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Verfahren zum Prüfen von elektrischen Zählern Bei der Eichung von
Zählern wird hauptsächlich mit drei Einzelverfahren gearbeitet, die sich auf die
Eichung des Prüflings, Messung des Fehlers im geeichten Zustande und auf eine Dauerprüfung
des Zählers (Zählwerkkontrolle) erstrecken. Die erste Prüfung, d. h. die Eichung
des Prüflings, erfolgte bisher so, daß mittels Wattmeter und Stoppuhr einer von
mehreren gleich gearteten Prüflingen gemessen wurde und auf Grund des gemessenen
Ergebnisses an seinen Abgleichmitteln so eingestellt wurde, daß der Fehler verringert
wurde und durch Wiederholung dieses Prozesses so weit verbessert wurde, daß seine
Fehler innerhalb der gewünschten Toleranzen lagen. Dieser Zähler, im folgenden Musterzähler
genannt, diente dann zur Eichung der restlichen gleichartigen Zähler nach dem sogenannten
Synchroneichverfahren. Nach diesem Verfahren arbeitete man so, daß man die Ankermarken
sämtlicher Zähler an die Kennmarke brachte und alle Zähler einschließlich des vorgeeichten
Mustgerzählers gleichzeitig einschaltete und nach wenigen Umdrehungen des Musterzählers
wieder abschaltete. Man konnte dann an der Stellung der Eichmarke der übrigen Zähler
erkennen, wie weit sie gegenüber dem Musterzähler vor- oder nachliefen. Hierauf
wurden die Abgleichmittel- der restlichen Zähler so lange abgeglichen und der Prozeß
wiederholt, bis ihr Verhalten dem des Musterzählers gleich war. Man sparte bei diesem
Verfahren eine umständliche Berechnung der Zählerfehler im ungeeichten Zustande.
Nachteilig war bei diesem Verfahren, daß die Qualität der Eichung von der Güte der
Einstellung des Musterzählers und von der Präzision der Ein- und Abschaltung der
übrigen Prüflinge abhängig war.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von elektrischen
Zählern mit Hilfe eines- Eichzählers, vorzugsweise für die Dauerprüfung (Zählwerkkontrolle)
und für die kurzzeitige Prüfung (Eichung) der Zähler, bei dem diese Nachteile dadurch
beseitigt sind,
daß erflndungsgetnäß der zu prüfende Zähler durch
eine an sich bekannte photoelek trische Vorrichtung zur Erfassung des zurückgelegten
Weges des umlaufenden Organs des Eichzählers die für den Eichvorgang festgesetzte
elektrische Arbeit selbsttätig zug!emessen erhält. Einc Vorrichtung zur Ausübung
dieses Verfahrens kann aus einem an sich bekannten Normalzähler fEichzsihler! mit
einem über einer Skala laufenden, die L'mdrehungszahl anzeigenden Zeiger bestehen,
vor den eine im wesentlichen aus einer Lidtqu4le, einer Photozelle und einer Locbkranzblende
bestehende Vorrichtung vorsetzbar ist, durch die jedesmal, wenn der Zeiger an einem
der Löcher der Blende vorbeiläuft', ein Impuls hervorgerufen wird; die so hervorgerufenen
lichtelektrischen Impulse werden in elektrische Impulse umgewandelt und einem Schrittschaltwerk
zugeführt, das die Ein- und Ausschaltung des Prüflings vornimmt. Das Verfahren gemäß
der Erfindung hat den Vorteil. daß zu der Synchroneichung nicht mehr die vorherige
Einstellung eines Musterzählers erforderlich ist, sondern daß die Synchroneichung
unmittelbar von dem genauen Eichzähler aus betätigt werden kann. Zwar stimmt die
Drehzahl und die Drehgeschwindigkeit des Eichzählers meistens nicht mit der jeweiligen
Zählerkonstruktion und Drehgeschwindigkeit der Prüflinge überein. Diese Unterschiede
können jedoch dadurch ausgeglichen werden. daß bei der aufzusetzEenden Lochkranzblende
verschiedene Lochzahlen angewendet werden und daß in geringen Grenzen die Drehgeschwindigkeit
des Eichzählers durch Veränderung des Flusses des Spannungspfades geändert werden
kann. Durch beide Mittel läßt sich erreichen, daß die Impulsfolge der Photozelle
in der Aufsatzoptik des Eichzählers der Sollgeschwindigkeit des Prüflings entspricht.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Ein- und Ausschaltung
der Prüflinge vollautomatisch durch photoelektrische Betätigung erfolgt. Die Prüflinge
erhalten also mittels dieses Verfahrens einwandfrei eine bestimmte elektrische Arbeit
zugeteilt. wobei die Arbeitsmenge einer vorher zu wählenden ganzzahligen Anzahl
von Umdrehungen der Prüflinge entspricht. Will man eine Dauerprüfung und Zähl,verkkontrolle
der Prüflinge vornehmen, so ist es empfehlenswert. auf dem Eichzähler eine Lochscheibe
mit nur einem Loch auf dem Außenkranz zu verwenden und mehrere Schrittschaltwerkc
nach dem Dekadensystem in Reihe zu schalten. Man kommt auf diese Weise mühelos zu
Arbeitsmengen von einigen Kilowattstunden und mehr. Der Vorteil einer solchen Dauerprüfung
ist, daß Strom.
