DE716138C

DE716138C - Measuring device for direct and alternating current or direct and alternating voltage with a moving-coil measuring mechanism connected to a rectifier arrangement

Info

Publication number: DE716138C
Application number: DES129263D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Pfannenmueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1937-10-26
Filing date: 1937-10-26
Publication date: 1942-01-14
Also published as: CH206466A; FR845124A

Description

Meßgerät für Gleich- und Wechselstrom bzw. Gleich- und Wechselspannung mit einem an eine Gleichrichteranordnung angeschlossenen Drehspulmeßwerk Meßgeräte, die für Gleich- und Wechselstrom bzw. Gleich- und Wechselspannung b.estimmt sind, werden, sofern les sich nicht um Präzisionsmessungen handelt, in der Regel mit einem an eine Gleichrichteranordnung angeschlossenen Drehspulmeßwerk ausgerüstet, wobei häufig auch die Gleichstrom-bzw. Spannungsmessung über G1eichrichter erfolgt Bei Verwendung von quadratisch ausgesteuerten Gleichrichtern würde die Anzeige für Wechselstrom mit leiner sich dem Wert Null nähernden Frequenz ohne weiteres gleich der Anzeige bei Gleichstrom sein.Measuring device for direct and alternating current or direct and alternating voltage with a moving-coil measuring mechanism connected to a rectifier arrangement, measuring devices, which are intended for direct and alternating current or direct and alternating voltage b., are, unless they are precision measurements, usually with a equipped with moving coil measuring mechanism connected to a rectifier arrangement, wherein often also the direct current or. The voltage measurement is carried out via the leveler at Use of square-modulated rectifiers would indicate alternating current with a frequency approaching zero, it is easily equal to the display be at direct current.

Wenn man aber, wie allgemein üblich, die Gleichrichter nicht quadratisch, sondern möglichst linear aussteuert, so ergeben sich für die beiden Stromarten wesentlich verschiedene Ausschläge bei der üblichen Eichung in Effektivwerten, und zwar erhält man hei Gleichstrom einen größeren Ausschlag als bei Wechselstrom.But if, as is common practice, the rectifiers are not square, but rather as linearly as possible, this results in essentials for the two types of current various deflections in the usual calibration in effective values, and that receives one has a larger deflection with direct current than with alternating current.

Es ist bekannt. daß man diesen Nachteil durch den Einbau einer Vorrichtung zum wahlweisen Einschalten beim Wechsel der Stromart beseitigen kann, wobei die betreffenden Stromkreise so bemessen werden können, daß sich beildem gleichen Wert der zu messenden Größe unabhängig von der Stromart der gleiche Ausschlag ergibt. Die Verwendung eines solchen Stromartwählers hat aber den Nachteil, daß bei nicht besonderes sorgfältiger Bedienung leicht Irrtümer vorkommen köi-,nen. In solchen Fällen, wo die Stromart nicht bekannt ist, ist die Bedienung aul?;erdem recht umständlich. It is known. that one can overcome this disadvantage by installing a device to selectively switch on when changing the type of current can eliminate, the relevant circuits can be dimensioned in such a way that they have the same value the quantity to be measured gives the same deflection regardless of the type of current. The use of such a current type selector has the disadvantage that when not Particularly careful operation, errors can easily occur can. In such cases, where the type of current is not known, operation is also not necessary quite awkward.

Dic vorliegende Erfindung betrifft nun ein Meßgerät mit einem an eine nicht quadratisch ausgesteuerte Gleichrichter,anordnung angeschlossenen Drehspulmeßwerk, vorzugsweise mit mehreren Meßbereichen, wobei p,arallel zur Gleichrichteranordnung ein induktiver oder parallel zu einem Vorwiderstand ein kapazitiver Widerstand angeordnet ist, wobei das Gerät ohne Rücksicht auf die Stromart benutzt werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß diese Widerstände so bemessen sind, daß der das Drehspulmeßwerk beim Messen einer Wechselstromgröße gegebener Frequenz durch fließende Wellenstrom den gleiche linearen Mittelwert hat wie der beim Messen einer Gleichstromgröße das Drehspulmeßwerk durchfließende Gleichstrom, vorausgesetzt, daß die zu messende Gleichstromgröße den gleichen Wert hat wie der Effektivwert d!er zu messenden Wechselstromgröße. The present invention relates to a measuring device with a a non-square-controlled rectifier, arrangement connected moving-coil measuring mechanism, preferably with several measuring ranges, where p, parallel to the rectifier arrangement an inductive resistor or a capacitive resistor arranged in parallel with a series resistor the device can be used regardless of the type of current. this will achieved according to the invention in that these resistors are dimensioned so that which the moving-coil measuring mechanism when measuring an alternating current variable of a given frequency flowing wave current has the same linear mean value as that when measuring a Direct current magnitude direct current flowing through the moving-coil measuring mechanism, provided that the direct current quantity to be measured has the same value as the effective value the alternating current quantity to be measured.

