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Schaltungsanordnung zur Messung der Differenz von Schaltzeiten elektromagnetischer
Relais Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Messung der Differenz
von Schaltzeiten elektromagnetischer Relais durch Feststellung des Lade- oder Entladezustandes
von Kondensatoren vor und nach der Messung.
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Bekannt ist es, einen Kondensator zur Messung von Zeitintervallen
zu benutzen; dieser wird während des zu messenden Zeitintervalls teilweise geladen
oder entladen, wobei die hierdurch am Kondensator auftretende Spannungsänderung
ein Maß für das zu ermittelnde Zeitintervall ist. Eine Messung von Schaltzeiten
elektromagnetischer Relais, z. B. der Ansprech- und Abfallzeit eines solchen Relais,
erfolgt hier nicht.
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Weiterhin sind Anordnungen bekanntgeworden, um die absoluten Ansprech-
und Abfallzeiten von Relais zu messen. Bei gewissen Arten von Relais, z. B. den
Stromstoßempfangsrelais, interessieren jedoch nicht die wirklichen Schaltzeiten,
sondern es ist in erster Linie wichtig, die Differenz zwischen Ansprech- und Abfallzeit
oder umgekehrt zwischen Abfall- und Ansprechzeit der Rela's zu kennen, da diese
Größe ein Maß für die Verzerrung der weiterzugebenden Stromstöße darstellt. Die
Erfindung zeigt für die Messung dieser Größe eine einfache und damit vorteilhafte
Lösung. Sie besteht darin, daß ein Kondensator während der einen Schaltzeit des
Relais entsprechend deren Dauer durch eine Batterie mit einer bestimmten Elektrizitätsmenge
geladen und während der anderen Schaltzeit des Relais entsprechend deren Dauer über
eine andere Batterie entgegengesetzter Polarität entweder teilweise oder gänzlich
entladen oder im umgekehrten
Sinne geladen wird, so daß die im Kondensator
gespeicherte Elektrizitätsmenge mittels eines Galvanometers die Größe und das Vorzeichen
der Differenz der beiden Schaltzeiten festzustellen gestattet.
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Das Lösungsprinzip der Erfindung bestellt also darin, während der
Ansprechdauer des zu messenden Relais den Meßkondensator zrr laden, sodann während
der Abfallzeit des Relais den geladenen #v-leßkondensator zu entladen bzw. umzuladen
und dann die auf dein 1Teßl:ondensator noch vorhandene Restladung als Maß für die
Differenz der Schaltzeiten des Relais, beispielsweise in einem Galvanometer, anzuzeigen.
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Während durch die bekannten Anordnungen nur Zeitintervalle geniessen
bzw. die Schaltzeiten von Relais (Ansprech- bzw. Abfallzeit) bestimmt werden, wird
also bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Differenz von Schaltzeiten Bernessen.
Wollte man die bekannten Anordnungen zur einwandfreien Messung der Differenz. von
Schaltzeiten benutzen. so l<i.llt sich diese mit den bekannten Anordnungen nur
in mindestens zwei Arbeitsgängen durchführen. Gemäß der Anordnung, in der die absolutenAnsprech-
und Abfallzeiten von Relais Bernessen werden, sind zwei Meßschaltungen aufzubauen,
wobei die eine zur Messung der Ansprechzeit des Relais und die andere zur Messung
der Abfallzeit des Relais dient, da für die letztere 1lessung noch Hilfsrelais erforderlich
sind. Jede Melischaltung, welche tr. a. aus einem aufgeladenen Kondensator und einem
entladenen Kondensator in Verbindung niit einem veränderlichen Widerstand besteht,
wird während der Schaltzeit derart beeinflulllt, da?) der aufgeladene Kondensator
zur Entladung kommt. während der entladene Kondensator aufgeladen wird. Hierauf
werden die gleichnamigen Belegungen der Kondensatoren über einGalcanometer miteinander
verbunden. Erfolgt kein Ausschlag desselben, so läßt sich aus der Stellung des veränderlichen
Widerstandes. die Schaltzeit des Relais ermitteln. Ist ein Ausschlag vorhanden.
