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CH333566A - DC measuring arrangement - Google Patents

DC measuring arrangement

Info

Publication number
CH333566A
CH333566A CH333566DA CH333566A CH 333566 A CH333566 A CH 333566A CH 333566D A CH333566D A CH 333566DA CH 333566 A CH333566 A CH 333566A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
semiconductor
arrangement according
current
measuring
measuring device
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Karl Dr Schmiedel
Herbert Dr Weiss
Original Assignee
Siemens 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 Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Publication of CH333566A publication Critical patent/CH333566A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

  

  



     Gleichstrom-Messanordnung   
Die Erfindung bezieht sich auf eine   Gleich-      strom-Messanordnung.   



   Gleiehstromanlagen führen in gewissen Fällen so hohe Ströme, dass sie   nieht un-    mittelbar einem Zähler zugeführt werden   kiinnen,    sondern in den Leiter wird ein Nebenwiderstand eingeschaltet, an dessen Klemmen der Stromkreis des Zählers angeschlossen ist. Solehe   Nebenwiderstände    fallen um so grösser und um so teurer aus, je höher der zu messende Strom ist. Auch ergeben sie für die   Gleiehstromanlage    zusätzliche Verluste.



   In Gleiehstromspannungsanlagen macht die Isolation des an der Spannung liegenden Zählerstromkreises Schwierigkeiten, denn im Zähler selbst ist für die   ETnterbringung    der Isolation praktisch wenig Platz.



   Erfindungsgemäss werden   solche und ähn-      liche    Schwierigkeiten dadurch beseitigt, dass in der Gleiehstrom-Messanordnung wenigstens ein Halbleiter-Hallumformer vorhanden ist, dessen Halbleiter eine   Ladungsträgerbeweg-    liehkeit grösser als 6000 em2/V Sek. hat, wel   cher Umformer wenigstens eine Messgrosse    für einen Messkreis eines Messgerätes bildet.



     Ein soleher Umformer    ist in der Lage, den hohen Messstrom oder die hohe   Messspannung    in gewünschter Weise umzuformen.   Die Hall-    spannung ist eine schon lange bekannte physikalische Erscheinung. Sie wird an einem von einem Strom durehflossenen Leiter im Ma  gnetfeld beobachtet,    wenn dieser Leiter in der einen Achse von dem Magnetfeld in einer dazu senkrechten Achse von einem Strom durchsetzt wird. Sie entsteht in der dritten zu den beiden ersten senkrecht stehenden Achse und ist dem Produkt aus dem genannten Strom und der magnetischen Feldstärke proportional.

   Während bei Metallen die Hallspannung sehr klein ist, ergeben sich bei gewissen Halbleitern, wie dies in früheren Vorschlägen   auseinandergesetzt    wurde, Span  nungen    solcher Grössenordnung, dass sie für den angegebenen   Messzweck    geeignet sind.



  Man hat Halbleiter mit einer   Trägerbeweg-      lichkeit    grösser als   w 000 em2/V Sek.    entwickelt, die beispielsweise in einem Feld von   10 000 Gauss    Spannungen von etwa 0,1 Volt ergeben. Besonders eignen sich halbleitende Verbindungen von der Formel   AH'BU    insbesondere   InSb    und   InAs.   



   Ein solcher Hallumformer besteht zum Beispiel aus einem von dem umzuformenden Strom oder der umzuformenden Spannung erregten Magneten, beispielsweise einem   Huf-    eisenmagneten, in dessen Luftspalt ein Halbleiter etwa in der Form eines Blättchens mit elektrischen Anschlüssen in zwei zueinander senkrechten Achsen angebracht ist.



   Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert :   
Fig. 1 und 2 zeigen mehr im Schaltbild    zwei verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in Anwendung für   Gleichstrom-    wattstundenzähler, Fig. 3 zeigt einen   Hallutii-    former. Bei 1 ist an ein nicht dargestelltes Gleichstromnetz ein   Stromverbraueher    2 angeschlossen, dessen Verbrauch gezählt werden soll. Der eine Anschlussleiter 3 ist durch das Fenster eines Magneten 4 nach Einleiterart hindurchgeführt. In einem Luftspalt des Magneten ist ein   Halbleiterblättchen    5   angeord-    net, dass der   Deutliehkeit    halber vergrössert dargestellt ist.

