DE838791C - Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern - Google Patents

Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern

Info

Publication number
DE838791C
DE838791C DEH357A DEH0000357A DE838791C DE 838791 C DE838791 C DE 838791C DE H357 A DEH357 A DE H357A DE H0000357 A DEH0000357 A DE H0000357A DE 838791 C DE838791 C DE 838791C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
voltage
circuit
measurement
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEH357A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1602949U (de
Inventor
Dr-Ing Stane Osterman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Training Center GmbH and Co KG
Original Assignee
Hartmann and Braun AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hartmann and Braun AG filed Critical Hartmann and Braun AG
Priority to DEH357A priority Critical patent/DE838791C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE838791C publication Critical patent/DE838791C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Meßwerken, insbesondere Thermoumformern Es sind bereits Meßanordnungen mit quadratisch wirkenden Meßwerken, wie Thermoumformern, bekanntgeworden, welche gleichzeitig die fehlerfreie Messung von Strom, Spannung und Leistung gestatten. Itishesondere sind solche Schaltlungen bereits bekannt, bei denen drei Meßwerke in ein Netzwerk von Wideständen eingeschaltet sind, bei dem die Bemessung der Widerstände so abgestimmt ist, daß eine fehlerfreie Messung von Strom und Spannung sowie Leistung erreicht wird. Hierbei wird so vorgegangen, daß eines der Meßgeräte zur Strommessung, ein zweites zur Spannungsmessung und alle drei zusammen zur Leistungsmessung dienen. Um die Lage der einzelnen Meßwerke und die Große der Widerstände festzulgen, betrachtet man zunächst die Verhältnisse bei Leerlauf, also ohne Verbraucher. Der Zweig, in dem dann kein Strom fließt, ist für bie Strommessung geeignet.
  • In gleicher Weise findet man den Zweig, in dem der Strom der Spannung am Verbraucher ent spricht, als denjenigen, der bei einer Kurzschlußverbindung an Stelle des Verbrauchers stromlos wird. Die Leistungsmessung erfdlgt dann in einem Zweig, der so bemessen und ausgewählt list, daß die Anzeige der Leistung unabhängig von den Fehllern wird, die von dem Strom und. der Spannung abhängen. Bei den bekannten Anordnungen ist nun der Zweig für das dritte Meßwerk, welches nur bei der Leistungsmessung benötigt wird, so geschaltet, daß es sowohl bei Kurzschluß als auch bei Leerlauf in gleicher Richtung vom Strom durchflossen wird. Das ist aber insbesondere bei der Verwendung von Thermoumformern ungünstig, wie in folgendem gezeigt sei.
  • Bei den technischen Ausführungsformen der Thermoumformer wird man diese immer möglichst hoch belasten, um eine möglichst hohe EMK für das angeschlossene Drehspulinstrument zu erreichen. Die Grenze der Belastung für die Anwendung im vorliegenden Fall ist durch die Stromstärke gegel>en, bis zu welcher der Thermoumformer eine quadratische Charakteristik aufweist. In der Praxis wird man außerdem möglichst immer drei gleiche Thermoumformer verwenden. Die Dimensionierung dieser Umformer wird sich nach dem am stärksten belasteten richten müssen, Betrachtet man nun den Fall, daß bei der fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung der dritte Thermoumformer, der nur bei der Leistungsmessung in Erscheinung Itritt, in einem Zweig liegt, in dem bei Kurzschluß und Leerlauf die Stromrichtung gleichbleibt, so ergeben sich folgende Verhältnisse: Da siuh die durch den Strom- und den Spannungsabfall am Venbraucher am dritten Thermoumformer entstehenden Ströme addieren. wird in diesem praktisch immer ein größerer Strom. fließen als in den Thermoumformern fiir die reine Stromnnci Spannungsmessung. J>ie Unterschiede sind recht beträchtlich, wie folgende Überlegung zeigt: Ist der Strom im ersten Thermoumformer für die Strommessung il und im zweiten fiir die Spannnngsmessungi2, so ergibt sich der Strom im dritten Thermoumformer i3 als die vektorielle Summe von i1 und i2. Im Falle der höchsten Auslastung der gesamten Meßanordnung wird i1max = i2max i1.2max sein, da man die beiden Thermoumformer für Strom und Spannung möglichst gleichmäßig ausnutzen wird. Den größten Wert von i4 erhält man l>ei cos y7 = I als i3max = i1max + i2max = 2 i Bei cos # = o ergibt sich ein kleinerer Wert für i3 i3 = #i12max + i22max = #2#i1,2max = 1,41 i1,2max. i3max als in jedem Fall größter Strom in einem thermoumformer dart nur bis zum höchst zulässigen Strom i2 der Thermoumformer ansteigen. i3max = i2. Hieraus ergibt sich: iz i1,2max = 2 und als maximale für die Messungen zur Verfügung stehenden Tehermospannungen, wenn Q die Konstante der drei Thermoumformer sit: Strom: Spannung: Leistung: eLmaz = e3max - e1max - e2max iz2 iz2 = Qiz2-Q-Q 4 4 iz2 = Q 2 Die größte zur Verfügung stehende Thermospannung, diejenige für die Leistung, beträgt also nur die Hälfte der Spannung, welche bei voller Auslastung eines Thermoumformers zu erreichen ist. Die größte Thermospannung an den Thermoumformern für d'ie Strom- und SpannSungsmessung beträgt Inur ein Viertel der höchst zulässigen Spannung. Die Ausnutzung der Thermoumformer ist also sehr schlecht.