so muß der Widerstand im "Luge mehrerer 'Messungen so lange verändert werden, bis
das Galvanometer keinen Ausschlag zeigt. Aus beiden Widerstandswerten muß dann die
Differenz der Schaltzeiten errechnet «-erden. Bei den zur Messung von Zeitintervallen
dienenden Einrichtungen rnuß zunächst die während der Ansprechzeit des Relais eingetretene
Kondensatorladung oder -entladung gemessen und der entsprechende Meßwert vermerkt
werden, während im zweiten Arbeitsgang die während der Abfallzeit erfolgte Kondensatorladung
oder -entladung gemessen und der entsprechende lleß«-ert festgelegt wird, um dann
aus dein 'Unterschied beider Messungen die Größe und das Vorzeichen der Differenz
der beiden Schaltzeiten zu errechnen. Eine Zusammenziehung beider Arbeitsvorgänge
in einen Arbeitsvorgang dadurch, daß der Kondensator hintereinander, also ohne Zwischenablesung
entsprechend derAnsprech- und Abfallzeit des zu messenden Relais beeinflußt wird,
ist nicht angängig, <1a man kein Meßergebnis erhält, wenn während beider Zeiten
der Kondensator entweder geladen oder entladen wird, da dann das Meßinstrurnent
nur eine Summe anzeigt, dessen Summenbildung nicht erkennbar ist, während man, wenn
der Kondensator während der einem Zeit geladen und während der anderen Zeit entladen
wird, nur dann ein Ergebnis erhält, wenn die zur Ladung benutzte Relaiszeit stets
größer als die zur Entladung zur Verfügung stehende Relaiszeit ist, da sonst der-lleßwert
in jedem Falle \ ull ist.
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Demgegenüber wird das Meßcerfahren durch den obigen erfindungsgemäßen
Lösungsgedanken bedeutend vereinfacht; die Meßgenauigkeit ist dabei die gleiche
wie bei den bekanntem Anordnungen.
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Außer dieser Vereinfachung des Meßcerfahrens bietet die erfindungsgemäße
Anordnung die Möglichkeit. die Verzerrung von Stronistölien bei Stromsto)Iempfangsrelais
zu messen, da die Messung ini luge ein und desselben zu messenden Stromstoßes erfolgen
kann, was bei den bekannten Anordnungen infolge der zur Messung der beiden Zeiten
erforderlichen beiden getrenntenArbeitsgänge nicht möglich ist.
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Die beigegebene Figur stellt eire Ausführungsbeispiel der Erfindung
dar.
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Es sollen die Schaltzeiten eines Stromstoßempfangsrelais g, welches
in der üblichen Weise in einem Schleifenstrornkreis durch einen Strornstoßkontakt
geschaltet wird, gemessen werden. Der Strornstoßkontakt r(1 wird bei der Messung
durch einen nicht dargestellten Unterbrecher gesteuert, welcher zeitlich stets völlig
gleichmäßig Schließungen und Üffntuigen der Schleife gewährleistet. Gleichzeitig
mit Kontakt tri steuert der Unterbrecher auch die Kontakte rr., und u3. Die Meßeinrichtung
enthält ferner einen Drehwähler reit dein Antriebsmagneten 1) und den beiden Schaltannen
Dj, DII, welcher schrittweise nacheinander für jeden zu messenden Stramstoß einen
anderen Meßkondensator Cr, C=. C;1 usw. einschaltet. Ferner ist ein Handschalter
HS' vorgesehen, welcher über eine:i Schalter 11 nacheinander die geladenen MeßkondensatOrenrin
ein ballistisches Galvanometer G anzuschalten erlaubt.
