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Einrichtung zur Prüfung von Elektrizitätszählern
Es sind Zähierprüf-
und -eicherfahren bekannt, bei denen zur Drehzahlvergleichsmessung zwischen einem
Normalzähler und einem zu prüfenden Zähler die Zählerscheiben beider Zähler mit
Markierungen versehen sind, die von je einer Fotozelle abgetastet werden, und wobei
die so erzeugten Impulsfolge Spannungen von der Frequenz der Normal- bzw.
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Prüfzählerabtastung, im folgenden kurz Normalfrequenz bzw. Prüflingsfrequenz
genannt, auf einer Kathodenstrahlröhre sichtbar gemacht werden. Bei reinen Sinusspannungen
der unmittelbar auf die Plattenpaare der Kathodenstrahlröhre gegebenen abgetasteten
Frequenzen von Normalzähler und Prüffingszähler erhält man auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre
die bekannten Lissajouschen Figuren, und zwar bei Frequenzgleichheit eine stehende
Figur, Kreis oder Ellipse oder Gerade; bei Frequenzabweichungen sicke bewegende
Figuren mit ineinander verschlungenen Linien. Es ist ferner bekannt, Kathodenstrahlröhren
zu verwenden, bei denen das Zeitplattenpaar von einem von den Impulsen des Normalzählers
synchronisierten Kippgerät gesteuert und das Ablenkplattenpaar von den Impulsen
des Prüflings gesteuert wird. Hierbei er-'hält man über einer Abszissenachse sich
azisbildende Zacken, die bei tYbereirstimmuag der Drehzahlen von Normalzähler und
Prüfling stillstehen oder anderenfalls nach links oder rechts herauswandern.
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Beide Verfahren sind insofern nachteililg, als man nicht in allen
Fällen die Art des Fehlers gut erkennen kann. Im ersten Fall ist bei den Lissajouschen
Figuren, besonders bei starker Abweichung der Drehzahlen vom Normal- und Priifzähler,
nicht erkennbar, welche Richtung die Ab
weichung hat. Im zweiten
Fall ist, insbesondere bei kleinen Zählerlasten, die Art des Fehlers nicht gut erkennbar,
weil bei den kleinen Frequenzen, insbesondere dann, wenn der Normalzähler zur Prüfung
von Zählern mit unterschiedlicher Zählerkonstante verwendet wird und hierbei mehrere
Zacken entstehen, unmöglich zu erkennen ist, ob die Zacken nach rechts oder links
wandern, da sich hierbei die Zacken mit einer Geschwindigkeit be stegen, die nahe
an der Grenze der Reaktionsfähigkeit des Auges. liegt; außerdem wird als unangenehm
empfunden, daß. eine einzelne Zacke nicht dauernd beobachtet werden kann, da sie
aus dem Leuchtschirm vollständig herauswandert. Das Bedienungspersonal kann also
in beiden Fällen nicht sofort erkennen, in welcher Richtung die Korrektur am Prüfling
vorgenommen werden muß, - um die Zacken bzw. die Lissajousche Figur zum Stillstand
zu bringen und damit die Übereinstimmung der Drehzahlen von Normal- und Prüfzäbler
herbeizuführen, sondern wird probieren müssen und hierbei zunächst sehr oft in der
falschen Richtung die Einstellung vornehmen, wobei viel Zeit verlorengeht. Außerdem
ist sowohl die Beobachtung von aus dem Leuchtschirm vollständig herauswandernden
Zacken. als auch von Lissajouschen Figuren auf die Dauer sehr ermüdelld.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß bei der
Zählerpmfun,g oder -eichung mittels Vergleichs der durch fotoelektrische Abtastung
von Normal- und Prüfzähler erzeugten Frequenzen über Verstärker in einem Kathodenstrahlrohr
die Normalfrequenz auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehfeldes eines Vierplatten-oder
eines Polarkoordinatenrohres und die Prü£-lingsfrequenz in Impulls£orm auf das Gitter
oder den Wehneltzylinder dieses Rohres gegeben wird.