  • Um diese Nachteile zu vermeiden, wird nach der vorliegenden Erfindung so vorgegangen, daß das dritte Meßwerk nicht in einen Zweig gelegt wird, in dem sich die durch den Spannungsabfall und Strom am Verbraucher entstehenden Teilströme addieren, sondern subtrahieren, mit anderen Worten, es wird für das dritte Meßwerk ein Zweig gewählt, in dem sich bei Kurzschluß und Leerlauf die Stromrichtung umkehrt. Es ist jetzt i3 gleich der vektoriellen Differenz von i und i2. Das bedeutet für den Fall des cos 9, = 1, daß i3 = o wird: i3 = i1max - i2m da wieder i1max = i2max.
  • Den höchsten Wert nimmt i3 bei cos ç = o an.
  • Es gilt dann: Demnach ist man wieder der größte in einem Thermoumformer auftretende Strom. Die größte in den Thermoumformern bei der Strom- und Spannungsmessung erzeugte Spannung ist weiter entsprechend den früheren Überlegunen iz2 e1max=e2max=Q 2 Die größte Thermospannung bei der Leistungsmessung entsteht bei cos 7 = I. Es ist dann: e3 = o und eLamx = el H + + e2max =Qiz2.
  • Es ergibt sich also bei der erfindungsgemäßen Anordnung, daß die Thermospannung für die Leistungsmessung doppelt so groß ist wie in dem zuerst besprochenen Fall, bei dem sich die Ströme für die Strom- und Spannungsmessung addieren.
  • Sie entspricht nun der höchsten, bei voller Auslastung erreichbaren Spannung eines Thermoumformers. Die Thermospannung für die Strom-und Spannungsmessung ist demenitsprechend eben, falls auf das doppelte des früheren Wertes gestiegen. Es ergibt sich also durch die Erfindung eine besonders günstige Ausnutzung der Thermoumformer.
  • Die Forderung, daß sich in dem Zweig für das dritte Meßwerk bei Leerlauf und Kurzschluß die Stromrichtung umkehren soll, kann in verschiedener Art erfüllt werden.
  • Es sei zunächst der Fall betrachtet, daß die Spannung unmittelbar mit einem Meßwerk gemessen wird, das dem Verbraucher parallel geschaltet ist. Ein, solcher Fall ist in Albb. 1 dargestellt. Diese Schaltung ist bereits bekannt. Der Verbraucher ist an den Klemmen 4 und 5 an- geschlossen. lh. parallel liegt der Thermoumformer a für die Spannungsmessung. Nach den bisher vorgeschlagenen Lösungen wurde ein Netzwerk aus ken beiden Thermoumformern 1 und 3 und den Widerständen 6 und 7 gebildet, das so l>emessen wurde, daß bei. Leerlauf der Thermoumformer 1 stromlos wird. Er kann demnach zur Strommessung dienen. die Leistung wird dann durch Zusammenwirken der Thermoumformer 1, 2 und 3 gemessen. Es ist leicht zu erkennen, daß sowohl bei Leerlauf als auch bei Jurzschluß im Thermoumformer 3 der Strom in gleicher Richtung fließt. Dadurch entstehen die bereits geschliderten Nachteile. Diese wrden gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Schaltung nach Abb. 2 vermieden. In dieser ist ein weiterer Zweig 8 eingefügt, welcher den Zweig, in dem bisher der Thermoumformer 1 lag. in zwei Teile aufteilt.
  • Im oberen Teil liegt der Thermoumformer I, wäh rend in dem unteren Teil der Thermoumformer 3 gelegt wird. Der bisherige Platz des Thermoumformers 3 wird von einem entsprechenden Widerstand 9 eingenommen. Wenn man berücksichtigt, daß l>ei Leerlauf ini Thermoumformer I Bkein Strom fließen darf, ist leicht zu erkannen, daß sich fün Leerlauf und Kurzschluß die Stromrichtung im Thermoumformer3 umkehrt.
