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Verfahren und Anordnung zum Prüfen und Eichen von Elektrizitätszählern
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen und Eichen von Elektrizitätszählern
mittels eines Prüf- bzw. Eichzählers oder eines Prüflaufwerks sowie Anordnungen
zur Ausführung des Verfahrens.
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Es ist bekannt, die Prüfung und Eichung von Elektrizitätszählern
dadurch vorzunehmen, daß der Lauf des zu prüfenden Zählers mit dem Lauf eines genau
laufenden Prüf- bzw. Eichzählers verglichen wird. Zu diesem Zweck werden beispielsweise
die von beiden Zählern innerhalb einer bestimmten Zeit zurückgelegten Wege an Anzeigegeräten
abgelesen und verglichen oder die Scheibe (Anker) des zu prüfenden Zählers wird
mit Farbmarken od. dgl. versehen und die Scheibe wird in Abhängigkeit vom Lauf des
Prüfzählers absatzweise beleuchtet, so daß die Abweichung der bei der Beleuchtung
beobachteten Farbmarke festgestellt werden kann.
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Die gebräuchlichen Prüfanordnungen für diese Verfahren haben die
bekannten Nachteile. Insbesondere unterliegen die auszuführenden Abgleicharbeiten
den subjektiven Feststellungen dr prüfenden Person, wodurch gewisse Fehler unvermeidlich
sind.
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Es ist auch bekanntgeworden, die beiden Zähler mit Fotozellen abzutasten,
wobei durch auf den Scheiben angebrachte Marken die Fotozellen elektrische Impulse
abgeben. Diese Impulse werden in einer Kontrolleinrichtung miteinander verglichen.
Hierbei sind besondere Farbmarken auf den Zählerscheiben oder gefräste Scheibenränder
usw. Voraussetzung. Zähler ohne solche Einrichtungen können auf diesem Wege nicht
geprüft und geeicht werden.
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Vorgeschlagen wurde ferner, vom zu prüfenden Zähler durch Induktion
elektrische Impulse zu erzeugen. Hierbei soll eine Abtastung der Zählerscheibe erfolgen,
die zu diesem Zweck ebenfalls mit Löchern oder Randkerbungen versehen sein muß.
Auch die Drehzahl des Prüf- bzw. Eichzählers wird in elektrische Impulse umgewandelt,
und beide Impulse werden nach Demodulation und gegebenenfalls Verstärkung in einer
Frequenzvergleichseinrichtung in Spannungsabfälle umgeformt, die in Gegenschaltung
an ein zur direkten Fehlerablesunggeeignetes Meßinstrument angelegt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem ohne komplizierte
Hilfsmittel, wie sie durch Fotozellen - dargestellt werden, der zu prüfende Zähler
bei jeder Umdrehung der Scheibe einen Impuls auslöst. Erfindungsgemäß wird auf der
Leerlaufhemmungs-Bremszunge des Spannungseisens des zu prüfenden Zählers eine Prüfspule
aufgebracht, in der bei jedem Vorbeigang der Hemmfahne Spannungsimpulse induziert
werden.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, die bei jedem Zähler
vorhandeneVorrichtung zur Leerlaufhemmung zur Erzeugung der bei der Prüfung des
Zählerlaufs erforderlichen Spannungsimpulse auszunutzen. Da die Bremszunge eines
Zählers durch die dauernd erregte Spannungsspule desselben erregt wird, zieht die
Bremszunge die mit der Ankerwelle umlaufende Hemmfahne im belastungslosen Zustand
so stark an, daß der Leerlauf der Scheibe verhindert wird. Beim Lauf des Zählers
unter Last wird sich dagegen die Hemmfahne bei jeder Umdrehung an der Bremszunge
vorbeibewegen. Während des Vorbeigangs ändert sich der magnetische Widerstand des
Kraftlinienweges des durch die Bremszunge gehenden VVechselflusses, d. h. die Kraftliniendichte
wird größer. Befindet sich also die eben erwähnte Prüfspule auf der Bremszunge,
so wird in dieser Prüfspule von dem durch die Zunge gehenden Wechselfluß eine Spannung
induziert, die sich um einen bestimmten Betrag erhöht, wenn die Hemmfahne an der
Bremszunge vorbeigeht. Eine angestellte Messung ergab einen Spannungsanstieg von
etwa 5°/o bei normal 100 mV, wenn anstatt am Ende der Prüfung die Hemmfahne bei
Beginn derselben auf einen Anlauf von 0,3 0/o der Nennlast eingestellt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat gegenüber den bekannten Prüfmethoden
zunächst den Vorteil, daß im Gegensatz zu einerAbtastung durch Fotozellen usw. ein
sehr geringer Aufwand für die Gewinnung der Spannungsimpul e erforderlich ist, denn
die benutzte Prüfspule ist so billig herzustellen, daß diese Kosten unbeachtlich
sind. Ferner können nach dem Verfahren gemäß der Erfindung durch Ausnutzung der
Leerlaufhemmung auch solche bereits im Verkehr befindliche Zähler geprüft werden,
die noch mit keiner der bekannten Einrichtungen zur Prüfung versehen sind.