In der Zeichnung sind einige Ausführungs beispiele der Erfindung in Schaltbildern dargestellt. In the drawing are some execution examples of the invention shown in circuit diagrams.

In Fig. I ist angenommen. daß es sich um eine Strommessung handelt und der zu messende Strom J bzw. J in jedem Falle ,ein und dieselbe Gleichrichtel-allordnung I durchfließt, an die in an sich bekannter Weise ein Gleichstrominstrument 2 angeschlossen ist. Ausgehend von der Anschlußklemme 3 flIeßt der zu messende Strom nun einerseits über die Gleichrichteranordnung 1 und einen Ohmschen Widerstand 4 zu der Anschlußklemme 5, andererseits liegt parallel dazu eine Drosselspule 6 in Reihe mit einem zweiten Ohmschen Widerstand, 7. In Fig. I it is assumed. that it is a current measurement and the current to be measured J or J in each case, one and the same rectifying order I flows through, to which a direct current instrument 2 is connected in a manner known per se is. Starting from terminal 3, the current to be measured now flows on the one hand Via the rectifier arrangement 1 and an ohmic resistor 4 to the connection terminal 5, on the other hand, there is a choke coil 6 in series with a second one Ohmic resistance, 7.

Es findet somit in jedem Falle eine Stromverzweigung statt. Da nun der Betrag des Scheinwiderstandes in dem Parallelstromkreis bei Gleichstrom geringer ist als bei WLechselstrom, ist die Stromverteilung bei den beiden Stromarten verschieden. und man kann die Drosselspule 6 so bemessen bzw. den induktiven Widerstand des Parallelzweiges durch -eine geeignete Wahl des Widerstandes 7 so abgleichen, daß man bei Gleich- undWechselstrom gleicher Stromstärke den gleichen Ausschlag am Instrument 2 erhält. Dabei ist es zweckmäßig, die Bemessung so zu wählen, daß die infolge von Frequenz änderungen ilmerhalb des gewünschten Frequenzbereiches auftretenden Änderungen des über die Drosselspule 6 fließenden Wechselstromes vernachlässigbar bleiben. There is therefore a current branching in each case. Because now the amount of impedance in the parallel circuit with direct current is lower is than with AC alternating current, the current distribution is different for the two types of current. and you can dimension the inductor 6 or the inductive resistance of the parallel branch by -a suitable choice of the resistor 7 adjust so that when the same- and an alternating current of the same amperage has the same deflection on the instrument 2. It is advisable to choose the dimensioning in such a way that the result of the frequency Changes within the desired frequency range changes in the The alternating current flowing through the choke coil 6 remains negligible.

Wenn mehrere Strommeßbereiche erforder. lich sind; so kann man-den Meßbereich in der üblichen Weise durch entsprechend abgeglichene Nebenwiderstände erweitern. Die gleiche Schaltung kann man unter Verwendung eines Vorwiderstandes auch für Spannungsmessungen benutzen; die Abweichung zwischen Gleich- und Wechsel spannung kann in diesem Falle aber nur für einen Spannungsmeßbereich genau beseitigt werden. If several current measuring ranges are required. are lich; so one can Measuring range in the usual way through appropriately balanced shunt resistors expand. The same circuit can be done using a series resistor also use for voltage measurements; the deviation between the same and the alternation In this case, however, voltage can only be eliminated precisely for one voltage measuring range will.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung, die insbesondere für Spannungsmessungen geeignet ist. Hier ist in Reihe mit der Gleichrichterschaltung ein Vorwiderstand 8 angeordnet, dem ein Kondensator g parallel geschaltet ist. Liegt nun an den Klemmen 3 und 5 eine zu messende Spannung U bzw. U, so tritt bei einer Wechseispannung eine Stromversorgung ein, während bei einer Gleichspannung der Strom nur den Ohmschen Widerstand S durchfließt. Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung von 8 und 9 ist daher bei Gleichspannung größer ais bei Wechsel spannung und kann durch Wahl der Kapazität des Kondensators 9 und des Widerstandes S so bemessen werden, daí:i man bei gleichem Wert einer zu messenden Cl eich- und Wechsel spannung den gleichen Ausschlag erhält. Fig. 2 shows a circuit that is particularly useful for voltage measurements suitable is. Here is a series resistor in series with the rectifier circuit 8 arranged, to which a capacitor g is connected in parallel. It is now on the terminals 3 and 5 a voltage to be measured U or U, so occurs with an alternating voltage Power supply on, while with a direct voltage the current is only ohmic Resistance S flows through. The total resistance of the parallel connection of 8 and 9 is therefore greater for direct voltage than for alternating voltage and can be selected by choosing the capacitance of the capacitor 9 and the resistor S are dimensioned so that: i one with the same value of a Cl calibration and alternating voltage to be measured the same Rash gets.