  • In Abb. 3 ist eine Schaltung mit unmittelbarer Strommessung dargestellt. Sie unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. 1 dadurch, daß sie in Serie zum Verbraucher den Thermoumformer 1 für die Strommessung enthält und daß an die Stelle des Thermoumformers I in Abb. I jetzt der Thermoumformers 2 tritt. Demgemäß entspricht auch die Umwandlung dieser Schaltung nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung, wie sie in Abb. 4 dargestellt ist, genau der in Abb. I und 2 dargestellten Umwandlung.
  • Außer den dargestellten Schaltungen gibt es auch noch andere, welche die Voraussetzungen der vorliegendn Erfindung erfüllen. Sie lassen sich leicht durch systematische Untersuchungen der gegebenen Möglichkeiten finden.
  • Bei den vorstehend geschflderten Ausführungsbeispielen waren solche Schaltungen behandelt, bei denen entweder die Strom- oder die Spannungs-Messung unmittelbar durch Serien- oder Parallelschaltung eines Thermoumformers zum Verbraucher erfolgte. Es sind aber auch schon Schaltungen vorgeschlagen worden, die zwei Brücken enthalten, in denen die beiden Thermoumformer für die Strom- und Spannungsmessung liegen. Diese Brücken sind dann so geschaltet, daß bei Surzschluß das für die Spannungsmessung vorgesehene Meßwerk stromlos wird und bei Leerlauf das. für die Strommessung vorgesehene Meßwerk. Das dritte Meßwerk liegt in einem weiteren, beiden Brücken gemeinsamen Zweig. Die einzelnen Zweige der Brücken sind außerdem so bemessen, daß die Anzeige der Leistung durch das Zusammenwirken aller drei Meßwerke unabhängig von den Fehlern wird, die von dem Strom und der Spannung abhängen Auch diese Schaltungen sind ebenfalls für die Anwendung Ider vorliegenden Erfindung geeignet. Sie haben sogar den Vorzug, daß verschiedene von ihnen von vornherein bereits Zweige aufweisen, lin denen sich die Richtung dies Stromes bei Leerlauf und Kurzschluß umkehrt, ohne daß diese Tatsache jedoch bisher im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgenutzt wurde. Die Anwendung der Erfindung bei solchen Schaltungen ist in Abb. 5 dargestellt. Die Stromzufuhr erfolgt in den zwei Eckpunkten 10 und 11 einer Brücke.
  • Die dem Eckpunkt 1 @ benachbarten Zweige 6. und 7 werden gebildet aus ziwei festen Widerständen, die dem anderen Eckpunkt 10 l>enachbarten aus einem unterteilen Widerstand 8 und 9 und aus dem Verbraucher, der bei 4 und 5 angeschlossen sei. Die beiden weiteren Eckpunkte I2 und I3 sind über zwei Thermoumformer 3 und 1 verbunden, zwischen denen ein Zweig mit einem weiteren Thermoumformer 2 zum Verbindungspunkt des unterteilten Brückenzweiges 8, 9 geht. Dieser letztere Thermoumformer 2 dient der Spannungsmessung, von den beiden anderen der dem Verbraucher abgewandte, 1, der Strommessung, alle drei zusammen der Leistungsmessung.
  • Es ist leicht zu erkennen, daß die angegebene Schaltung noch eine weitere Brücke enthält und daß beide Brücken so abgeglichen werden können, daß einmal für Leerlauf und einmal für Kurzschluß die entsprechenden Thermoumformer stromlos werden. Außerdem, ist aus der Schaltung zu entnehmen, daß sich bei Leerlauf und Kurzschluß die Stromrichtung im Thermoumformer 3 umkehrt.
  • Die Schaltung bietet also auch die für die vorliegende Erfindung geltend gemachten Vorteile.
  • Außer der dargestellten Schaltung lassen sich leicht durch andere Kombinationen der beiden Brücken noch weitere finden.
