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Elektrolytischer Arbeitszähler Bei den gebräuchlichen Arbeitszählern,
Wattstundenzählern o. dgl. arbeiten in dem Meßsystem selbst ein Nebenschlußteil
und ein Hauptschlußteil zusammen und ergeben dadurch ein dem Produkt aus Strom und
Spannung proportionales Drehmoment. Aus diesem Grunde kamen bisher Elektrolytzähler,
die ja in ihrer Zelle nur von einem einzigen Stromzweig beeinflußt werden können,
als Arbeitszähler nicht in Betracht, obwohl sie wegen ihrer hohen Meßgenauigkeit
und wegen ihrer sonstigen Vorteile (Fehlen von beweglichen Teilen) als Meßgeräte
hervorragend geeignet sind. Es wurde zwar früher einmal vorgeschlagen, Amperestundenzähler
durch Anwendung beheizter Widerstände für die Arbeitsmessung geeignet zu machen.
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Diese Vorschläge konnten sich aber in der Praxis nicht durchsetzen,
einerseits weil die Eichung und Abgleichung solcher Zähler sehr schwierig war, andererseits
weil die Heiztemperaturen viel zu hoch ausfielen, wenn man nicht zu große Meßfehler
in Kauf nehmen wollte. Da die hohe Heiztemperatur aber stets ein Verzundern oder
eihen anderen Verschleiß der heizenden oder beheizten Widerstände mit sich brachte,
ließen sich die guten Meßeigenschaften nicht auf genügend lange Dauer aufrechterhalten.
Der Zähler war vielmehr einem raschen Verschleiß unterworfen.
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Die Erfindung geht von der neuen Erkenntnis aus, daß unter bestimmten
Bedingungen ein elektrolytischer Arbeitszähler mit beheizten Widerständen trotz
geringer Heiztemperatur doch hervorragende Meßeigenschaften hat. Nach einem bekannten
Vorschlag wird die Zelle des Elektrolytzählers im Diagonalzweig einer im Außenzweig
von der Spannung beheizten und entsprechend dem Hauptstrom gespeisten Brücke eingeschaltet.
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Während aber bei den vorbekannten Zählern der zur Abgleichung des
Zählers dienende, vom Hauptstrom durchflossene Nebenwiderstand selbst einn Teil
der Brücke bildete, werden erfindungsgemäß die Enden der Brücke an die Klemmen dieses
Nebenwiderstandes angeschlossen, so daß also der Nebenwiderstand außerhalb derBrücke
liegt; ferner werden, was bei beheizten Brücken für andere Meßzwecke bekannt ist.
zwei gegenüberliegende Zweige der Brücke von der Meßspannung beheizt, und die Widerstände
der Brückenaußenzweige werden derart aufeinanx a der abgestimmt, daß - = 0,15 x
+ n a + b bis o, ist, wobei x und b die von der Spannung beeinflußten, n und a die
von der Spann
Ullg unabhängigen Widerstände der Xußenzweige sind;
der von der Spannung gespeiste Heizwiderstand wird ferner so abgeglichen, daß bei
Nennspannung die xvärmegesteuerten Brückenzxveige Gt und b) etwa 500 Ubertemperatur
haben. Wie sich durch Ausprobieren von verschiedenen Übertemperaturen und Brückenabgleichungen
nachweisen läßt, erhält man bei diesem Optimum minimale Meßfehler für die verschiedenen
Spannungen. ohne daß dabei eine die Lebensdauer des Zählers beeinträchtigende Heiztemperatur
verwendet werden muß. Außerdem ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß im C;egensatz
zum Rekannten der- Zähler durch Regelung des Nebenwiderstandes abgeglichen werden
kann, ohne daß sich dabei die Brückenabgleidiung und damit der Einfluß der Spannung
auf den Zähler ändert.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
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I, 2 sind die heiden Netzleiter. In dem Leiter 2 liegt der Meßwiderstand
3. Zwischen die Leiter I und 2 ist über den regelbaren Widerstand 4 die Heizwicklung
5 eingeschaltet. Sie heizt die zwei Brückenzweige bildenden Widerstände w und b:
die beiden anderen Brückenzeweige, die mit n und ci bezeichnet sind, sind außerhalb
des Heizbereichs der Spule 5 angeordnet. 6 ist die SIeßzelle mit dem Vorschaltwiderstand
7 zum Ausgleich von Temperaturfehlern. 8 sind die Verbrauchswiderstände, deren Verbrauch
durch die Zelle 6 gemessen werden soll. In der Brücke ist der Zweig x über den Zweig
a mit dem Zweig b und dem Zweit n in einen Ring geschaltet. Die Zelle 6 mit ihrem
Vorschaltwiderstand liegt zwischen den Verbindungsstellen .-r und -;i bzw. a und
b, Der Aleßwiderstand 3 ist mit den Verbindungstellen b und n bzw. a und x verbunden.
