DE835916C

DE835916C - Frequenzmesser

Info

Publication number: DE835916C
Application number: DEP1187A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Schoettle
Original assignee: HELMUT SCHOETTLE DIPL ING
Current assignee: HELMUT SCHOETTLE DIPL ING
Priority date: 1948-12-31
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1952-04-07

Description

Frequenzmesser Es ist bekannt, daß man die abwechselnde Ladung und Entladung bzw. die wechselnde Umladung eines in seinem Kapazitätswert definierten Normalkondensators zur Frequenzmessung verwenden kann, wenn man dafür sorgt, daß die Ladespannung genügend konstant ist, die Umladefrequenz der zu messenden Frequenz entspricht und die Lade- bzw.
Entladezeitkonstanten klein gegen die Sdhaltzeiten sind (Bild I).
Setzt man also voraus, daß während einer Sehaltperiode der Kondensator auf die volle Batteriespannung U aufgeladen wird, so ist die während eines Ladevorganges aufgenommene Elektrizitäts menge q=CU Erfolgen fx Ladungen in der Sekunde, so ist die in der Zeiteinheit aufgenommene Ladfungsmenge Q Q = qfx = C Ufx das Meßinstrument zeigt somit den Strom J = fx C U an, folglich ist fx = J/CU Hz Demgegenüber besteht das erfinderische Neue darin, daß zwei geregelte Spannungen zur Anwendung kommen, von denen die eine frequenzabhängig den Meßkondensator aufladet und die andere als Kompensationsspannung dient. Damit wird bei der Frequenz, die dem Instrumentausschlag 0° entspricht. eine Nullmessung ermöglicht, so daß die Anzeige vollkommen spannungsunabhängig ist. Es ist mit dieser Anordnung die Möglichkeit gegeben, exakte Frequenzmessungen nach einer Nullmethode auszuführen, bei der die Meßgenauigkeit nur noch von der Empfindlichkeit des zur Anzeige verwendeten Nullindikators abhängt. Es ist weiterhin damit möglich, Frequenzabweichungen nach zwei Richtungen festzustellen, sodaß man durch entsprechende zahl des Anzeigemeßwerkes sowie des Meßkondensators den Meßbereich beliebig einengen kann.
Weiterhin soll durch die Anordnung eines regelbaren Meßkondensators oder eines Regelwiderstandes im Anschlatekreis der Kompensationsspannung oder leider Regelglieder zugleich die Möglichkeit gegeben werden, das Meßinstrument auf verschiedene Meßbereiche umzuschalten.
Die Betriebsspannungen können durch ein unmittelbar zugeordnetes Netzanschlußgerät erzeugt werden. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Spannungsstabilität erhöht wird. Zudem reicht ein Netzanschlußgerät mit geringem erforderlichem Aufwand aus.
Durch die Anordnung eines Glimmspannungsteilers mit zwei Entladungsstrecken als geregelte Doppelspannungsquelle ist zusätzlich mit geringen Nlitteln die Gleichmäßigkeit des Verhältnisses der beiden Spannungen bei schwankender Netzspannung gesichert.
Die Anordnung von Eichwiderständen in den beispielsweise mit einem Umschalter anschaltbaren Prüfkreisen für die Meß- und Kompensationsspannungen ermöglichen Abgleiche, die z. B. wegen Änderung der Breunspannungen infolge Alterung erforderlich werden.
Mit Hilfe einer weiteren Umschaltung, beispielsweise eines Sohalters sowie eines Meßgleichrichters, kann ferner die Meßspannung mit der Frequenz gemessen werden und mit Hilfe eines Reglers auf einen für das Schaltorgan geeigneten Wert eingestellt werden.
Weil die handelsübhehen zur Verwendung geeignetzen Meßwerke im allgemeinen relativ wenig gedämpft sind, ist die Messung unter fx = 10 Hz in- -folge der Eigenresonanzen des Meßwertes ohne beandere Hilfsmittel unmöglich. Durch die Anordnung eines Speicherkondensators im Ladespannungsmeßkreis ist eine beträchtliche Erweiterung in das Gebiet der tiefsten Frequenzen möglich.
