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Verfahren zum Prüfen und Eichen von Wechsel strommeß geräten, insbesondere
von Wechselstromprüf- oder Eichzählern
Die bekannten Gleichlastprüf- oder -Eichzähler
zeichnen sich durch sehr hohe Meßgenauigkeit aus.
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Ihre Eichung ist deshalb besonders schwierig. Man kann sie z. B. mit
Hilfe von Präzisionswattmetern eichen, die ihrerseits wieder mit dem Gleichstromkompensator
geeicht sind. Über die Meßgenauigkeit des Wattmeters kann man infolgedessen bei
dem Gleichlastprüf- oder -Eichzähler nicht kommen. Außerdem erfordert die Eichung
dieser Zähler mit dem Wattmeter höchste Sorgfalt und Genauigkeit. Da der Zähler
ein integrierendes Gerät ist, kann er erst nach Zurücklegung eines größeren Meßweges
mit genügend hoher prozentualer Genauigkeit abgelesen werden.
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Während der ganzen Zeit muß gleichzeitig das Wattmeter durch entsprechende
Nachregulierung der Wechselstromquelle dauernd genau auf einen bestimmten Ausschlag
gehalten werden.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, die Eichung solcher Prüf- oder Eichzähler
zu erleichtern und die Meßgenauigkeit bei der Eichung zu erhöhen, doch kann die
Erfindung auch zur Eichung oder Prüfung anderer Wechselstromgeräte mit Vorteil verwendet
werden, namentlich wenn es darauf ankommt, genau zu arbeiten. Die Erfindung macht
von einem integrierenden Nullgerät Gebrauch, das an sich für andere Zwecke und andere
Schaltungen, z. B. für Zwecke der Spannungssymmetrierung, der Eichung von Mehrphasenzählern
durch einphasige Eichzähler, bekannt ist. Ein
solches integrierendes
Nullgerät enthält zwei oder mehrere Meßsysteme, die wenigstens zwei einander entgegenwirkende
Drehmomente an dem von Richtkräften freien Anker erzeugen. Der Anker eines solchen
Geräts bleibt so lange in Ruhe, als die beiden einander entgegenwirkenden Drehmomente
im Gleichgewicht sind, d. h. solange die Meßgrößen, die diese Drehmomente erzeugenden
Meßsysteme beeinflussen, gleich groß sind. Der besondere Vorteil eines solchen integrierenden
Nullgeräts besteht darin, daß der Anker während einer Eich- oder Prüfperiode nicht
dauernd auf Null gehalten zu werden braucht, sondern daß es genügt, wenn der Anker
am Ende der Periode dieselbe Stellung einnimmt wie am Anfang derselben.
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Außerdem ergibt sich der Vorteil, den jedes integrierende Gerät bietet,
daß nämlich die Meßgenauigkeit um so höher wird, je mehr man die Meßperiode verlängert.
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Erfindungsgemäß wird an die eine Seite eines solchen an sich bekannten
integrierenden Nullgeräts das zu prüfende oder zu eichende Wechselstromgerät, also
z. B. ein Gleichlastprüf- oder Eichzähler, an die andere Seite ein Gleichstromkompensator
od. dgl. angeschlossen. Für die Wechselstromseite wird dabei eine Regelvorrichtung
benutzt, durch die der Wechselstromteil der Meßanordnung jeweils derart beeinflußt
wird, daß wenigstens am Ende der Prüfperiode das Nullgerät die gleiche Stellung
einnimmt wie am Anfang derselben. Ist dies der Fall, dann muß das zu eichende Meßgerät,
also insbesondere der zu eichende Eich- oder Prüfzähler genau das anzeigen, was
unter Berücksichtigung etwaiger Strom- oder Spannungsübersetzungen der Einstellung
des Kompensators entspricht. Mit Hilfe eines solchen integrierenden Nullgeräts läßt
sich also leicht ein Wechselstromgerät mit Hilfe eines Gleichstromkompensators,
also einer bewährten Meßanordnung höchster Genauigkeit prüfen oder eichen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. N ist das
integrierende Nullgerät, dessen Systeme 1, 2 in U2-Schaltung geschaltet sind, d.