   An die in der einen Achse des   Blättchens    liegenden Klemmen 6,7 ist über einen Vorderwiderstand 8 die Netzspannung angeschlossen. Die in der andern Achse liegenden Klemmen 9,10 sind über einen, gegebenenfalls auch entbehrlichen Verstärker V an die Bürsten 11 eines G-leichstrom-Volt Stundenzählers angeschlossen und laufen auf einem mit der Ankerwicklung 12 verbundenen Stromwender 13. Der Anker hat Glockenform und läuft in einem zylindrischen Luftspalt zwischen einem   Dauermagnetkern      14    und einem aus Weicheisen bestehenden   Rüek-    sehlusszylinder 15. Auf der Stirnseite des Kerns   14    ist eine   sogenannte Wärmelegierung    16 mit negativem Temperaturkoeffizienten der magnetischen Leitfähigkeit angeordnet.



   Die Anordnung arbeitet folgendermassen :
Da der in der Achse 6,7 fliessende Strom der Netzspannung, das auf den Halbleiter 5 wirkende Feld dem   Verbrauchsstrom    proportional ist, ist die an der Achse 9,10 liegende Hallspannung der Leistung, also dem Produkt beider Grossen, proportional, und infolgedessen läuft auch der Zähler mit einer der Leistung proportionalen Drehzahl und zählt bei entsprechender Eichung die   Kilowattstun-    den des Verbrauchers 2. Auf die Wirkung   der Wärmelegierung    16 wird weiter unten näher eingegangen.



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Ankerwicklung   120    eines wattmetrischen   Gleichstromzählers über    einen Vorwiderstand 17 an die Netzspannung gelegt. Der eine Ansehlussleiter 3 durchsetzt hier, wie in Fig.   1,    wieder den Magnetkern 4 eines Hallumformers. Das Halbleiterblättchen 5 ist jetzt aber in der Achse 6,7 fremdgespeist. Diese Fremdspeisung ist durch eine Batterie 18 mit Vorwiderstand 19 angedeutet. Ihre Spannung soll zeitlich konstant sein, oder sie kann zwecks Fehlerkompensation, wie weiter unten erläutert wird, in bestimmter Weise variiert werden. Die Achse 9,10 des Halbleiters ist über einen gegebenenfalls entbehrlichen Verstärker   17 mit    der Ständerwieklung   20    des Zählers verbunden.

   Die Wieklung sitzt auf einem Weicheisenkern   21,    an dessen Pole Bleche   26    zur   ttnterdrüekung    von   Hysteresis-    einflüssen oder dergleiehen angebracht sind.



  Auch auf diese Kompensationsart soll weiter unten eingegangen werden. 15 ist ein als Rückschluss für den Fluss dienender Weich  eisenzylinder.   



   Die Anordnung arbeitet folgendermassen :
Da die   Ankerwieklung      120    an Spannung liegt und da die   Ständerwieklung      20    von der Achse 9,10 her eine dem Strom im Leiter 3 proportionale Spannung   führt-der    Strom in der Achse 6,7 ist   konstant-ist    die Drehzahl des Zählers der Leistung proportional. Der Zähler zeigt also bei   entsprechen-    der   Eiehung die Kilowattstunden    des Ver  brauchers    2 an.



   In Fig. 3 durchsetzt eine Stromsehiene 3 unter   Zwisehensehaltung    Isolation 22 das Fenster eines hufeisenförmigen lagneten   4,    in dessen   übergross    gezeichneten Luftspalt 23 ein   Halbleiterblättehen 5    mit den Anschlussaehsen 6,7 und 9,10 angeordnet ist. Durch   24    ist ein zur   Beseitigung von Hysteresiswir-      kungen    dienender magnetischer   Nebensehluss,    durch   25    ein   Stüek    einer   Wärmelegierung    angedeutet, das ebenfalls einen magnetischen   Nebensehluss    bildet.

