum mit
dem Kontaktarm 22 ein geeigneter Meßbereich aufgiesucht.
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Auf das Meßwerk I wirkt jetzt nur der über I8 gleichgerichtete, von
der Wandlerwicklung I3 gelieferte Strom. Der Spannungsabfall in dem Nebenschluß
14 wirkt im wesentlichen nicht auf das Meßwerk, weil er eine Wlechselspannung ist.
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Bei der Gleichspannungsnfessung wird wiederum der Kontaktarm 22.
nach rechts gedreht, bis ein gewünschter Meßbereich gefunden ist. Dabei dienen die
abgegriffenen Teile der Widerstände 15 oder I6 als Vorwiderstände. Der Widerstand
14 liegt dabei parallel zur Meßwerkspule I.
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Bei der Wechselspannungsmessung verläuft der zur Spannungsmessung
verwendete Stromkreis entweder über die Primär wicklung 12 oder über die Primärwicklung
24 des Übertragers, so daß das Meßwerk von dessen Sekundärwicklung 13 gespeist wird.
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Dabei können allerdings unter Umständen bei den niedrigen Spannungsmeßbereichen,
wenn man die gleichen Schalterkontakte für Gleich- und Wechselspannung benutzt,
Meßfehler entstehen, die die gewünschte Fehlergrenze übersteigen. In diesem Fall
kann man für Gleich- und Wechselspannungen gleichen Betrages verschiedene Anzapfungen
an den betreffenden Vorwiderständen vorsehen, wie es in Fig. 2 für die Meßbereiche
I,5, 6 und 30 V dargestellt ist. Dies setzt allerdings voraus, daß man die Stromart
der zu messenden Spannung kennt.