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Die von der Prüfspule abgegebenen Spannungsimpulse werden in beliebiger,
an sich bekannter Weise verstärkt und gleichgerichtet und sodann dem Kontrollgerät
zugeleitet. Ein zweckmäßiges Verfahren, nach dem das Kontrollgerät arbeiten kann,
besteht darin, daß die verstärkten und gleichgerichteten Spannungsimpulse dem Gitter
einer Gasentladungsröhre zugeführt werden, die dadurch zündet und deren Anodenstrom
in zwei Teilströmen je einen Halbring eines ringförmigen Widerstandes durchläuft,
wobei zwei vom Prüflaufwerk angetriebene bzw. synchron mit einem Gleichlast-Eichzähler
laufende, um I800 versetzte Schleifkontakte die Spannungen an diesem Widerstand
abgreifen. In den Halbringen des ringförmigen Widerstandes gibt es beim Fließen
des Anodenstroms zwei genau gegenüberliegende Punkte, die vom Minuspol aus gesehen
das gleiche Potential haben. Diese Punkte liegen den Ein- und Austrittsklemmen des
ringförmigen Widerstandes genau um go0 versetzt einander gegenüber. Befinden sich
die vom Prüflaufwerk angetriebenen Schleifkontakte beim Verlauf der Prüfung - im
Augenblick des Impulses - immer an diesen Punkten mit gleicher Spannung, so besagt
dies, daß der zu prüfende Zähler richtig läuft, denn er gibt seinen Impuls in gleichmäßigem
Takt mit der Umdrehung des Prüflaufwerks ab. Läuft aber der Zähler zu schnell, so
haben die Schleifkontakte - im Augenblick des Impulses - die Punkte gleicher Spannung,
oder anders ausgedrückt, die neutrale Stellung noch nicht erreicht und der eine
Schleifkontakt greift daher eine niedrigere und der andere eine höhere Spannung
ab, bzw. umgekehrt bei zu langsamen Lauf des Zählers.
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Diese abgegriffenen Spannungsdifferenzen bei nicht richtig laufendem
Zähler werden in Weiterbildung des Erfindungsgedankens unter entsprechender Verstärkung
auf ein Drehspulinstrument übertragen, das demgemäß bei nicht richtigem Lauf des
Zählers nach der einen oder anderen Seite ausschlägt. Die Anordnung kann so getroffen
werden, daß der Ausschlag konstant erfolgt. Der Zähler wird dann so lange abgeglichen,
bis das Drehspulinstrument keinen Ausschlag mehr hat.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Schaltschema in der Zeichnung dargestellt
ist.
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Vom zu prüfenden Zähler ist die Ankerachse I mit der Scheibe 2 sowie
die Spannungsspule 3, die Bremszunge 4 und die an der Ankerwelle I befindliche Hemmfahne
5 dargestellt. Zur Durchführung des Prüfverfahrens wird auf die Bremszunge 2 die
Prüfspule 6 aufgeschoben. Diese Prüfspule ist durch die Leitungen 7 und 8 mit einem
Verstärker
und Gleichrichter 9 verbunden. Die eine Klemme an der
Ausgangsseite desselben steht mit dem Gitter einer Gasentladungsröhre 10 in Verbindung,
während die andere geerdet ist. In der Kathodenleitung der Röhre I0 hefindet sich
ein ringförmiger Widerstand Ii der vom Anodenstrom in zwei gleichen Teilströmen
durchflossen wird. Über diesem Widerstand dreht sich, angetrieben durch das Prüflaufwerk,
ein Kontaktarm I2 mit zwei Schleifkontakten I3, die um I800 gegeneinander versetzt
sind und auf dem ringförmigen Widerstand schleifen.
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Die Schleifkontakte 13 sind über zwei Doppeldioden 14 an je einem
Kondensator 15 und I6 angeschlossen, zu denen Entladungswiderstände 17 und IS parallel
geschaltet sind. Beide Kondensatoren 15 und I6 liegen am Gitter je eines TriodensystemsrIg
und 20. Die Anoden beider Triodensysteme sind an ein Drehspulinstrument 21 auge
schlossen.
