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Wechselstrombrücke zur Messung geerdeter Widerstände Ein iii der Fernmeldetechnik
häufig auftretendes Problem ist die Übertragung von Wechselströmen von einem System
auf ein anderes bei möglichst weitgehender kapazitiver Trennung beider Systeme.
Von besonderer Wichtigkeit ist die statische Trennung bei Meßanordnungen, irisbesondere
in Brükkenschaltung, bei denen sich in vielen Fällen eine Schirmungsanordnung zwischen
Spannungsquelle und Meßbrücke als notwendig erweist. In der Fig. i ist als Beispiel
eine Meßanordnung .dargestellt, bei .der zwischen dem Stromquellensystem I und dem
System II einer zur Messung von Erdkapazitäten benutzten Brücke ein geschirmter
Übertrager angeordnet ist, um eine Vorbelastung der Brücke hinsichtlich Erdkapazitäten
zu vermeiden. Die Wicklungen des Übertragers sind je mit einem Metallschirm umgeben,
der nochmals von einem das Ganze umschließenden Schirm umfaßt wird. Durch die Anbringung
von Schirmen zwischen den Wicklungen eines solchen Übertragers und die mit den Schirmen
gegebenen kapazitiven Nebenschlüsse wird aber die magnetische Verkettung von Primär-
und Sekundärfluß und die übertragbare Frequenzbandbreite stark verringert. Einen
geschirmten Übertrager zu bauen, :der eine Streuung von.nur 50/0 aufweist, ist bereits
mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, zudem ist sein Aufbau konstruktiv sehr
schwierig und folglich teuer.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten schlägt die Erfindung einen
anderen Weg ein. Um eine Wechselstrombrücke zur Messung geerdeter Widerstände beliebiger
Art zu erhalten, bei der diejenige Seite, an welche der zu messende Widerstand angeschlossen
wird, durch Sichirmung frei von Ableitungen gehalten ist, die sonst durch Anschluß
der Stremquelle hineinkommen, geschieht :erfindungsgemäß .deren Anschluß über zwei
in Reihe geschaltete ungeschirmte Übertrager, wobei das zwischen beiden liegende
Leitungssystem, vorzugsweise mittels einer symmetrischen Drossel, als Ganzes an
Schirmpotential gelegt wird. Unter Schirmpotential ist dabei ein von Erde verschiedenes
Potential zu verstehen.
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Es ist an-sich bereits bekannt, bei übertragungssystemen,
die
äußeren Störungen unterworfen sind, ein zwischen zwei Übertragern liegendes System
mittels einer symmetrischen Scheinwiderstandsanordnung mit einem geerdeten Teil
des folgenden Verstärkers zu verbinden, wobei dieser Teil des Verstärkers wirkliche
Erde sein kann, oder auch nicht. Bei dieser bekannten Anordnung wird jedoch dieses
Zwischensystem nicht als Schirmungsanordnung benutzt, vielmehr hierdurch eine Zwangssymmetrierung
angestrebt und erreicht. Bei der bekannten Anordnung ist .die Symmetrie Grundbedingung,
um die gewünschte Wirkung einer Zwangssymmetrierun.g zu erzielen. Bei der Wechselströmbrücke
nach der Erfindung ist eine solche Symmetrie nicht unbedingt notwendig, kann jedoch
von Vorteil sein, um Fehler höheren Grades auszugleichen.
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Bei der bekannten Anordnung mit Zwangssymmetrierung gilt es, Störspannungen
in der Fernsprechleitung, die insbesondere durch das elektrostatische Feld des Störers
verursacht werden und in beiden Adern 'der Leitung in gleicher Richtung verlaufen,
zu unterdrücken. Bei vorhandener Symmetrie der Gesamtanordnung gegen Erde würden
die Störströme über die Übertrager abfließen, ohne daß eine Potentialdifferenz zwischen
den Adern der Leitung selbst auftritt. Da aber eine Symmetrie gegen Erde nicht ohne
weiteres vorhanden ist, wird eine Zwangssymmetrierung vorgenommen. Es ist dabei
an sich vollkommen unwesentlich, daß die Übertrager hierzu herangezogen sind, denn
diese sind lediglich für die Verbindung eines symmetrischen Systems mit einem unsymmetrischen
erforderlich.