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Hierbei erscheint. auf dem von der Normalfrequenz auf dem Leuchtsehirm
des Kathodenstrahirohres erzeugten Grundkreis eine radiale Zacke für die Prüflingsfrequenz,
die bei Übereinstimmung der abgetasteten Frequenzen stillsteht, bei Abweichung der
abgetasteten Frequenzen je nach Größe und Richtung dieser Abweichung mehr oder weniger
schnell im oder im entgegengesetzten Uhrzeigersinn auf dem Umfang des Kreises umläuft
und auf jeden Fall die Art der Abweichung leicht erkennbar macht.
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Die Beobachtung kann noch dadurch erleichtert werden, daß die Beschleunigungsspannung
des Rohres so weit herabgesetzt wird, daß der Grundkreis ganz oder fast ganz zum
Verschwinden gebracht wird, so daß. nur der von der Pruflingso frequenz herrührende
und die Be6chleunigungsspannung erhöhende Impuls sichtbar wird.
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In der Zeichnung sind in Fig. I und 2 zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Einander entsprechende Teile sind in den beiden Figuren mit
denselben Bezugs zeichen versehen.
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Die beispielsweise mit Randmarkiernngen versehenen Zählerscheiben
PZ und NZ vom zu pruienden bzw. vom Normalzähler werden mittels je einer aus die
Lichtquelle L 1 bzw. L 2 und der Fotozelle F I bz;w. F 2 bestehenden fotoelektrischen
Abtasteinrichtung in bekannter Weise abgetastet. Hierbei entstehen in dem Fotozellenkreis
elektrische Impulse mit von der Geschwindigkeit der Zählerscheibe abhängender Frequenz.
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Die vom Normal zähler NZ abgetastete Frequenz wird nach ihrer Verstärkung
durch den Verstärker V2 an einen aus einem Kondensator C, den Widerständen WS und
W6 sowie dem einstellbaren Widerstand W 7 bestehenden Kreis angelegt. Der Widerstand
W 5 ist zwischen das Abl.enkplattenpaar au und A 2 der Kathodenstrahlröhre KR geschaltet,
während das Ablenkplattenpaar A 3, A4 zwischen der ReiEhenschaltung des Widerstandes
WS und desl Kondensators C geschaltet ist An das Plattenpaar A 1, A2 wird infolgedessen
eine sinusförmige Wechselspannung und an das Platienpaar A 3, A4 die gleiche um
go° phasenverschobene Wechselspannung gelegt. Mittels des einstellbaren Widerstandes
W7 kann die entstehende Kurve so abgestimmt werden, daß. die Amplituden der gegeneinander
um go° phasenverschobenen Wechselspannungen genau gleich groß sind und damit ein
Kreis aufgezeichnet wird. An den Ablenkplatten wird auf diese Weise ein Drehfeld
mit der Frequenz des Normalzählers NZ erzeugt, wodurch der Kathodenstrahl so abgelenkt
wird, daß der auf dem Leuchtschirm entstehende Kreis mit der Frequenz des Normalzälhlers
umlaufend geschrieben wird.
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Die von dem zu prüfenden Zähler erzeugte Frequenz wird nach Verstärkung
im Verstärker VI einer Elektronenröhre R zugeleitet, deren Gitter über Widerstände
WI, W3 mit dem Gitter der Kathodenstrahlröhre KR verbunden ist. Zur Einstellung
der Gesamtanodenspannung zwischen Kathode K und Anode A der Kathodenstrahlröhre
sind die Potentiometer PI und P2 vorgesehen.
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W2 ist ein hochohmiger Reihenwiderstand. Durch eine negative Halbwelle
der vom Prüfzähler ahgetasteten und durch denVerstärker Vi verstärkten Frequenz
wird das Gitter der Röhre R leitend mit ihrer Anode verbunden. Hierdurch wird praktisch
ein Widerstand parallel zu der Reihenschaltung, bestehend aus den Potentiometern
P I, P2 und dem -Widerstand W 4, geschaltet und infolgedessen die wirksame Anodenspannung,
Beschleunigungsspannung für die Kathodenstrahlröhre KR sherabgesetzt.