Durch Ausbildung der Einrichtung, insbesondere durch Einfluß vervollkommender Zusätze als Schalttafelbaueinheit ist ein besonders einfacher Aufbau gewährleistet, bei dem die einer Alterung unterworfenen Teile, wie Schaltorgan bzw. Glimmspannungsteiler usw. leicht auswechselbar angeordnet werden können. Damit kann beispielsweise auch eine bisher verwendete Meßanordnung alter Ausbildung leicht durch eine Meßinrichtung gemäß der Erfindung ersetzt werden.
Der Erfindungsgegenstand soll nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden.
Bild 2 veranschaulicht schematisch das Meßprinzip. Die Meßspannung mit der Frequenz fx erregt das Relais A, beispielsweise ein polarisiertes Relais, welches mit seinem Umschlatekontakt a wechselnd den Meßkondensator C an die geregelte Stromquelle U1 und an den Meßkreis mit dem Anzeigeinstrument J anschaltet. Die geregelte Spannung U2 erzeugt in dem Kompensationskreis einen Strom solcher Größe, daß der resultierende Strom durch das Meßwerk bei der Frequenz f0 Null wird.
Es gilt dann die Beziehung U2 CU1f0 = Eine Erweiterung der Meßbereiche auf andere Frequenzen fol kann, wie aus obiger Gleichung ersidhtlich ist, entweder wie in Bild 3 schematisch dargestellt durch Umschaltung des Kondensators C oder aber durch Änderung des Widerstandes R erfolgen.
Die geregelten Spannungen kann ein Netzanschlußgerät liefern, etwa über einen Glimmspannungsteiler Cl gemäß Bild 4. Änderungen der Brenn spannungen infolge Alterungsercheinugen können mit Hilfe einer Eichschaltung nach Bild 5 ausgegleichen werden.
Zur Einregelung der Betriebsspannungen wird der Schalter S3 zunächst in die Stellung I gebracht und dann mit Hilfe des Regelwiderstandes R3 die Empfindlichkeit des Meßwerkes so lange geändert, bis der Zeiger des Anzeigeinstrumentes auf die Eichmarke einspielt. Danach wird der Schalter S4 in die Stellung 2 umgelegt und der Kompensationsstrom mit R4 so lange geändert, bis das Instrument J den Wert tO anzeigt. Nach Umschaltung in Stellung 3 ist das Instrument betriebsbereit.
Um ein Prellen des Schaltrelais A zu verhindern, ist eine Kontrolle der Eingangsspannung erforderlich. Durch Drücken der Taste (S4 I/II) wird gemäß Bild 6 die an der Erregerspule A stehende Spannung kontrolliert und erforderlichenfalls mit dem Regelwiderstand P auf den Sollwert geregelt.
Bei Instrumenten für niedrige Frequenzen kann ein Speicherkondensator C2 gemäß Bild 7 verwendet werden. Zur Dämpfung des Einschaltstromstoßes sowie zur Schonung der Schaltkontakte sind die Dämpfungswiderstände RD2 und RD1 vorgesehen.
RD3 dient zur Vergrößerung der Entladezeitkonstanze von C2.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Frequenzmeßeinrichtung, bei der die frequenzabhängige Ladung (Entladung bzw. Umladung) eines Kondensators ein direktanzeigendes Meßinstrument steuert, gekennzeichnet durch die Anwendung zweier geregelter Spannungsquellen (U1, U2), von denen die eine Spannung (U) frequenzabhängig, beispielsweise mit Hilfe eines mechanisch betriebenen Synchronschaltwerkes (Relais A mit Kontakt a) den MeBkon- densator (C1) auflädt, dessen Entladestrom mit Hilfe der zweiten Spannung (U2) kompensiert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines regelbaren Meßkondensators (C1) oder eines Regelwi,derstandes (R) im Anschaltekreis der Kompensationsspanlillug, oder beider Regelglieder zugleich.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anwendung eines unmittelbar zugeordneten Netzanschlußgerätes (Bild 4).
4. Einrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Glimmspannungsteilers (Gl) mit zwei Entladungsstrecken als geregelte Doppelspannungsquelle (Bild 4).
5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung von Eichwiderständen (R3) und (R4) in den beispielsweise mit einem Umschalter (S3I) und (S3II) anschaltbaren Prüfkreisen für die Meß- und Kompensationsspannung (Bild 5).
6. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Prüfumschaltung zur Messung der Eingangswechselspannung, beispielsweise eines Schalters (S41) und (S4 II) sowie eines Meßgleichrichters (Gr) (Bild 6).