-
Wandler mit drei Sehenkeln als Differential-Meßwandler Die elektrische
Meßtechnik bedient sich in vielen Fällen der Meßwandler, sei es, um das Meßinstrument
den zu messenden Strömen oder Spannungen anzupassen, sei es, um Summen oder Differenzen
von Meßwerten zu bilden oder um das Meßinstrument gegen Hochspannung zu isolieren.
Die Verschi,eden'heit der Aufgabenstellungen hat zur Folge, daß eine große Anzahl
von Meßwandlerbauarten bekannt sind, die den verschiedenen Verwendungszwecken besonders
angepaßt sind. So sind Meßwandler bekannt, die zur genauen Messung kleiner Ströme
dienen und mit Vorerregung arbeiten, um die unvermeidlichen Eisenverluste des Wandlers
nicht dem Meßkreis aufzubürden. In anderen Fällen werden die Eisenverluste .durch
Verwendung hochlegierter Spezialblechsorten, die bekanntlich teuer sind, auf ein
erträgliches Maß gesenkt. Weiter sind Wandler bekannt, die zur Messung der Summe
oder Differenz verschiedener Meßwerte unterteilte Wicklungen besitzen. Getrennte
Primär- und Sekundärwicklungen sind auch bei den Meßwandlern K-kannt, die nur zur
Erzeugung eines zum Meßinstrument passenden Übersetzungsverhältnisses oder zur galvanischen
Trennung des Meßstrom- und Meßinstrumentenkreises dienen. Weiter ist es bekannt,
Wandler mit unterteilten Primär- oder Sekundärflüssen zu bauen, an denen in bestimmten
Grenzen für die Bürde eine konstante Spannung entnommen werden kann.
-
Die Erfindung betrifft einen Meßwandler mit drei Schenkeln als Differential-Meßwandler,
bei dem erfindungsgemäß dessen Mittelschenkel mit einem Fluß solcher Größenordnung
vorerregt wird, die den Mittelschenkel als normalen Strom- oder
Spannungswandler
zu benutzen gestattet und die Außenschenkel zur Vermeidung von Übersteuerungen oder
zur Erzielung größter Permeabilität oder kleinster Eisenverluste gering gesättigt
sind, wobei die unterteilten Wicklungen, in denen sich der eigentliche Meßvorgang
abspielt, auf den Außenschenkeln differential geschaltet sind. Die Vorerregung des
Mittelschenkels liefert dabei gleichzeitig den Meßstrom im Falle aller Widerstandsmessungen,
die Richtenergie im Falle aller Quotientenmeßgeräte sowie für besondere Fälle die
Energie für verschiedene Steuervorgänge; diese Ströme werden sonst anderen Stromquellen,
z. B. einem besonderen Meßwandler, entnommen, der hier eingespart wird. Es sollte
bewußt ein Wandler geschaffen werden, der möglichst universal brauchbar ist, mithin.
.die Lösung möglichst vieler meßtechnischer Aufgaben gestattet.
-
Aus Bild z ist die Wirkungsweise des Wandlers nach .der Erfindung
klar zu ersehen. Der von der Vorerregungsspule w1 im Mittelschenkel erzeugte Fluß
01 gabelt sich in zwei Teile, 03 und «)4, die die Außenschenkel durchfließen. Wird
einer der Außenschenkel belastet, indem an eine darauf gewickelte Spule, z. B. w31,
ein Widerstand als Verbraucher angeschlossen wird, so wird .der Fluß 03 in dem belasteten
Außenschenkel geschwächt. Gleichzeitig wind der Fluß 04 im anderen Außenschenkel
verstärkt, da ja die Summe der beiden Teilflüsse 0s und 04 gleich dem Fluß 01 im
Mittelschenkel und damit bei unveränderter Erregung konstant ist. Ändert sich die
Vorerregung z. Bi. durch Schwankungen der Netzspannung, so bleibt der Quotient der
beiden Teilflüsse davon unberührt, ist also,ein Maß für die zu erfassende Größe,
beispielsweise den als Bürde angeschlossenen Widerstand.