   Das Ganze stellt einen Hallumformer dar, wie er bei den   Ausfüh-       rungsformen nach Fig. 1 und 2 vorausgesetzt    wird.



   Im folgenden soll nun näher auf die   Fehlerkompensationsmittel    16,26,24 und   25    eingegangen werden. Bei den beschriebenen Messanordnungen haben an   sieh    der Zähler und der Hallumformer bestimmte Messfehler.



  Man kann diese Fehler, wenigstens teilweise, dadurch beseitigen, dass man entweder am Zähler oder am Hallumformer oder an   bei-    den Teilen entsprechende   Kompensationsmit-    tel anbringt. Meist wird es einfacher sein, Zähler und Hallumformer gemeinsam auf    günstigste Messeigenschaften abzugleichen.   



  Dies ist jedoch nicht möglich, wenn Zähler und Hallumformer austauschbar sein sollen.



  Dann muss jedes Gerät für   sieh    entsprechend   abgeglichen    werden.



   Eine erste Fehlerart ist durch den Tem  peraturgang    der Hallspannung bedingt.



  Sie lässt mit steigender Temperatur nach.



  Damit nun, unabhängig von der Temperatur bei Fig. 3, die   Hallspannung stets    pro  portional    dem Strom in der Schiene 3 ist, ist   eine Wärmelegierung    25 mit negativem Temperaturkoeffizienten parallel zum Luftspalt 13 angebracht. Bei niedrigen Tempera  turen    ist sie magnetisch besser leitfähig als hei höheren Temperaturen. Sie entzieht also im kalten Zustand dem Luftspalt 13 einen   grösseren Flussanteil    als im warmen Zustand, und dieser Anteil ist so abgeglichen, dass durch die Erhöhung des den 5 durchsetzenden Magnetfeldes gerade das durch Temperaturerhöhung bedingte Nachlassen der   Hallspannung ausgeglichen    wird.



   Auch wenn für den Magnetkern 4 Speziallegierungen mit besonders kleiner Hysteresis verwendet werden, wie dies bei   Gleich-      stromzählern    mit Eisen im   Hauptstromfeld    üblich ist, macht sich bei höheren   Ansprü-    ehen an die Messgenauigkeit die Remanenz   (loeh    störend bemerkbar. Zwecks Beseitigung dieser Störung wird der Luftspalt durch einen magnetischen Leiter   24    überbrückt, der das remanente Feld entweder aufnimmt oder infolge eigener   Hysteresis    ein das remanente Feld ausgleichendes   Gegenfeld    erzeugt. Meist wird es nötig sein, die magnetischen Eigen  sehaften    des Teils 24 auf die des Kernes 4 abzustimmen.

   Ein näheres Eingehen dürfte sich erübrigen, da solche Kompensationsmittel und ihre Wirkungsweise an   sieh    bekannt sind, beispielsweise unter der Bezeichnung     Rema-    nenzbügel     bei    elektrischen Maschinen.



   Die Kompensationsmittel 24,25 (Fig. 3) wirken auf den Magnetkreis des Hallumformers ein. Statt dessen kann man auch Kom  pensationsmittel    in den Stromkreis einschalten, indem man zum Beispiel dem Vorwiderstand 8 in Fig.   1    zwecks   Temperaturkompen-    sation einen mit Temperaturzunahme fallenden Widerstand gibt. Da auch solche Wider  standsanordnungen,    die dabei verwendeten Kunstschaltungen usw. an sich bekannt sind, erübrigt sich ein näheres Eingehen. Genau so könnte man auch dem Verstärker V (Fig.   1)    einen entsprechenden Temperaturgang geben, oder man kann auch den Temperaturfehler des Hallumformers erst im Zähler, beispielsweise durch   die Wärmelegierungl6 (Fig. 1),    ausgleichen.