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In oder Anodenzuleitung zur Röhre 10 befindet sich ein Relais 22
mit parallel geschaltetem Kondensator 23. Dieses Relais betätigt leinen Stellmagneten
24, der seinerseits zusätzlich zu dem Prüflaufwerk auf den Kontaktarm 12 derart
einwirkt, daß der Kontaktarm bei Betätigung des Relais 22 in seine neutrale Stellung,
wobei er um go0 versetzt zu der Ein- und Ausgangsklemme des Widerstandes II liegt,
eingedreht wird. Zu diesem Zweck betätigt das Relais 22 den Kontakt 25. Konstruktiv
wird das Arbeiten des Stellmagneten dadurch ermöglicht; daß der Antrieb des Kontaktarmes
über eine Reibkupplung erfolgt, die so eingestellt wird, daß das Prüflaufwerk die
Reibung der Kupplung überwinden kann, wenn der Stellmagnet den Kontaktarm gegen
die Antriebsdrehrichtung verdreht bzw. den Lauf des Prüflaufwerks nicht beschleunigt,
wenn er in Antriebsdrehrichtung verstellt.
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DieWirkungs,weise ist folgende: Der in derPrüfspule 6 bei jedem Vorbeigang
der Hemmfahne 5 erzeugte Spannungsimpuls gelangt nach Durchgang durch den Verstärker
und Gleichrichter g zum Gitter der Röhre 10. Die am Gitter dieser Röhre liegende
Spannung überschreitet dadurch den Wert, den diese zum Zünden benötigt. Beim Zünden
derselben fließt nun der Anodenstrom durch den ringförmigen Widerstand 11, wobei
sich der Anodenstrom in zwei Teilströme teilt, d. h. durch beide Halbringe des Widerstandes
11 fließt genau der gleiche halbeAnodenstrom. Zwei gegenüberliegende Punkte des
Widerstandes II haben damit gleiche Spannung. Es sind die Punkte, die um go0 versetzt
zu der Ein- undAusgangsklemme desRinges liegen.
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Befindet sich der Kontaktarm 12 in der neutralen Stellung, wobei
er die eben erwähnten Punkte miteinander verbindet, so greifen die Schleifkontakte
13 gleiche Spannung ab, d. h., es wird auf die Diode 14 und weiter zur Triode 19
und 20 keine Spannungsdifferenz weitergeleitet. Da der Anodenstrom im Takt der sich
drehenden Ankerscheibe 2 fließt, so kann der Kontaktarm I2 nach einer oder mehreren
Scheibenumdrehungen nur Idann gerade die neutrale Stellung wieder einnehmen, wenn
der Zähler richtig läuft. Läuft der Zähler zu schnell, so hat der Kontaktarm 12
die neutrale Stellung noch nicht erreicht bzw. ist er über diese Stellung hinausgelaufen,
wenn der Zähler zu langsam läuft.
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In diesen Fällen greift also der Kontaktarm von dem Ring II eine verschieden
hohe Spannung ab, d. h. auch die Kondensatoren 17 und I8 erhalten eine verschiedene
Spannung und dies wirkt sich über die Triodensysteme 19 und 20 in einem Ausschlag
des Drehspulinstruments nach der einen oder anderen Seite aus. Der Ausschlag des
Drehspulinstruments wird dabei konstant gehalten. In der Pause zwischen zwei Impulsen
von der Prüfspule 6 entladen sich die Kondensatoren. Dabei ist aber die Zeitkonstante
von Kondensator und Widerstand so gewählt, daß bei verschieden hoher Spannung an
den beiden Kondensatoren während des Absinkens der Spannung in der Zeit bis zum
nächsten Impuls der Spannungsunterschied an den Kondensatoren praktisch gleich bleibt
und die Trioden mit diesen beiden Spannungen als Gitterspannungen im Bereich gleicher
Steilheit bleiben.