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Bei Meßanordnungen, wie sie beispielsweise an Hand der Fig. z behandelt
wurden, liegt gegenüber der bekannten Anordnung eine gänzlich andere Aufgabenstellung
vor. Hier soll verhindert werden, daß infolge irgendwelcher Ableitungen gegen Erde
von der Spannungsquelle I auf das System der Brücke II Strom abfließt. Bisher war,
wie an Hand der Fig. i bereits erläutert wurde, :ein doppelt geschirmter Übertrager
hierzu benutzt worden. Durch die erfindungsgemäße Einführung eines zwischen zwei
Übertragern liegenden Systems, dem ein Schirmpotential gegeben wird, bei derartigen
Meßanordnungen wird ebenso wie durch die Anwendung eines Schirmübertragers eine
Schirmurig erreicht.
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In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt.
Die Wechselströme sollen von dem System I auf das System II übertragen werden. An
Stelle des in Fig. i dargestellten doppelt geschirmten Übertragers sind hier zwei
in Reihe geschaltete urigeschirmte Übertrager 0, und Ü. vorgesehen. j Die
Sekundärwicklung des Übertragers Ü1 bildet mit der Primärwicklung des übertragers
Ü. und den verbindenden Leitungen das Zwischensystem. Es gilt nun, das zwischen
den beiden urigeschirmten Übertragern liegende Leitungssystem als Ganzes an Schirmpotential
zu legen. Dies läßt sich in einfacher Weise durch eine symmetrische Drossel Dr erreichen.
Die Mitte der Drossel Dr wird an ein von den beiden ursprünglichen Systemen abweichendes
Schirmpotenti.alS gelegt. Das Schirmpotential S ist an den Punkt C der Brücke II
,gelegt.
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Die Seiten der Brücke AC und BC erhalten je eine Parallelkapazität
und allein der Punkt C eine zusätzliche Kapazität gegen Erde. Aus diesem Beispiel
ist zu ersehen, daß ein grundsätzlicher Unterschied - zwischen der Schirmungsanordnung
nach der vorliegenden Erfindung und der bekannten Zwangssymmetrierung vorhanden
ist. Würde hier eine Störspannung gegen Erde durch einen außenliegenden Störer hineingebracht
werden, so würde die Störspannung dann im Nullztveig der Meßbrücke zwischen C und
D, liegen, also die maximale Störwirkung zeigen.
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Durch die Erfindung wird somit eine Anordnung geschaffen, die in ihrem
Wesen verschieden ist von der bekannten Art der Symmetrierang und mit der eine kapazitive
Schirmurig wie bei den bekannten doppelt geschirmten Übertragern erreicht wird.
Die Anordnung kommt mit zwei Übertragern normaler Bauart ,aus und gew=ährleistet
daher eine gute magnetische Verkettung der beiden Systeme I und II, da man ja nichtgeschirmte
Übertrager mit außerordentlich geringer Streuung auch für höhere Frequenzen bauen
kann. Das Ergebnis ist somit eine Übertragungsanordnung, die einfach im Aufbau und
daher billig ist und zudem ein außerordentlich breites Frequenzband zu übertragen
gestattet.
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Gemäß weiterer Erfindung ist es ferner möglich, die eine der übertragerwicklungen
des Zwischensystems als symmetrische Scheinwiderstandsanordnung zu verwenden, indem
sie mit einem Mittelabgriff versehen wird, der an das Schirmpotential gelegt wird.
Dieser Fall ist in der Fig.2 durch die gestrichelt gezeichnete Mittelanzapfung der
Primärwicklung des Übertragers Ü, dargestellt. Hierdurch kann die Drossel Dr entbehrt
werden.