   Im kalten Zustand schwächt der Teil 16 das Luftspaltfeld des Zählers und gleicht dadurch hinsichtlich des Zählerdrehmomentes den Zuwachs der Hallspannung bei sinkender Temperatur aus. Analog kann, wenigstens in gewissen Grenzen, ein Hysteresiseinfluss des Hallgenerators durch die Eisenteile   26    (Fig.   2)    hinsichtlich des   Zählerdreh-    momentes ausgeglichen werden. Es lassen sich also die für die Fehlerkompensation des Hallumformers erforderlichen Mittel wenigstens teilweise im Zähler unterbringen, und analog könnten die zur Fehlerkompensation des Zählers dienenden Mittel wenigstens teilweise am Hallgenerator angebracht werden, so zum Beispiel ein Mittel zur Erzeugung eines sogenannten Vortriebes des Zählers, der zur Kompensation der Ankerreibung dient.



  So kann man zum Beispiel auf den Halbleiter ausser dem Magneten 4 noch einen kleinen Dauermagneten einwirken lassen. Es bleibt dann nach dem Verschwinden des   Magneterregerstroms    noch ein gewisser Rest der Hallspannung bestehen, der auf das   Dauermagnetfeld    zurückzuführen ist, und dieser Rest ist so abgestimmt, dass er grade zur   Reibungskompensation    des   Zählerankers    ausreicht.



   Ist das Feld um den Gleiehstromleiter 3 so gross, dass man das   Eisenjoch    weglassen kann, so fallen die Kompensationsmittel zur Beseitigung des Hvsteresiseinflusses weg. Auf die sonstigen, bei Gleichstromzählern bekannten Fehlerkompensationsmittel sei hier nicht näher eingegangen. 



   Wie erwähnt, gilt das für Zähler Gesagte entsprechend für   nichtintegrierende,    anzeigende oder registrierende Messgeräte.



   Da bei der Ausführungsform nach Fig.   1    der Umformer einen der Leistung   proportio-    nalen Strom führt, kann der   Motorzähler    11 bis   1'6    auch durch einen   Elektrolytzähler,    der entsprechend   geeicht    ist, ersetzt werden.



  Diese Anordnung ermöglicht es erstmalig, Kilowattstunden auch bei in weiten Grenzen schwankender Spannung mittels eines   Elek-    trolytzähl'ers in einfacher Weise zu zählen.



   Da man, wie oben erwähnt, auf den Halbleiter ausser einem dem Strom oder der Spannung proportionalen Feld auch noch ein konstantes Feld einwirken lassen kann und die Richtung und Grösse dieses Feldes frei wählbar ist, kann man der dem Messstrom oder-spannung proportionalen Komponente der Hallspannung auch eine positive oder negative, aber konstante Hallspannungskomponente überlagern und dadurch an   Messge-    räten oder Zählern einstellbare und   zusätz-    liche positive oder negative Drehmomente hervorbringen. So lässt sich bei Verwendung von Zählern ein sogenannter Spitzentarif durchführen, bei dem der Zähler erst bei einer bestimmten einstellbaren Leistungsgrenze zu laufen beginnt. Der Anker des Zählers ist dabei durch eine Rücklaufhem  mung    gegen Rückdrehung gesperrt.

   Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die sogenannte Anlaufgrenze in weiten Grenzen durch.



  Beeinflussung des konstanten Feldes, also beispielsweise durch Verstellen des   Dauermagne-    ten, verlagert werden kann. In entsprechender Weise kann man   Zeigergeräte    mit sogenanntem unterdrücktem Nullpunkt erzielen, oder man kann beispielsweise bei Spannungsmessern, die mit hoher Genauigkeit die Spannung nur innerhalb eines bestimmten Bereiches messen sollen, auf diesen Messbereich einstellen.



   Natürlich braucht das für solche Zwecke benötigte konstante Magnetfeld nicht auf denselben Halbleiterkörper einzuwirken wie das dem Messstom oder-spannung proportionale Feld, sondern man kann dafür einen besonderen Halbleiterkörper verwenden, der je nach den Verhältnissen mit dem ersteren, gegebenenfalls unter   Zwisehensehaltung    von Widerstandskombinationen, in Reihe oder parallel geschaltet ist.