-
Bild :2 zeigt den erfindungsgemäßen Meßwandle.r als Zwischenglied
zwischen einem sogenannten Widerstandsfernsender, der irgendwelche mechanischen
Meß- oder Kommandoimpulse in elektrische Widerstandsänderungen umwandelt, und dem
Empfänger. Hierbei wird das Übersetzungsverhältnis des Wandlers so eingerichtet,
daß das Meßinstrument in bezug auf seinen inneren Widerstand der vorgesehenen Widerstandsänderung
.des Fernsenders optimal angepaßt wird. Die vom Netz gespeiste Spule w1 auf dem
Mittelschenkel liefert einmal die Vorerregung des Wandlers und deckt damit dessen
Eisenverluste, zum anderen ersetzt sie gleichzeitig die Stromquelle, .die sonst
in irgendeiner Weise direkt am Fernsender angeschlossen sein müßte. Die Schaltung
der Spulen w31 und w41 ist dabei gleichgültig; die Spulen können einmal so geschaltet
werden, daß ihre Spannungen gegeneinanderstehen, oder auch so, daß an den Endpunkten
des Fernsenders die Summe der beiden Spulenspannungen wirksam wird, wie die gezeichneten
Wirkungspfeile andeuten. Die Spulen w32 und w42 dagegen werden so geschaltet, daß
ihre Spannungen gegeneinandergerichtet sind; für Mittelstellung der Fernsenderbürste
entsteht dann Flußgleichheit in den beiden Außenschenkeln und somit die Differenzspannung
Null am Anzeigeinstrument. Wird der Fernsender nach der einen oder anderen Seite
verändert, so ist die Differenzspannung im Anzeigeinstrument nach Phase und Amplitude
stets ein Maß für die jeweilige Fernsenderstellung.
-
Bild 3 läßt erkennen, .daß der Anschluß des Instruments auch dann
möglich ist, wenn die Spulen w32 und w42 gleichsinnig in Reihe geschaltet sind;
'hierbei ist die Einschaltung zweier Widerstände als Spannungsteiler erforderlich,
die jedoch. den Vorteil haben, daß man in einfacher Weise den Ausschlag für die
Differenzspannung Null auf jeden beliebigen Punkt der Instrumentenskala verlegen
.kann, was nach Bild 2 .die Ausführung der Spulen w32 und w42 mit unterschiedlichen
Windungszahlen bedingt.
-
Bild 4 veranschaulicht den Anschluß eines Quotientenmessers, z. B.
Kreuzspulgerät, an den Wandler nach der Erfindung. Hier liefert der Wandler gleichzeitig.
die Richtenergie. des Quotientenmessers, der bekanntlich im Gegensatz zu Drehspul-,
Weicheisengeräten usw. kein mechanisches Richtmoment besitzt. Auch hier ist es gleichgültig,
wie die Teilspulen auf der Geber- und Empfängerseite jeweils miteinander verbunden
sind.
-
In Bild 5 ist der Knotenpunkt der beiden Quotientenmesserspulen erst
unter Zwischenschaltung einer Sekundärspule w11 des Wandlers mit dem Knotenpunkt
der Spulen w32 und w42 verbunden. Die Sekundärspule sitzt auf .dem Mittelschenkel
des Wandlers und liefert eine je nach Windungszahl dieser Spule verschieden große
Zusatzspannung, die je nach Phasenlage dazu dienen kann, die Richtenergie des Quotientenmessers
zu vergrößern oder zu verkleinern und gleichzeitig den Quotienten des Meßvorgangs
zu beeinflussen.
-
Nach Bild 6 können die Ausgangsspulen in die Teilspulen w32, w33,
w42 und w43 unterteilt werden, die jeweils .so miteinander verbunden werden, daß
sich ihre Teilspannungen aufheben.
-
Gegenüber Bild 4 und 5 besteht also folgender Unterschied: Die Richtenergie
des Quotientenmessers wirb jetzt allein von der Sekundärspule w11 geliefert, während
der Meßquotient allein von den Ausgangsspulen übertragen wird. Es ist somit eine
vollkommene Trennung der Richt- und Ablenkfunktionen der Ausgangsspulen erreicht.