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lrn Ruhezustand der Meßeinrichtung ist der lsondensator Cl kurzgeschlossen
über
Unterbrecherkontakt u3, einen vom Wählermagneten
D abhängigen Kontakt d, Kontakt t ai eines Hilfsrelais Al, Schaltaren
DI, Kondensator Cl, Schaltarm Dlt, Kontakt 2t3. Der Zweck dieses Kurzschlusses ist,
etwa auf dem Kondensator Cl vorhandene Restladungen abzuführen. Sobald der Unterbrecher
in Betrieb gesetzt und Kontakt 2c1 geschlossen wird, spricht das Relais A an. Relais
schaltet über seinen Kontakt a -das Hilfsrelais A1 ein. Das Hilfsrelais A, soll
vollkommen konstante Schaltzeiten aufweisen; der Einfachheit halber sei angenommen,
daß Ansprech- und Abfallzeit dieses Relais völlig gleich seien, so daß diese Schaltzeiten
aus der Rechnung wieder hinausfallen. Relais A1 schließt über seinen Kontaktq.ai
einenStromkreis für den Drehmagneten D des Wählers. Der Wähler schaltet aber seine
Schaltarme nicht bei der Erregung des Drehmagneten D «-eiter, sondern immer erst,
wenn der Stromkreis für den Drehmagneten unterbrochen wird. Beim Schließen des Kontaktes
ui wurde Kontakt us des Unterbrechers geöffnet und der Kurzschluß des Kondensators
C1 unterbrochen. Kondensator C1 wird nunmehr durch die Batterie B2 in folgendem
Stromkreis geladen: Pluspol der BatterieB2, Schaltarm Dt, Kondensator C1, Schaltarm
Dt2, Kontakt 3 a1, Widerstand Minuspol der Batterie B.. Dieser Ladestromkreis besteht
so lange, bis die Relais A und A1 angesprochen haben. Sobald das Relais Ai angesprochen
hat, wird der Ladestromkreis am Kontakt 3 a1 unterbrochen. Da die Ansprechzeit des
Relais A1 als unveränderlich angenommen ist, hängt die Ladung des Kondensators C1
lediglich von der Ansprechzeit des jeweils zu messenden Relais A ab. Der Kondensator
C1 wird daher dementsprdchenddurch die Batterie B._ mit einer bestimmten Elektrizitätsmenge
und mit einer bestimmten Polarität geladen. , Sobald der Unterbrecher seinen Kontakt
2.t1 wieder öffnet, fällt das Relais A und nach diesem das Hilfsrelais A1 ab. Nach
dem Abfall des Hilfsrelais A1 kommt auch der Drehmagnet D zum Abfall. Der Wähler
schaltet über seine SchaltarmeDt und DI, den nächsten Meßkondensator C2 ein. Vorher
wird jedoch, da gleichzeitig mit dem Öffnen des Kontaktes 2t1 der Kontakt 2s2 geschlossen
wurde, der Kondensator C1 an die Batterie -Bi angeschaltet. Der Stromkreis dafür
ist folgender Pluspol der Batterie Bi, Widerstand Wii, Kontakt 2t2, Schaltarm Dtt,
Kondensator Cl, Schaltarm DI, Kontakt 2 ai, Minuspol der Batterie Bi. Dieser Stromkreis
bleibt so lange geschlossen, bis die Relais A und A1 zum Abfall gekommen sind. Da
die Batterie Bi mit entgegengesetzten Polen wie die Batterie B2 am Kondensator CL
liegt, beginnt dieser nunmehr sich über die Batterie Bi, zu entladen. Da die Entladezeit
von der Abfallzeit der Relais A und A; abhängt, Relais A1 aber gleiche Abfallzeit
und Ansprechzeit aufweist, Hängt es lediglich von der Abfallzeit des Relais A ab,
wie weit der Kondensator G1 entladen wird. So wird Kondensator Cl, wenn die Abfallzeit
des Relais A kleiner ist als die Ansprechzeit des Relais, nur teilweise entladen,
denn der über die Batterie Bi bestehende Stromkreis wird dann, bevor der kondensator
sich ganz entladen hat, am Kontakt 2 a1 unterbrochen. Der Kondensator C 1
wird daher eine Restladung mit der Polarität der Batterie B2 behalten. Ist die Abfallzeit
des Relais A gleich der Ansprechzeit des Relais A, so wird sich der Kondensator
Cl über die Batterie Bi völlig entladen. Ist die Abfallzeit des Relais A größer
als die Ansprechzeit des Relais A, so wird der Kondensator C1 aus der Batterie Bi
mit einer bestimmten Elektrizitätsmenge aber mit umgekehrter Polarität wie vorher
geladen.
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Nachdem der Wähler D über seine Schaltarme den Kondensator C2 eingeschaltet
hat, wiederholen sich beim nächsten Stromstoß die gleichen Vorgänge am Kondensator
C2. llan kann auf diese Weise die Differenz der Schaltzeiten des Relais A bei sämtlichen
Stromstößen einer Stromstoßreihe messen.
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-Die auf den Kondensatoren Cl bis C3 gespeicherte Elektrizitätsmenge
wird sodann über den Handschalter HS und den geschlossenen Schalter #U dem ballistischen
Galvanometer G zugeführt, «-elches durch die Größe und Richtung des Ausschlages
ein Maß angibt für die Größe und das Vorzeichen der Differenz der beiden Relaiszeiten,