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Somit- bleibt der Anodenstroinunterschied der beiden Systeme gleich
und damit auch die Spannungsunterschiede an den beiden A,nodenwiderständen. Das
von Anode zu Anode geschaltete Drehspulinstrument 21 mit Nullpunktmittellage zeigt
also einen gleichmäßigen Ausschlag nach der einen oder anderen Seite, je nachdem,
ob der zu prüfende Zähler zu schnell oder zu langsam läuft. Es zeigt keinen Ausschlag,
wenn der Zähler richtig läuft Bei einem fehlerhaft laufenden Zähler würde der von
der Prüfspule 6 ausgehende Impuls, der die gitterges teuerte Gasentladungsröhre
zum Zünden bringt, sich mit jeder Umdrehung zeitlich gegenüber den Umdrehungen des
Kontaktarmes I2 weiter verschieben. Die Spannungsunterschiede würden also immer
mehr anwachsen und dementsprechend der Ausschlag des Drehspulinstruments. Um dies
zu vermeiden, wird über das Relais 22 der Kontaktarm I2 nach jeder Umdrehung, und
zwar mit dem Zünden der Röhre 10, wieder in die Nullage eingedreht. Durch Schaltmaßnahmen
muß dafür gesorgt werden, daß das Durchfließen des Ringwiderstandes vom Anodenstrom
und das Betätigen des Kontaktes für den Stellmagneten zeitlich aufeinander folgt,
d. h. die Ladung der Kondensatoren I5 und I6 muß beendet sein, wenn der Kontaktarm
an den Beginn einer neuen Umdrehung gestellt wird. Die Ladung des Kondensators 23
ist gleich Null, wenn sich die Röhre 10 in ungezündetem Zustand befindet, wobei
also kein Anodenstrom fließt und dementsprechend kein Spannungsabfall am Widerstand
Ides Relais vorhanden list. Setzt aber der Anodenstrom bei Zündung der Röhre 10
ein, so wird der Kondensator 23 aufgelaiden. Dadurch wird der Spannungsabfall am
Relais 22 so groß, daß die Anodenspannung an der Anode derart absinkt, daß die Röhre
wieder erlischt. Sie kann auch nicht wieder zünden, weil inzwischen die Hemmfahne
5 an der Bremszunge 4 vorbeigegangen ist, d. h. der Impuls der Prüfspule 6 ebenfalls
beendet
ist. Das in der Anodenleitung liegende Relais betätigt nun
bei dem kurzzeitigen Zünden der Röhre Io den Kontakt25, wodurch ebenfalls kurzzeitig
der Stellmagnet 24 Strom erhält, so daß dadurch der Kontaktarm 12 in die neutrale
Stellung eingedreht wird. Die Anordnung arbeitet also derart, daß der Kontaktarm
I2 mit seinen Schleifkontakten eine neue Umdrehung immer von der neutralen Stellung
aus beginnt.
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Der Zähler wird demgemäß von Umdrehung zu Umdrehung überprüft. Nach
der ersten Umdrehung der Scheibe zeigt das Instrument 21 den Lauf des Zählers in
Fehlerprozenten an. Wird der Lauf des Zählers nicht reguliert, so bleibt der Ausschlag
des Instruments dauernd gleich. Durch Abgleichen des Zählers kann nun sein Lauf
so lange reguliert werden, bis das Instrument keinen Ausschlag mehr anzeigt. Nach
dieser Einstellung kann eine zusätzliche Feinkontrolle erfolgen. Der Stellmagnet
24 wird zu diesem Zweck außer Betrieb gesetzt und der Lauf des Zählers wird über
eine beliebig lange Zeit kontrolliert, wobei sich jetzt der Ausschlag des Drehspulinstruments
mit jeder Umdrehung des Zählers vergrößert, wenn dieser noch fehlerhaft laufen sollte.
Damit können auch kleinste Abweichungen festgestellt werden, weil sich die Fehler
je Umdrehung summieren. Der Fehler des Zählers ist in diesem Falle gleich dem Ausschlag
des Instruments dividiert durch die von im Gerät eingebauten Zählwerk registrierte
Anzahl der Zählerumdrehungen.
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PATENTANSPRSCHE: 1. Verfahren zum Prüfen und Eichen von Elektrizitätszählern
mittels eines Prüf- bzw.
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Eichzählers oder Prüflaufwerks, bei dem vom zu prüfenden Zähler durch
Induktion der Drehzahl proportionale elektrische Impulse erzeugt werden, die in
einem Kontrollgerät mit dem Lauf des mit der Solldrehzahl sich drehenden Prüflaufwerks
verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leerlaufhemmungs-Bremszunge
(4) des Spannungseisens (3) des zu prüfenden Zählers eine Prüfspule (6) angebracht
wird, in der bei jedem Vorbeigang der Hemmfahne (5) Spannungsimpulse induziert werden.
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2. Verfahren nach Anspruchs, dadurch geo kennzeichnet, daß der in
der Prüfspule (6) induzierte Spannungsimpuls nach Verstärkung und Gleichrichtung
dem Gitter einer Gasentladungsröhre (Io) zugeführt wird, deren dadurch ffleßender
Anodenstrom in zwei Teilströmen je einen Halbring eines ringförmigen Widerstan-des
(II) durchläuft, wobei zwei auf einem Kontaktarm (I2) um I800 versetzt angeordnete
und vom Prüflaufwerk angetriebene bzw. synchron mit einem Gleichlast-Eichzähler
laufende Schleifkontakte (I3) bei synchronem Lauf des zu prüfenden Zählers mit dem
Prüflaufwerk am Widerstand (II) gleiche Spannungen des durchfließenden Anodenstroms
abgreifen, während bei zu schnellem oder zu langsamen lauf des zu prüfenden Zählers
die beiden Schleifkontakte (13) verschiedene Spannungen abnehmen, deren Differenz
beispielsweise durch ein Drehspulinstrument (2I) zur Anzeige gebracht wird.