-
In Bild 7 ist im Gegensatz dazu eine Sekundärspule w12 so in die Verbindung
zwischen den Knotenpunkt der Eingangsspulen w31, w41 und die Fernsenderbürste geschaltet,
daß je nach Größe und Phasenlage der ihr entnommenen Spannung .eine Vergrößerung
oder Verkleinerung des Instrumentenausschlages für eine bestimmte Fernsenderwiderstandsänderung
erreicht wird.
-
Bild 8 zeigt als Anwendungsbeispiel .den Meßwandler nach der Erfindung
als reinen Stromwandler. In dieser Schaltung erweist sich besonders die Vorerregung
von großem Nutzen, die bei richtiger Einstellung und richtiger Bemessung des. ganzen
Wandlers ein konstantes Übersetzungsverhältnis des Wandlers über den Meßbereich
gewährleistet. Das gleiche gilt für die Verwendung als Spannungswandler. In diesen
beiden Fällen kann
der Wandler, wie leicht einzusehen ist, mit jedem
beliebigen technisch ausführbaren übersetzungsverhältnis hergestellt werden, und
es ist auch kein Problem, ihn als Isolierwandler zu dem Zweck auszufifren, etwaige
hohe Spannungen im Außenkreis vom eigentlichen Meßkreis fernzuhalten.
-
Werden in Bild 8 die Eingangswicklungen w31, al41 gegeneinandergeschaltet
und mit Gleichstrom gespeist, so entsteht in den ebenfalls gegeneinandergeschalteten
Ausgangswicklungen w32, w42 ein dem Meßstrom proportionaler Wechselstrom von der
doppelten Frequenz der zur Vorerregung benutzten Netzfrequenz; unter Zwischenschaltung
eines in .diesem Bild nicht dargestellten phasengesteuerten Gleichrichters wird
eine dem zu messenden Gleichstrom oder der Gleichspannung entsprechende Anzeige
erzielt.
-
Schaltet man nach Bild g einen zweiten Differentialwandler B derart,
daß auch dieser mit Gleichstrom beschickt wird, der einer .Sekundärwicklung über
einen Gleichrichter entnommen werden kann, und speist man mit der an .den Ausgangsklemmen
des Wandlers B auftretenden Spannung von der doppelten der Netzfrequenz die Erregerspule
des phasengesteuerten Gleichrichters G, so zeigt das Drehspulmeßinstrument den in
den Spulen w31, zu41 des Wandlers A fließenden Gleichstrom nicht nur nach der Größe,
sondern auch nach der Richtung an. Die schon beschriebenen Eigenschaften des Wandlers,
@d. h. die Möglichkeit der Strom- oder Spannungsübersetzung, und die Möglichkeit
der Isolation zwischen Eingangskreis und Ausgangskreis bleiben hiervon unberührt.
-
Bild io läßt erkennen, daß der neue Wandler nach der Erfindung sich
auch ohne weiteres zum Anschluß eines Leistungsmessers einrichten läßt. Die am Verbraucher
liegende Spannung dient hier gleichzeitig zur Erzeugung der Vorerregung des Wandlers.
Da die Ausgangswicklungen des Wandlers den Impedanzen der Leistungsmesserspulen
angepaßt werden können, ist es möglich, sämtliche Leistungsmesser mit einheitlicher
Wicklung und einheitlichen Drehmomenten auszuführen. Soll nicht die Wirkleistung,
sondern die Blindleistung gemessen werden, so wird der im Spannungspfad des Leistungsmessers
gezeichnete Widerstand R durch den Kondensator C
ersetzt.
-
Ganz ähnlich ist dieVerwendung des neuen Diffe. rentialwandlers in
Verbindung mit einem Leistungsfaktormesser, z. B. nach Bild i i. Das Meßinstrument
selbst kann auch hier irgendeine der bekannten Bauarten sein, wobei wiederum die
Anpassung normaler Instrumentenspulen an die jeweiligen Netzverhältnisse allein
mit Hilfe der Wandlerspulen vorgenommen wird.
-
In Bild 1a ist ein Beispiel eines Frequenzmessers dargestellt, bei
dem der Differentialwandler nach der Erfindung mit seinen Eingangsspulen w31, w41
derart geschaltet ist, .daß der eine der beiden Zweige mit einem induktiven und
der andere mit einem kapazitiven Widerstand belastet ist. Es kann von Vorteil sein,
diese Blindwiderstände für die mittlere anzuzeigende Frequenz auf Resonanz einzustellen.