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Spannung und Leistung während der Eichung nicht genau konstant gehalten
zu werden brau chen und somit jegliche Wartungsarbeit wbrend des Meßvorganges wegfällt.
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Es ist zwar schon unter dem Namen Die selbsttätig stoppende Uhr eine
Einrielltung bekanntgeworden, bei welcher mittels einer Photozelle die Umdrehungszeit
eines zu prü fenden Elektrizitätszählers abgenommen und selbsttätig mit einer Stoppuhr
gemessen wird.
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Diese Einrichtung dient jedoch nicht zur eigentlichen Eichung des
Zählers, sondern zur kurzzeitigen Messung seines Fehlers. Es wird hier bei konstant
gehaltener Leistung die Zeit für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Ankerscheibe
des Zählers gezählt. Im allgemeinen benötigt man für eine genaue Fehlerbestimmung
eine Laufzeit von I bis 2 Minuten, um die Fehlergröle mittels einer Stoppuhr, die
ei'in Sekunde genau stoppt, ausreichend genau ermitteln zu können. Für die eigentliche
Eichung des Zählers. um die es sich bei der Erfindung handelt. besteht aber ein
Bedürfnis nach einem Meßverfahren. welches den Fehler des Prüflings in wesen lich
kürzerer Zeit zutage treten läßt, wobei der Fehler nur in bezug auf seine Vorzeichen
richtig bestimmt zu werden braucht. in bezug auf seine Größe aber keine sehr großen
Ansprüche an diez Genauigkeit des Verfahrens gestellt werden. Denn man will ja bei
der eigentlichen Eichung nur möglichst scilnel erkennen, ob der Zähler zu schnell
oder zu langsam abläuft. Natürlich dürfen die I<'ehlerquellen hierbei auch nicht
zu groß sein.
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Würde man beispielsweise die erwähnte selbsttätig stoppende Uhr für
die Zwecke der eigentlichen Eichung benutzen und 5 Sekunden lang, längere Laufzeitcn
sind bei der eigentlichen Eichung unerwünscht, den Zähler laufen lassen, so ist
ein Maximalfehler von 2 °f0 möglich. Ein so großer Fehler ist aber auch bei der
Zählereichung unerwünscht. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist dieser Nachteil
vermieden: da man die dem Prüfling zugemessene Arbeitsmenge auf Bruchteile eines
Prozentes genau dosieren und die Arbeitsmenge so groß wählen kann, daß der Prüfling
genau eine Umdrehung machen muß, kann man durch Betätigen der Eichmarke vor und
nach Zumessung dieser Arbeitsmenge sehr genau erkennen, ob der Prüfling zu schnell
oder zu lan,,-sam läuft. Bei Verwendung der selbsttätigen Stoppuhr würde man erst
nach einer Vielzahl von Umdrehungen, d. h. also nach einer erheblich längeren Zeit,
mit derselben Genauigkeit feststellen können, ob der Prüfling zu schnell oder zu
langsam läuft. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat also vor der selbsttätigen
Stoppuhr, die, n-ie gesagt. für die Fehlermessung, nicht aber für die
eigentliche
Eichung des Zählers bestimmt ist, einen wesentlichen Vorteil voraus. Wollte man
die Dauerprüfung (Zähkverkkontrolle) mit Hilfe der selbsttätigen Stoppuhr durchführen,
so müßte man über die ganze Zeit der Dauerprüfung die Leistung konstant halten,
da eine Arbeitsmessung mittels einer Uhr eine Konstanthaltung der Bedingungen, unter
denen die Prüfung erfolgt, voraussetzt. Da eine Dauerprüfung mehrere Stunden dauert
und es erhebliche Schwierigkeiten bereitet, die Leistung während mehrerer Stunden
ganz genau konstant zu halten, ist die selbsttätige Stoppuhr für die Dauerprüfung
der Zähler praktisch nicht verwendbar. Ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber
den bekannten Verfahren und Anordnungen besteht auch darin, daß die Dauerprüfung
an demselben Platz vorgenommen werden kann, an welchem die kurzzeitige Eichung der
Zähler erfolgt.