  • Die Erfindung ist in ihrer Anwendung nicht unbedingt auf Thermoumformer beschränkt. Die gleichen Vorteile werden auch bei der Verwendung von anderen Meßwerken mit quadratischen Kennlinien erzielt. Jedoch sind die Vorteile bei Thermoumformern besonders hervorstechend.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Meßwerken, insbesondere Thermoumformern, die in einem Netzwerk zwischen Quelle und Verbraucher eingeschaltet sind und bei welcher das erste Meßwerk zur Strommessung, das zweite zur Spannungsmess.ung und alle drei zusammen zur Leistungsmessung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß sich das dritte Meßwerk in einem Zweig des Netzwerkes befinet, in dem sich die Stromrichtung bei Leerlauf und Kurzschluß umkehrt.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltun ; g benutzt wird, bei der Strom oder Spannung unmittelbar durch Serien- oder Parallelschaltung des betreffenden Meßwerkes zum Verbraucher gemessen wird und daß gegebenenfalls zusätzl'ich Verzweigungen eingefügt werden.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweige, in denen die Stromumkehr bei Leerlauf und Kurzschluß stattfindet, durch solche Schaltungen erzeugt wenden, bei denen die Meßwerke für Strom und Spannung in je einer Brücke liegen, die mindestens den Zweig für das dritte Meßwerk gemeinsam haben.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnetl durch folgenden Aufbau : Die Stromzufuhr erfolgt an zwei Eckpunkten (10, 11) einer Brücke. Die einem dieser Eckpunkte (11) benachbarten Zweige werden gebildet aus zwei festen Widerständen (6, 7), 4ie dem anderen Eckpunkt (IiO) benachbarten, aus einem unterteilten Widerstand (8, 9) und aus dem Verbraucher (4, 5). Die beiden weiteren Eckpunkte (I2, I3) sind über zwei Meßwerke (3 und I) verbunden, zwischen denen ein Zweig mit einem weiteren Meßwerk (2) zum Verbindungspunkt des unterteilten Brückenzweiges (8, 9) geht. Dieses letztere Meßwerk (2) dient Ider Spannungsmessung, von den beiden anderen das dem Verbraucher abgewandte (I) der Strommessung, alle drei zusammen der Leistungsmessung.
    Angezogene Druckschriften: Archiv für Elektrotechnik, 29. Band, 1935, S. 811.
DEH357A 1949-11-01 1949-11-01 Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern Expired DE838791C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH357A DE838791C (de) 1949-11-01 1949-11-01 Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH357A DE838791C (de) 1949-11-01 1949-11-01 Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE838791C true DE838791C (de) 1952-05-12

Family

ID=7142117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEH357A Expired DE838791C (de) 1949-11-01 1949-11-01 Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE838791C (de)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69009611T2 (de) Vorrichtung für Energieumwandlung mit Mehrfachausgang.
DE2060504A1 (de) Monolithisch integrierbare Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines oder mehrerer als stromkonstanthaltende Elemente geschalteter Transistoren
DE1043479B (de) Elektrisches Relaisschutzsystem
DE838791C (de) Schaltungsanordnung zur fehlerfreien Messung von Strom, Spannung und Leistung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken, insbesondere Thermoumformern
DE1159502B (de) Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer sich annaehernd mit dem Logarithmus der Zeit aendernden Spannung
DE2552691C3 (de) Spannungsprüfschaltung
DE2750386C2 (de) Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln
DE2850737A1 (de) Schaltungsanordnung zur strommessung mittels magnetischen spannungsmessers
DE1917337A1 (de) Vorrichtung zur Kompensation der Ansprechkurve der in Messinstrumenten verwendeten Gleichrichterelemente
DE911402C (de) Phasenabhaengiger Nullstromindikator mit einer Brueckenschaltung mit vier temperaturabhaengigen Widerstaenden
DE1908382A1 (de) Gleichrichtende elektrische Schaltung
DE2232978C3 (de) Schaltungsanordnung zur Anzeige fotometrischer Werte und Prüfung der Betriebsspannung für eine fotometrische Auswerteschaltung in fotografischen Kameras
DE909971C (de) Anordnung zur gleichzeitigen Messung von Leistung, Strom und Spannung mit drei quadratisch wirkenden Messwerken
DE1566768A1 (de) UEberwachungsvorrichtung fuer technische Einflussgrossen
DE3543494C2 (de) Monolithisch integrierte Stromsummierungsschaltung
AT251699B (de) Meßgerät zur Bestimmung der Phasenlage zweier gleichfrequenter elektrischer Größen
DE846415C (de) Vierpoliges Schaltgebilde mit nichtlinearer Beziehung zwischen den Spannungen oder Stroemen der Eingangs- und der Ausgangsseite
DE715155C (de) Anordnung zur Temperaturkompensation von elektrischen Quotientenmessern
DE1934234C (de) Schaltungsanordnung zur Messung des Blind- oder Wirkstromes in einem Wechselstromsystem
DE1616082C (de) Gleichspannungs Kompensator
DE679782C (de) Verfahren zur Erzielung groesster Wirtschaftlichkeit in Kraftanlagen mit mehreren Einheiten
DE2361715C3 (de) Synchron-Gleichrichter und Verstärker
DE1209201B (de) Praezisions-Messinstrument zur Spannungs-und/oder Strommessung mit Einrichtungen zur Kompensation der Temperaturabhaengigkeit der Anzeige
DE1027779B (de) Regelung oder Begrenzung des Kollektorstromes einer Drehstrom-Nebenschluss-Kollektormaschine
DE1147053B (de) Schaltanordnung zur Temperaturmessung