Ein hier nicht gezeichneter Justierstromkreis kann dazu benutzt werden, die Phasenverschiebung
zwischen Meßkreis und Instrumentenkreis auf einen optimalen Wert einzurichten. Es
sind jedoch noch weitere Schaltungen zur Frequenzmessung unter Benutzung des Erfindungsgedankens
möglich.
-
Bild 13 läßt erkennen, daß sich .der Meßwandler nach der Erfindung
auch zum Aufbau eines Temperaturmeßgeräts verwenden läßt. Temperaturmeßgeräte sind
zwar in vielen Ausführungen bekannt, jedoch gibt es nur wenige Geräte, die zum direkten
Anschluß an Wechselstrom geeignet sind. Der vorliegende Wandler ergibt die Möglichkeit,
jeden beliebigen Wechselstromquotientenmesser für diese Messung heranzuziehen, erlaubt
jedoch ebenso, Weicheisengeräte oder Dreh- oder Kreuzspulgeräte mit Gleichrichter
zu verwenden. Die Anpassung wird durch entsprechende Bemessung der Spulen auf den
Seitenschenkeln erreicht. Bemerkenswert ist noch, daß der Wandler auch die Anpassung.
an jedes beliebige Widerstandsthermometer erlaubt, ganz gleich, ob es einen positiven
oder negativen Temperaturkoeffizienten hat und wie hoch sein Widerstandswert ist.
-
In zahlreichen Fällen wird der elektrischen Meßtechnik die Aufgabe
gestellt, einen elektrischen oder einen in elektrische Änderung umgewandelten mechanischen
Meßwert über größere Entfernungen zu übertragen. Wegen des durch die langen Leitungen
bedingten Spannungsabfalls ist es bereits bekannt, solche elektrische Meßwerte am
Ort der Entstehung (Geberort) auf ein höheres Potential hinaufzutransformieren,
um sie am Ort der Anzeige (Empfängerort) wieder zurückzutransformieren. Soweit es
sich um die Meßwertübertragung von einem Fernsender her handelt, war es gebräuchlich,
auf jeder Seite der Fernleitung je Fernsenderseite einen Wandler zu benutzen, so
daß insgesamt, einschließlich des Netzwandlers, fünf Wandler erforderlich waren.
Unter Benutzung des Erfindungsgegenstandes kommt man nunmehr mit nur zwei Wandlern
aus, die noch dazu den schon eingangs erwähnten Vorteil der Vorerregung haben, so
daß die Eisenverluste der Wandler aus dem Netz gedeckt werden.
-
Diese Anordnung zeigt Bild 1q., mit der gleichzeitig eine Reihe weiterer
Vorteile erreichbar ist. Schaltet man die Ausgangswicklungen des Geberwandlers A
und die Eingangswicklungen .des Empfängerwandlers B sämtlich gegeneinander, so kommt
im Empfängerwandler ein gleichartiger Fluß wie im Geberwandler zustande, d. h. es
kann von einer auf dem Mittelschenkel des Empfängerwandlers aufgebrachten Netzspule
Netzspannung entnommen werden, um sie zu irgendwelchen Impulsen für Regel- oder
Kommandozwecke am Ort des Empfängers zu benutzen. Es ist einzusehen, daß diese Wirkung
auch umgekehrt werden kann, d. h. die ganze Meßschaltung kann vom Empfängerort aus
gespeist werden, und am Geberort kann die fernübertragene Netzspannung entnommen
werden; dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn es sich bei dem Anzeigeinstrument
um einen Regler
handelt, so daß mit Hilfe der vorn Empfängerort
zum Geberort fernübertragenen Netzenergie ein Regelorgan, beispielsweise ein Ventil,
gesteuert werden kann. Werden die Ausgangswindungen des Geberwandlers und die Eingangswindungen
des Empfängerwandlers jeweils hintereinandergeschaltet, so fließt über die beiden
Außenleiter der dreiadrigen Fernleitung im wesentlichen derjenige ,Strom, der zur
Vorerregung des Empfängerwandlers erforderlich ist. Der von Verstellungen des als
Beispiel gezeichneten Fernsenders herrührende Meßstrom fließt im Mittelleiter der