Durch eine Vereinigung der Schaltungen nach Fig. I und 2 ist es möglich. das Meßgerät sowohl für Strom- als auch für Spannungsmessungen unter Verx-endung der üblichen Neben- bzw. Vorwiderstände mit beliebig vielen Meßbereichen auszuführen. Damit man für die Spannungsmeßbereiche einen genauen Abgle ich durch Vorschalten einfacher Widerstände erhält, ist es nötig. in diesem Falle die Widerstände so zu bemessen. daß der Gesamtwiderstand der Schaltung bei dem gleichen Wert der zu messenden Stromstärke oder Spannung unabhängig von der Strom art der gleiche ist. Eine derartige Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Bezeichnungen der einzelnen Schaltelemente die gleichen sind wie bei den Fig. I und 2. By combining the circuits according to FIGS. I and 2, it is possible. the measuring device for both current and voltage measurements under Verx-end the usual shunt or series resistors with any number of measuring ranges. So that you can calibrate the voltage measuring ranges precisely by connecting them upstream easier to get resistances, it is necessary. in this case the resistances too measured. that the total resistance of the circuit is at the same value as that to be measured Amperage or voltage is the same regardless of the type of current. Such a one Circuit is shown in Fig. 3, with the designations of the individual switching elements are the same as in Figs.

Ein ausführliches Schaltbild eines Meßgerätes mit mehreren Meßbereichen für Strom und Spannung gemäß der Erfindung zeigt Fig. 4. Sowohl der Strom- als auch der Spannungsmessung ist die Schaltung nach Fig. 1 zugrunde gelegt, wobei zur Eru-eiterung des Strommeßbereiches in an sich bekannter Weise ein als Strombereichwähler dienender regelharer Nebenwiderstand vorgesehen ist. Ferner ist angenommen, daß aucll die Erweiterung des Spannungsmeßbereiches, wie üblich, durch Vorwiderstände erfolgt. Das ist praktisch zulässig, wenn auch für den niedrigsten Spannungsmeßbereich d!er Vorwiderstand genügend groß ist im Vergleich zu dem Widerstand der Gleichrichterschaltung, so daß die bei den einzelnen Siel'-bereichen auftretenden Abweichungen in den zulässigen Grenzen bleiben. A detailed circuit diagram of a measuring device with several measuring ranges for current and voltage according to the invention is shown in Fig. 4. Both the current and the voltage measurement is based on the circuit according to FIG. 1, whereby for explanation of the current measuring range in a manner known per se serving as a current range selector regular shunt resistance is provided. It is also assumed that the Extension of the voltage measuring range, as usual, is carried out by means of series resistors. This is practically permissible, albeit for the lowest voltage measuring range Series resistance is sufficiently large compared to the resistance of the rectifier circuit, so that the deviations occurring in the individual Siel 'areas in the permissible The limits remain.

Ein die Gesamtschaltung aufnehmendes Gehäuse 10 ist mit drei Anschlußklemmen versehen, die mit U, J und G bezeichnet sind. A housing 10 accommodating the overall circuit has three connection terminals which are labeled U, J and G.

An die bei Spannungsmessungen zu blenutzende Klemme U ist der Schaltarm 11 eines regelbaren Vorwiderstandes 12 angeschlossen; ebenso ist mit der bei Strommessungen zu benutzenden Klemme J der Schaltarm 13 eines Spannungsteilerwiderstandes 14, 15 verbunden. Die Widerstände 12 und 14, 15 sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise untereinander und mit der gemeinsam für Strom und Spannung zu benutzenden Anschlußklemme G verbunden.The switch arm is connected to the U terminal, which is to be used for voltage measurements 11 of a controllable series resistor 12 connected; the same is true for current measurements Terminal J to be used is the switching arm 13 of a voltage divider resistor 14, 15 tied together. The resistors 12 and 14, 15 are in the manner shown in FIG with each other and with the connection terminal to be used jointly for current and voltage G connected.