   Natürlich kann bei wattmetrischer Messung sowohl für den Messstrom wie auch für die   Messspannung    je ein Hallumformer verwendet werden.



   Die Erfindung bietet den Vorteil, dass man   n    unter Zuhilfenahme eines Hallumformers ohne Verzieht auf hohe Messgenauigkeit mit verhältnismässig einfachen Mitteln   messteeh-    niseh auch hohe Gleiehströme und-spannungen beherrschen kann. Bei   Gleichstromhoch-      stromanlagen    ergibt sieh der besondere Vorteil, dass der Hallumformer wesentlich kleiner und billiger ausfällt als die bisher ge  bräuchlichen    grossen   Nebenwiderstände    oder die als Magnetverstärker ausgebildeten   Gleieh-    stromwandler.



  



     DC measuring arrangement
The invention relates to a direct current measuring arrangement.



   In certain cases DC systems carry such high currents that they cannot be fed directly to a meter, but a shunt resistor is switched on in the conductor, to whose terminals the meter's circuit is connected. The higher the current to be measured, the larger and the more expensive the brine shunt resistances. They also result in additional losses for the DC system.



   In DC systems, the isolation of the voltage meter circuit causes difficulties, because there is practically little space in the meter itself to accommodate the isolation.



   According to the invention, such and similar difficulties are eliminated in that at least one semiconductor Hall transducer is present in the DC measuring arrangement, the semiconductor of which has a charge carrier mobility greater than 6000 em2 / V sec., Which transducer has at least one measurement variable for a measuring circuit of a measuring device.



     Such a converter is able to convert the high measuring current or the high measuring voltage in the desired way. The Hall voltage is a physical phenomenon that has been known for a long time. It is observed on a conductor in the magnetic field through which a current flows, if this conductor is penetrated by a current in one axis of the magnetic field in an axis perpendicular thereto. It arises in the third axis, which is perpendicular to the first two, and is proportional to the product of the mentioned current and the magnetic field strength.

   While the Hall voltage is very small with metals, with certain semiconductors, as discussed in earlier proposals, voltages of such magnitude arise that they are suitable for the specified measurement purpose.



  Semiconductors with a carrier mobility greater than w 000 em2 / V sec. Have been developed which, for example, give voltages of about 0.1 volts in a field of 10,000 Gauss. Semiconducting compounds of the formula AH'BU, in particular InSb and InAs, are particularly suitable.



   Such a Hall converter consists, for example, of a magnet excited by the current or voltage to be converted, for example a horseshoe magnet, in the air gap of which a semiconductor is attached in the form of a leaf with electrical connections in two mutually perpendicular axes.



   Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing:
1 and 2 show more in the circuit diagram two different embodiments of the invention used for direct current watt-hour meters, and FIG. 3 shows a Hall effect former. At 1, a power consumer 2 is connected to a direct current network (not shown), the consumption of which is to be counted. One connection conductor 3 is passed through the window of a magnet 4 in the single-conductor type. A semiconductor wafer 5 is arranged in an air gap in the magnet and is shown enlarged for the sake of clarity.

   The mains voltage is connected to the terminals 6, 7 located in one axis of the leaf via a front resistor 8. The terminals 9, 10 lying in the other axis are connected to the brushes 11 of a DC volt hour counter via an amplifier V, which may also be dispensable, and run on a commutator 13 connected to the armature winding 12. The armature is bell-shaped and runs in a cylindrical air gap between a permanent magnet core 14 and a reverse cylinder 15 made of soft iron. A so-called heat alloy 16 with a negative temperature coefficient of magnetic conductivity is arranged on the end face of the core 14.



   The arrangement works as follows:
Since the current of the mains voltage flowing in the axis 6, 7, the field acting on the semiconductor 5 is proportional to the consumption current, the Hall voltage on the axis 9, 10 is proportional to the power, i.e. the product of the two quantities, and consequently also runs the counter with a speed proportional to the power and counts the kilowatt-hours of the consumer 2 with appropriate calibration. The effect of the thermal alloy 16 will be discussed in more detail below.