Fernleitung als Ausgleichsstrom; wegen seiner geringen Größe ist es möglich, die
Erde als Rückleiter zu benutzen und die mittlere Fernleitungsader zu ersparen. Auch
hier ist die Übertragung von Netzenergie möglich, nur wird diese nicht vom Mittelschenkel
des einen Wandlers, sondern von den Außenleitern .der Fernleitung an den Klemmen
K abgenommen, wobei wieder die Umkehrung möglich ist, so daß die ganze Anordnung
von diesen Klemmen am Geber-oder Empfängerort oder einem beliebigen Punkt der Fernleitung
aus gespeist wird. Die Schaltung enthält die Möglichkeit, noch einen weiteren Steuerimpuls
zu übertragen: Wenn z. B. der Empfänger mit einem einstellbaren Kontakt für einen
kritischen Anzeigewert eingerichtet wird und dieser Kontakt eine der beiden Ausgangsspulen
des Empfängerwandlers 'kurzschließt, entsteht in den Zusatzwicklungen des Geberwandlers
w33, w43 bei Gegeneinanderschaltung eine Spannung, die ein Relais auslösen kann.
Dieses Relais erhält dann zweckmäßig zwei Funktionen zugeteilt, nämlich einmal,
durch Kuizschluß der eigenen Erregerspule den Kurzschluß des Empfängerkontaktes
aufzugeben, und zum anderen, einen weiteren Arbeitskontakt zu schließen, der beispielsweise
zu der schon erwähnten Ventilstellung mit Hilfe der über die Fernleitungen übertragenen
zusätzlichen Netzenergie den Impuls gibt. Naturgemäß können die hier aufgeführten
Möglichkeiten auch in anderer Weise und zu anderen Zwecken nutzbringend angewandt
werden. Die drei - Fernleitungen bzw. zwei und Erde können zusätzlich in bekannter
Weise als Fernsprechleitungen und zur Übertragung hochfrequenter'Signale verwendet
werden, um den'Ausnutzungsgrad zu erhöhen.
-
Das ebenfalls in der Meßtechnik häufig wiederkehrende Problem der
Summen- und Differenzbildung läßt sich mit dem neuen Wandler nach der , Erfindung
in gleicher Weise einwandfrei lösen.
-
Bild 15 zeigt wiederum an dem Beispiel einer Fernsendermessung, .daß
der Wandler die Anpassung an alle .gegebenen Verhältnisse erlaubt. Bei Summenmessung
ist dafür zu- sorgen, daß die Fernsender bei Veränderung im gleichen Sinne gleichlaufende
Flußänderungen in den Außenschenkeln des Wandlers erzeugen. Bei Differenzmessung
müssen .die Flußänderungen entgegengesetzt verlaufen. Durch Zuordnung geeigneter
Windungszahlen zu jedem Fernsender :kann trotz Benutzung einer Einheitsbauart für
die Fernsender jedem Meßwert die ihm zukommende Einflußgröße gegeben werden. Die
Summen- und Differenzbildung ist selbstverständlich nicht auf zwei Summanden beschränkt.
Durch zusätzliche Widerstände in den Außenleitern der Fernsender kann deren Einflüßcharakteristik
auf die verschiedensten Wünsche abgestimmt weiden, und die Anwendung von Hilfsspannungen,
wie sie unter Bild 5 beschrieben ist, läßt auch im Falle von Summen- und Differenzmessung
eine weitere Möglichkeit zur Anpassung an .die gestellte Aufgabe offen.
-
Behandelten die bisherbeschriebenenGestaltungsbeispiele in der Hauptsache
die allgemeinen Fälle aus der elektrischen Meßtechnik, so soll in den weiteren Darstellungen
gezeigt werden, wie vorteilhaft der neue Differentialwandler nach der Erfindung
Schaltungen zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Flüssigkeiten aufzubauen
gestattet, bei dem die besondere Schwierigkeit darin liegt, die Anzeige des Empfängers
unabhängig von den Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit zu machen, die von
Temperaturschwankungen des Meßgutes herrühren.