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Der Impuls, bewirkt also eine radiale Auslenkung des Kreises den der
Katiodenstrahl unter der Einwirkung des in der oben beschriebenen Weise vom Normalzähler
NZ erzeugten und gesteuerten Drehfeldes beschreibt Wenn die Geschwindigkeiten des
Normalzählers und des Prüfzählers übereinstimmen, erscheint die durch die radiale
Auslenkung des Kreises entstehende Zacke immer an der gleichen Stelle des Kreisumfanges.
Bei Abweichung der Geschwindigkeit wandert die Zacke je nach der Richtung der Abweichung
im oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn auf dem Kreisumfang. Wenn die Drehzahlen
vom Normal- und Prüfzähler nicht gleich sind, sondern in einem ganzzahligen Verhältnis
zueinander stehen, erscheint auf dem Leuchtschirm eine entsprechende Anzahl von
Zacken. Die
Einrichtung kann daher auch zum Prüfen von Zählern verschiedener
Zählerkonstanten mit ein und demselben Normalzäler verwendet werden wenn die Zählerkonstanten
von Normalzähler und Prüfzähler in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen.
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Mittels des Potentiometers P I kann die Kreishelligkeit herabgeregelt,
d. h. die Gesamtanodenspannung zwischen Anode und Kathode der Kathodenstnahiröhre
KR kleiner gemacht werden, bis der Kreis schließlich unsichtbar wird. Damit der
Zacken nicht in gleichem Maße dunkler wird, ist das Gitter G der Kathodenstrahlröhre
über einen hochohmigen Widerstand zwischen den Widerständen WI und W21 angeschlossen.
Hierdurch wird erreicht, daß beim Eintreffen eines Impulses an der Röhre R die Gittervorspannung
der Kathodenstrahlröhre KR positiver wird. Der Zacken bleibt daher sichtbar, während
der Kreis verschwindet.
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Durch Verkleinern der Amplitude der vom Verstärker V2 abgegriffenen
Spannung kann der Durchmesser des Grundkreises auf dem Leuchtschirm so weit verkleinert
werden, daß er schließlich praktisch zu einem Punkt zusammenschrumpft und der von
der Frequenz des zu prüfenden Zälhlerst PZ herriihrende Zacken als rotierender oder
stillstehender Zeiger erscheint.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die vom Normalzähler
NZ über die Fotozeile F 2 abgetastete, gut sinusförmige Spannung über die Primärwicklung
eines Transformators T geleitet, dessen Sekundärwicklung mit vier Spulen zur Erzeugung
eines Drehfeldes verbunden ist, von denen nur die über einen Kondensator C mit der
Sekundärwicklung des Transformators verbundene Spule SI und die ihr gegenäiber um
gol° räumlich versetzte und über einen einstellbaren Widerstand W mit der Sekundärwicklung
des Transformators T verbundene Spule S3 dargestellt sind. Die Spule 83 ist nur
der einfacheren Darstellung halber in der gleichen Ebene wile die Spule SI gezeichnet,
in Wirklichkeit liegen zwei über den Kondensator C parallel geschaltete Spulen diametral
gegenüber und ebenso zwei gegenüber dem ersten Spulenpaar um 90° versetzte, über
den Widerstand W parallel geschaltete Spulen. Die vom Prüfzähler abgetasteten und
durch den Verstärker Vi verstärkten Impulse werden an den Wehneltzylinder Z der
Kathodenstrahlröhre gelegt und bewirken ebenfalls eine radiale Auslenkung des Grundkreises
auf dem Leuchtschirm.
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PATENTANSPROCHE: I. Einrichtuing zur Prüfung von Elektrizita..tszählern
durch Drehzahlvergleich zwischen einem Normal zähl er und dem zu prüfenden Zähler,
bei der die mit Markierungen vers ehenen Zählerscheiben fotoelektrisch, induktiv
oder kapazitiv abgetastet und die hierdurch erzeugten Frequenzen über Verstärker
in einer Kaffiodenstrahiröhre miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Normalfrequenz auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehfeldes eines
Vierplattenr oder eines Polarkoordinatenrchres und die Prüflingsfrequenz in Impulsform
auf das Gitter oder den Wehneltzylinder dieses Rohres gegeben wird.