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Die Widerstände und b sind mit der Heizwicklung 5 zusammen unter
wärmeleitender Verbindung auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere einer Spule,
angebracht.
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Die Spule soll eine verhältnismäßig kleine Wärmeträgheit haben, damit
sich die Angaben der Meßzelle jeweils schnell etwaigen Spannungsänderungen anpassen.
Unter Umständen kann diese Spule in einem Preßmassengehäuse untergebracht werden.
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Die Brückenzxveige a. b, n, x werden aus Älaterialien mit gleichem
Temperaturkoeffizienten hergestellt, um die Angaben des Aleßgeräts uiiabhängi g
von Schwankungen der Raumtemperatur zu -machen. Vorzugsweise werden die Zweige aus
Reinnickeldraht angefertigt, da diese Material einen verhältnismäßig hohen Temperaturkaeffizienten
hat.
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Als WIeßzelle wird vorzugsweise ein Wasserstoff-Elektrolyt-Zähler
benutzt.
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Bei Nennspannung ergibt sich für die Teile 5, x und b eine Übertemperatur
von etwa 5o0. Zwecks Eichung der Meßanordnung kann in bekannter Weise der Meßwiderstand
3 geändert werden, der Spannungseinfluß kann durch Regelung des Widerstands 4 auf
den richtigen Wert eingestellt werden. Ferner kann durch Änderung der Widerstände
in einem oder mehreren Brückenzweigen die Brückenabgleichung und damit der Zellenstrom
geändert werden.
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Die Heizleistung des Teils 5 beträgt etwa 2 Watt. Sollte diese Heizleistung
herabgesetzt werden, so kann man in die Brücke a, b, n, x noch eine oder mehrere
Brücken einschachteln, die ebenfalls wieder einen oder mehrere von der Spule 5 geheizte
Zweige haben.
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Die Erfindung bietet den besonderen Vorteil, daß die Äleßgenauigkeit
jahrelang erhalten bleibt, weil die Heiztemperaturen sich innerhalb der iiormalen
Grenzen halten und Zersetzungen oder Verzunderungen des beheizten Alaterials ausgeschlossen
sind. Ferner sind die Meßfehler, die auch bei den größten praktisch im Netz vorkommenden
Spannungsänderungen auftreten, verschwindend kleiii. Die Meßanordnung ist also hochgradig
überlastbar und mißt auch bei kleineren Lasten mit größter Genauigkeit. Die Zelle
selbst ist unempfindlicll gegen Kurzschlüsse.
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Für die Massenfabrikation ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß
für Amperestunden-und Wattstundenzähler die gleiche Zählertype verwendet werden
kann und bei Verwendung als Wattstundenzähler lediglich die Teile 5, x, b, n und
a eingebaut werden müssen, die sich in zwei gegebenenfalls bei guter Wärmeisolation
in eine Einheit geringen Raumbedarfs zusanmlenfassen lassen.
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Unter Umständen kann der Zähler von Amperestunden- auf Wattstundenmessung
umschaltbar sein. Auch ist der Zähler leicht auf verschiedene Spannung und Stromstufen
umstellbar. wenn man den Teil 5 mit einer Anzapfung versieht oder aus mehreren wahlweise
parallel und in Reihe schaltbaren Zweigen zusammensetzt.