h. es liegt sowohl die eine Wicklung 11 des Systems 1, die sonst der Stromwicklung
entspricht, an der gleichen Spannung wie die andere Wicklung I2, die der Spannungswicklung
entspricht. Entsprechendes gilt für die Wicklungen 2I, 22 des Systems 2. Diese Wicklungen
sind mit Widerständen 13, 14 bzw. 23, 24 in Reihe geschaltet. Die Ankerachse des
Geräts ist der Einfachheit halber weggelassen. Am besten verwendet man für die Systeme
1 und 2 für Wechsel-und für Gleichstrommessung verwendbare Universalsysteme, im
einfachsten Fall eine feststehende und eine drehbar gelagerte Spule, in solcher
Anordnung, daß das durch das Zusammenwirken der beiden Spulen zustande kommende
Drehmoment über einen genügend großen Drehweg konstant bleibt. Sehr groß braucht
dieser Drehweg nicht zu sein, da auch das integrierende Nullgerät nur kleine Ausschläge
macht, wenn die Reguliereinrichtung sachgemäß bedient wird. Das Drehmoment kann
sich aber längs des Drehweges für beide Syteme nach einer gleichen eindeutigen Funktion
des Weges ändern, ohne daß dadurch die Meßgenauigkeit leidet, An die Klemmen I5,
I6 des Geräts N ist ein durch 3 angedeuteter Gleichstromkompensator angeschlossen.
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An den Klemmen 25, 26 liegt ein ebenfalls in U2-Schaltung geschalteter,
zu prüfender Gleichlastzähler E mit der Spannungsspule 4 und der über einen Widerstand
5 ebenfalls an Spannung liegenden Stromspule6.
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-Der Zähler E kann durch Einschalten der Spannungsspule mittels des
vorzugsweise durch eine Normaluhr genauestens gesteuerten Schalters 7 in Gang gesetzt
werden. An die Klemmen 8 ist eine mit einer Reguliervorrichtung versehene Wechselstromquelle
angeschlossen.
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Durch den Widerstand 5 wird erreicht, daß der Zähler mit genau cos
Sp = I belastet wird und die Größe des in der Zählerstromspule fließenden Stroms
proportional der Wechselspannung U wird. Zwecks Prüfung des Gleichlastzählers bei
cos ç = 0,5 tritt an Stelle des Ohmschen Widerstandes 5 eine Drosselspule mit genau
60° Phasenverschiebung. Der Verbrauch des Gleichlastzählers UJ cos c t wird somit
über-U2 geführt in die Größe t bzw. t, wobei R bzw. Z der Ohmwert des Widerstandes
5 bzw. der Scheinwiderstand der Drossel ist.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Vor Beginn der Messung wird
die Gleichspannung genauestens mittels Gleichstromkompensator auf den gewünschten
Wert eingestellt. Dann wird der Wechselstromkreis eingeschaltet und die Wechselspannung
durch Einstellung des Nullgeräts auf die Gleichspannung abgeglichen. Der Schalter
7 bleibt vorerst noch geöffnet. Nun wird der Gleichlastzähler auf Null gestellt.
Zu Beginn der Messung schließt ein in der Abbildung nicht gezeichnetes Relais den
von einer genauen Zeitmeßeinrichtung gesteuerten Schalter 7 und schaltet den Spannungskreis
des Zählers E ein.
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Nun wird die Wechselstromquelle so reguliert, daß das Nullgerät spätestens
am Ende der Prüfperiode wieder die Nullstellung einnimmt. Der Zähler E, welcher
am Ende der Meßperiode durch Öffnen des Schalters 7 von der Zeiteinrichtung spannungsseitig
abgeschaltet wird, muß dann genau - den -Verbrauch anzeigen, der sich auf Grund
etwaiger Übersetzungen der Spannung, der Widerstandseinstellungen od. dgl. aus der
Einstellung des Gleichstromkompensators 3 ergibt. Weichen die tatsächlichen Angaben
des Zählers E von diesen Sollangaben ab, dann muß der Zähler E entsprechend verstellt
und die Eichung wiederholt werden.
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Die Verwendung von für Gleich- und Wechselstrommessung benutzbaren
Universalsystemen erleichtert wesentlich die Eichung des integrierenden Nullgeräts
N. Man ist dadurch in der Lage, zuerst beide Seiten des Geräts zwecks Voreichung
an die gleiche Gleichspannungsquelle, dann an die gleiche Wechselstromspannungsquelle
anzuschließen und das Gerät so einzustellen, daß es in beiden Fällen keinen Ausschlag
zeigt. Es mißt dann auch richtig, wenn die eine Seite an Gleichstrom, die andere
an Wechselstrom liegt Die Erfindung bietet den Vorteil, daß Wechselstrommeßgeräte,
insbesondere Eich- oder Prüfzähler höchster Meßgenauigkeit bequem und mit einer
bisher
unerreichbaren Genauigkeit mit Hilfe eines Gleichstromkompensators
od. dgl. geprüft oder geeicht werden können.