   In the embodiment according to FIG. 2, the armature winding 120 of a wattmetric direct current meter is connected to the mains voltage via a series resistor 17. Here, as in FIG. 1, one connection conductor 3 again passes through the magnetic core 4 of a Hall converter. The semiconductor wafer 5 is now externally fed in the axis 6.7. This external feed is indicated by a battery 18 with a series resistor 19. Their voltage should be constant over time, or it can be varied in a certain way for the purpose of error compensation, as will be explained further below. The axis 9, 10 of the semiconductor is connected to the stator weight 20 of the counter via an amplifier 17, which may be dispensed with.

   The cradle sits on a soft iron core 21, on the poles of which metal sheets 26 are attached to suppress hysteresis influences or the like.



  This type of compensation will also be discussed below. 15 is a soft iron cylinder that serves as an inference for the flow.



   The arrangement works as follows:
Since the armature weight 120 is connected to voltage and since the stator weight 20 carries a voltage proportional to the current in the conductor 3 from the axis 9, 10 - the current in the axis 6, 7 is constant - the speed of the counter is proportional to the power. The meter therefore shows the kilowatt hours of consumer 2 if it is used accordingly.



   In Fig. 3, a busbar 3 traverses insulation 22 through the window of a horseshoe-shaped magnet 4, in the oversized air gap 23 of which a semiconductor sheet 5 with the connection pins 6, 7 and 9, 10 is arranged. A magnetic secondary failure serving to eliminate the effects of hysteresis is indicated by 24, and a piece of a thermal alloy is indicated by 25, which likewise forms a magnetic secondary failure.

   The whole represents a Hall transducer, as is assumed in the embodiments according to FIGS. 1 and 2.



   The error compensation means 16, 26, 24 and 25 will now be discussed in more detail below. In the measurement arrangements described, the counter and the Hall transducer have certain measurement errors.



  These errors can be eliminated, at least in part, by attaching appropriate compensation means either to the meter or to the Hall transducer or to both parts. It will usually be easier to compare meters and Hall transducers together for the most favorable measurement properties.



  However, this is not possible if the meter and Hall converter are to be interchangeable.



  Then each device has to be adjusted accordingly.



   A first type of error is caused by the temperature range of the Hall voltage.



  It decreases with increasing temperature.



  So that, regardless of the temperature in FIG. 3, the Hall voltage is always proportional to the current in the rail 3, a thermal alloy 25 with a negative temperature coefficient is attached parallel to the air gap 13. At low temperatures it is magnetically better conductive than at higher temperatures. In the cold state, it withdraws a greater proportion of the flux from the air gap 13 than in the warm state, and this proportion is balanced in such a way that the increase in the magnetic field penetrating the 5 compensates for the decrease in the Hall voltage caused by the increase in temperature.



   Even if 4 special alloys with a particularly small hysteresis are used for the magnetic core, as is usual with direct current meters with iron in the main current field, the remanence (loeh noticeable in a disturbing manner) is noticeable in the case of higher demands on the measurement accuracy The air gap is bridged by a magnetic conductor 24, which either absorbs the remanent field or generates an opposing field compensating for the remanent field as a result of its own hysteresis. In most cases it will be necessary to match the magnetic properties of the part 24 with those of the core 4.

   It should be unnecessary to go into more detail, since such compensation means and their mode of operation are known per se, for example under the name remanence brackets in electrical machines.



   The compensation means 24, 25 (FIG. 3) act on the magnetic circuit of the Hall converter. Instead of this, compensation means can also be switched on in the circuit by, for example, giving the series resistor 8 in FIG. 1 a resistance that decreases as the temperature increases for the purpose of temperature compensation. Since such resistance arrangements, the art circuits, etc. used are known per se, it is not necessary to go into more detail. In exactly the same way, the amplifier V (Fig. 1) could also be given a corresponding temperature response, or the temperature error of the Hall converter could only be compensated for in the meter, for example by the heat alloy 16 (Fig. 1).