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Die Zähler werden zunächst nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
geeicht, sodann mit einer der bekannten Fehlermeßleinrichtungen ausgemessen und
schließlich nach dem Verfahren gemäß der Erfindung der Dauerprüfung unterworfen,
die gemäß der Erfindung automatisch erfolgt.
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In dem in der Abbildung schaltungsmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung ist mit II ein Eich- oder Normalzähler bezeichnet, der einen
Zeiger 12 besitzt, welcher in an sich bekannter Weise entsprechend der Zahl der
Umdrehungen der Zählerscheibe über einer Skala 13 umläuft.
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Der Zeiger I2 kann über ein Zahnradgetriebe von der Scheibe des Normalzählers
angetrieben werden, so daß er beispielsweise während zehn Umdrehungen der Zählerscheibe
nur eine einzige Umdrehung macht. Vor die Skala 13 ist eine aus einer Lichtquelle
I4, einem Reflektor 15, einer nach oben abgedeckten Photozelle 16 und einer Lochkranzblende
I7 bestehende Vorrichtung gesetzt. Die Lochkranzblende I7, die in Abb. 2 für sich
in Aufsicht gezeichnet ist, besteht aus einem Kreisring mit einer Mehrzahl von z.
B. zehn gleichmäßig verteilen Löchern I8. Das von der Lichtquelle 14 ausgehende
Licht wird durch den Reflektor I5 als Lichtbündel auf die Lochkranzblende I7 geworfen
und fällt durch die Löcher 18 in einer deren Zahl entsprechenden Anzahl Lichtstrahlen
auf die Skala 13, die, gegebenenfalls mit Hilfe eines auf ihr in Form eines Kegelstumpfmantels
angeordneten Spiegels, die durch die Löcher I8 fallenden Lichtstrahlen durch die
mittlere große Öffnung der Lochkranzblende 17 auf die darüber befindliche Photozelle
I6 wirft.
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Jedesmal wenn der Zeiger 12 unter einem Loch vorbeiläuft, wird die
die Photozelle beeinflussende Lichtintensität geändert. Die Photozelle reagiert
auf diese Änderungen, indem sie entsprechende lelektrische Impulse aussendet, die
in einem Verstärker 20 verstärkt und über einen Schalter 22 der Betätigungsspule
eines Schrittschaltwerkes 23 zugeführt werden.
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Der Prüfling ist in der Abb, I mit 24 bezeichnet. Seine Spannungsspule
liegt an derselben Spannung wie die Spannungsspule des Eichzählers II. Der Strompfad
des Eichzählers II wird über einen Präzisionsstromwand-1er 25 gespeist, während
die Stromspule des Prüflings 24 im Hochstromkreis dieses Strom wandlers- liegt.
Mit Hilfe der vor den Eichzähler vorgesetzten an sich bekannten Aufsatzoptik können
also lichtelektrische Impulse im Takte der Sollumdrehung des Prüfling abgenomtnen
werden, d. h. die von dieser Einrichtung hervorgerufenen lichtelektrischen Impulse
werden jeweils nach einer dem Prüfling zugeführten elektrischen Arbeit abgegeben,
welche einer Umdrehung des fehlerlosen Prüflings bei Nennlast entspricht. Das Schrittschaltwerk23
zählt diese Impulse. Ein einstellbarer Schalter 26 erlaubt, eine beliebige Anza'hl
von Impulsen zu zählen. Der nullte und der n-te mittels sdes Schalters I6 gewählt
Impuls werden einem Stromstoßrelais 27 zugeführt, das die Eigenschaft hat, beim
ersten Impuls, den es erhält, den Spannungspfad des Prüflings 24 zuzuschalten und
beim zweiten Stromimpuls wieder abzuschalten.
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Der Eichvorgang ist dann kurz folgender: Nach Einlegen des Schalters
22 beginnt beim nächsten Durchgang des Zeigers 12 unter einem Loch der Lochkranzblende
17 das Schrittschaltwerk 23 zu laufen und veranlaßt die Schließung des Arbeitskontaktes
des Stromstoßrelais 27. Bei dem mittels des Schalters 26 gewählten n-ten Durchgang
des Zeigers 12 wird der Arbeitskontakt des Stromstoßrelais 27 geöffnet. Der Prüfling
ist also während - I Umdrehungen gelaufen. Weicht die Prüflingsmarke von der Anfangsstellung
ab, so bedeutet dies einen Prüflingsfehler, dessen Größe der Größe der Abweichung
proportional ist. Zweckmäßig schaltet man zu dieser Prüfung eine größere Anzahl
von Prüflingen parallel.
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Bei der Zumessung größerer Arbeitsmengen zum Zwecke der Zählwerkkontrolle
durch Dauereichung werden nach Abschaltung die Zählwerkangaben der Prüflinge zur
Auswertung benutzt.