In das Gehäuse 10 ist ferner ein Drehspulmeßwerk eingebaut, das mit zwei Drehspulen 16, 17 versehen ist, die einerseits zmtereinande,r und mit der Klemme G verbunden und andererseits an je einen Gleichrichter I-8, 19 mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung angel schlossen sind. Zur Justiemng sind noch Parallelwiderstände 20, 21 vorgesehen. Die bei den Gleichrichter 18, 19 sind andlenerseits miteinander verbunden und über einen Vorwiderstand 22 an die Verbindungsleitung zwischen den Widerständen 12 und 14 angeschlossen. In the housing 10, a moving coil measuring mechanism is also installed, which with two rotating coils 16, 17 is provided, the one hand zmtereinande, r and with the clamp G connected and on the other hand to a rectifier I-8, 19 with opposite one Passage direction angel are closed. There are also parallel resistors for adjustment 20, 21 provided. The rectifiers 18, 19 are on the other hand with each other connected and via a series resistor 22 to the connecting line between the Resistors 12 and 14 connected.

Parallel zu der aus den Teilen I6 bis 22 bestehenden Gleichrichterschaltung liegt nun die Reihenschaltung einer Drosselspule 6 und eines Ohmschen Widerstandes 7 entsprechend der Schaltung nach Fig. I.In parallel with the rectifier circuit consisting of parts I6 to 22 is now the series connection of a choke coil 6 and an ohmic resistor 7 according to the circuit of Fig. I.

Beim Anschluß einer zu messenden Sp;annung an die Klemmen U, G fließt ein Strom über den Schaltarm 1 1 und den regelbaren Vorwiderstand 12 zur Gleichrichterschaltung, wobei sich der Strom entsprechend Fig. I verzweigt, und zur Klemme G. Der Schaltarm I I dient als Spannungsmeßbereichwähler, wobei der Spannungsmeßbereich durch Rechtsdrehen erweitert wird. Beim Anschluß leimes zu messenden Stromes an die Klemmen J und G fließt dieser zum Teil über den Widerstand 14 und die Gleichrichterschaltung zur Klemme G, während der andere Teil den Nebenwiderstand 15 durchfließt. Durch Drehen des als Strommeßbereichwähler wirkenden Schaltarmes 13 nach rechts wird der Nebenwiderstand 15 verkleinert und gleichzeitig der Vorwiderstand 14 vergrößlert, wobei der Strommeßbereich erweitert wird. When a voltage to be measured is connected to terminals U, G flows a current through the switching arm 1 1 and the controllable series resistor 12 to the rectifier circuit, where the current branches according to FIG. I, and to terminal G. The switching arm I I serves as a voltage measuring range selector, the voltage measuring range by turning to the right is expanded. When connecting glue to be measured current to terminals J and G this flows in part via the resistor 14 and the rectifier circuit Terminal G, while the other part flows through the shunt resistance 15. Go berserk of the switching arm 13 acting as a current measuring range selector to the right becomes the shunt resistance 15 reduced and at the same time the series resistor 14 increased, the current measuring range is expanded.

In jedem Falle fließt der Meßstrom, falls es sich um einen Wechselstrom handelt, abwechselnd bei jeder Halbewelle durch eine der beiden Drehspulen 16, 17, während ein Gleich-Strom je nach der Stromrichtung nur eine der beiden Drehspulen durchfließt. Im übrigen erfolgt der Abgleich der Widerstände wie bei der Schaltung nach Fig. 1. In any case, the measuring current flows if it is an alternating current acts, alternately with each half-wave through one of the two rotating coils 16, 17, while a direct current only has one of the two moving coils depending on the direction of the current flows through. Otherwise, the resistances are matched as in the circuit according to Fig. 1.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Meter with one to one not square controlled rectifier arrangement connected moving-coil measuring mechanism, preferably with several measuring ranges, parallel to the leveling device arrangement an inductive resistor or a capacitive resistor in parallel with a series resistor is arranged, characterized in that these resistors are dimensioned so that the moving coil measuring mechanism (2) when measuring an alternating current variable of a given frequency The shaft current flowing through has the same linear mean value as that during measurement a direct current variable the moving coil measuring mechanism by flowing direct current, provided that the direct current quantity to be measured has the same value as the effective value the alternating current quantity to be measured.

2. Measuring device according to claim 1 for current and voltage measurements with meh eral measuring ranges, characterized in that both in parallel with the rectifier circuit an inductive resistor (6, 7) and parallel to a series resistor (8) capacitive resistance (g) and the resistances are dimensioned so that the total resistance the circuit at the same value of the current or voltage to be measured independently from the current doctor is the same.