-
Bild 16 veranschaulicht den Differentialwandler als temperaturberichtigte
Meßstromquelle.
-
Bild 17 stellt eine Anordnung für den gleichen Zweck dar, nur sind
die Elektroden nicht in Reihe mit dem Meßgerät, sondern in die Verbindung der Knotenpunkte
des Temperaturberichtigungskreises geschaltet. Es ist hierbei gleichgültig, ob die
Spulen w31 und w41 gegeneinander- oder hintereinandergeschaltet sind.
-
Bild 18 stellt den Sonderfall dar, daß der innere Widerstand des Meßinstruments
seine Reihenschaltung mit den Elektroden erlaubt, wobei die Ausgangsspulen des Wandlers
w32 und w42 fortfallen und eine besonders einfache Anordnung entsteht.
-
Ein großer Teil der auf ihre Leitfähigkeit zu untersuchenden Flüssigkeiten
liegt erfahrungsgemäß in einem Konzentrationsbereich, bei dem die einfache Anpassung
eines Empfängers wie in den Beispielen nach Bild 16 bis 18 nicht möglich ist. In
diesen Fällen wurde häufig ein besonderer Meßwandler verwendet, ' der zwischen die
Elektroden des Meßwertgebers und die eigentliche Meßschaltung gelegt wurde; äußerlich
unterschieden sich diese Meßwandler in nichts von normalen' Stromwandlern, und sie
wurden in -der Regel ohne Vorerregung angewandt, d. h. ihr Übersetzungsverhältnis'war
wegen der Eisenverluste des Wandlers nicht über den interessierenden Bereich konstant.
Verzerrungen der Skala waren die unliebsame Folge. Der Meßwandler nach der Erfindung
erlaubt nun neben seinen sonstigen Vorteilen, die im vorliegenden Falle nicht nur
in der Anpassung ,des Empfängers, sondern mehr noch in der Anpassung an den Temperaturausgleichskreis
liegen, auch noch die zusätzliche Verwendung als Meßstromwä.ndlermit Vorerregung,
d. h. mit konstantem Übersetzungsverhältnis.
-
Seine Spulenunterteilung und Schaltung zeigt Bild i9. Die Spulen für
die Temperaturausgleichsdifferentiälschaltung sind hier in die Wicklungen w31, w41
und w32, w42 unterteilt, die paarweise gleich
groß und gegeneinandergeschaltet
sind. Da diesen Spulen nunmehr keime Treibspannung entnommen werden kann, wird diese
der Sekundärspule w12 entnommen. Inkeihe mit derTemperaturausgleichsdifferentialschaltung
liegen nun die zusätzlichen Meßspulen w33, w43; sie bilden mit den Spulen w34, w44,
an denen der Meßwertgeber angeschlossen ist, den Meßstromwandler für die Elektroden,
dessen Übersetzungsverhältnis aus dem Windungszahlverhältnis w33 -I- w43: w34 -h
w44 resultiert. Hierdurch wird nicht nur der früher benutzte besondere Meßwandler
erspart, sondern es werden auch dessen Nachteile vermieden.
-
In einigen Fällen, bei denen aus 'besonderen Gründen ein Schaltungsaufbau
nach Bild r9 nicht möglich ist, muß dennoch zu getrenntemMeßstromwandler gegriffen
werden, der unter Benutzung des Erfindungsgedankens beispielsweise nach Bild 2o
angewandt wird. Hier arbeitet der Wandler A als temperaturberichtigte Meßstromquelle,
und seiner Ausgangswicklung wird somit eine Spannung U = f (t)
entnommen,
die im Wandler B eine temperaturabhängige Vorerregung bewirkt. Eingangs- und Ausgangswicklungen
des Wandlers B sind hier, da sie nur je eine einzige Funktion innehaben, leicht
den gegebenen Verhältnissen anzupassen. Bild 2o ist gleichzeitig ein allgemeines
Beispiel dafür, daß es zweckmäßig sein kann, mit gesteuerter Vorerregung zu arbeiten.
-
Für die bisher beschriebenen Gestaltungsbeispiele besteht der Differentialwandler
nach der Erfindung zweckmäßig aus einem Blechpaket, das nach Bild 2r aufzubauen
ist. Durch die hier als Beispiel gezeigte Bemessung der Eisenquerschnitte wird erreicht,
daß in den beiden Außenschenkeln nur ein Bruchteil der Liniendichte herrscht, die
im Mittelschenkel wirksam ist. Hierdurch ist eine Übersteuerung der Außenschenkel
vermieden und die Möglichkeit gegeben, in den Außenschenkeln eine Liniendichte einzustellen,
bei der größte Permeabilität oder kleinste Eisenverluste auftreten, wenn dies wÜnschenswert
erscheint.
-
Zahlreiche Aufgaben der elektrischen Meßtechnik verlangen eine Anzeige
des Empfängers, die unbeeinflußt von Schwankungen der Netzspannung ist. In den Fällen,
in denen die Verwendung eines spannungsunabhängigen Quotientenmessers nicht möglich
ist, muß durch andere Mittel erreicht werden, daß das Meßergebnis die Spannungsschwankungen
nicht enthält. Außer Eisenwasserstofflampen und sonstigen Regelgeräten sind auch
Netzwandler bekanntgeworden, die eine in gewissen Grenzen für die Bürde konstante
Netzspannung abgeben und in der Regel mit einem übersättigten und einem solchen
Schenkel arbeiten, der einen Luftspalt enthält.
-
Der Differentialwandler nach der Erfindung läßt sich nun in relativ
einfacher Weise auch noch für den Zweck herrichten, ein von Spannungsschwankungen
unbeeinflußtes Meßergebnis zu liefern, wenn sein Blechpaket nach Bild 22 aufgebaut
wird. Es sind hier zwei übereinanderliegende Mittelschenkel vorhanden, die beide
nacheinander vom Netzstrom erregt werden, jedoch in der Weise, daß die entstehenden
Flüsse 01 und 02 verschieden groß und gegeneinandergerichtet sind. Dabei wird in
diesen beiden Schenkeln mit sehr verschiedenen Liniendichten, d. h. auf verschiedenen
Krümmungen, der Magnetisierungskurve gearbeitet und der Effekt erzielt, daß in der
Gleichung 01-02 = 03 + 04 die rechts stehende Summe konstant bleibt, d. n. jede
Zunahme von 01 durch die Zunahme von 152 unwirksam ,gemacht wird.
-
Einen solchen-Wandler in der Anwendung gemäß Bild 2 (Übertragung eines
Fernsenderwertes auf ein einfaches Anzeigeinstrument) sieht man in Bild 23. w1 und
w2 sind hier und in den folgenden Bildern die .den Flüssen 01 und 02 entsprechenden
Netzwicklungen. Die Anzeige des beispielsweise verwendeten Drehspulempfängers, der
über einen hier nicht gezeichneten phasengesteuerten Gleichrichter an die Ausgangsspulen
des Wandlers angeschlossen ist, ist nunmehr unabhängig von Schwankungen der Netzspannung.
-
Bild 2q. veranschaulicht eine Möglichkeit, mit Hilfe des Erfindungsgegenstandes
ein Gerät zur Messung eines .kurzen Spannungsausschnittes aufzubauen, wie es z.
B. zur Kontrolle des Sollwertes einer Generatorspannungbenötigt wird, wenn diese
auf wenige Prozent genau eingehalten werden muß. Bei Verwendung normaler Spannungsmesser
ist dann wegen des großen Skalenbereichds die Ablesegenauigkeit im Bereich der allein
interessierenden Sollspannung zu gering. Läßt man den Primärstrom des Wandlers eine
Spule auf einem Außenschenkel durchlaufen und kompensiert man,die hierdurch entstehende
Unsymmetrie des Wandlers durch eine hier nur angedeutete Maßnahme auf dem anderen
Außenschenkel, so ergibt das Anzeigeinstrument einen großen Ausschlag für relativ
geringe Änderungen der Netzspannung.
-
Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Hilfsmittel, wie Gleichrichter, Justierwiderstände
usw., sind meist der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichnet worden, können
aber oft mit Vorteil zusätzlich verwendet werden. Die beschriebenen Maßnahmen können
einzeln oder in Kombination angewandt sein, ohne am Erfindungsgedanken etwas zu
ändern.