   In the cold state, the part 16 weakens the air gap field of the meter and thereby compensates for the increase in the Hall voltage with a falling temperature with regard to the meter torque. Analogously, at least within certain limits, a hysteresis influence of the Hall generator can be compensated for by the iron parts 26 (FIG. 2) with regard to the counter torque. The means required for error compensation of the Hall transducer can be accommodated at least partially in the counter, and analogously the means used for error compensation of the counter could be at least partially attached to the Hall generator, for example a means for generating a so-called advance of the counter, which is used for Compensation of the anchor friction is used.



  For example, in addition to the magnet 4, a small permanent magnet can also act on the semiconductor. After the magnetic excitation current has disappeared, a certain amount of the Hall voltage remains, which can be traced back to the permanent magnetic field, and this remainder is coordinated in such a way that it is just sufficient to compensate for friction in the meter armature.



   If the field around the DC conductor 3 is so large that the iron yoke can be omitted, the compensation means for eliminating the influence of the hvsteresis are omitted. The other error compensation means known from direct current meters are not discussed in detail here.



   As mentioned, what has been said about meters applies accordingly to non-integrating, indicating or registering measuring devices.



   Since, in the embodiment according to FIG. 1, the converter carries a current proportional to the output, the motor counter 11 to 16 can also be replaced by an electrolyte counter which is appropriately calibrated.



  This arrangement makes it possible for the first time to count kilowatt hours in a simple manner by means of an electrolyte counter even when the voltage fluctuates within wide limits.



   Since, as mentioned above, in addition to a field proportional to the current or voltage, a constant field can also act on the semiconductor and the direction and size of this field can be freely selected, the component of the Hall voltage proportional to the measuring current or voltage can be used also superimpose a positive or negative, but constant Hall voltage component and thereby produce adjustable and additional positive or negative torques on measuring devices or counters. When using meters, a so-called peak tariff can be carried out, in which the meter only starts to run at a certain adjustable power limit. The armature of the counter is blocked against reverse rotation by a Rücklaufhem.

   This arrangement offers the advantage that the so-called start-up limit is wide.



  Influencing the constant field, for example by adjusting the permanent magnet, can be shifted. In a corresponding manner, pointer devices with a so-called suppressed zero point can be achieved, or, for example, with voltmeters that are supposed to measure the voltage with high accuracy only within a certain range, it is possible to set this measuring range.



   Of course, the constant magnetic field required for such purposes does not have to act on the same semiconductor body as the field proportional to the measuring current or voltage, but a special semiconductor body can be used for this, which, depending on the circumstances, is in series with the former, if necessary while maintaining resistance combinations or connected in parallel.



   Of course, with wattmetric measurements, a Hall converter can be used for both the measuring current and the measuring voltage.



   The invention offers the advantage that, with the aid of a Hall converter, it is possible to measure even high DC currents and voltages with relatively simple means without distortion to high measurement accuracy. In DC high-current systems, there is the particular advantage that the Hall converter is much smaller and cheaper than the previously used large shunt resistors or the DC converters designed as magnetic amplifiers.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gleiehstrom-Messanordnung, gekennzeieh- net durch wenigstens einen Halbleiter-Hallumformer, dessen Halbleiter eine Ladungsträgerbewegliehkeit grösser als 6000 em2/V Sek. hat, welcher Umformer wenigstens eine Messgrosse für einen Messkreis eines Messgerätes bildet. PATENT CLAIM Trailing current measuring arrangement, marked by at least one semiconductor Hall transducer, the semiconductor of which has a charge carrier mobility greater than 6000 em2 / V sec., Which transducer forms at least one measured variable for a measuring circuit of a measuring device. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung naeh Patentansprueh, ge- kennzeichnet durch wenigstens einen Halbleiter-Hallumformer, dessen Halbleiter eine Ladungsträgerbewegliehkeit grösser als 10 000 em2/V Sek. hat, weleher tTmformer wenigstens eine Messgrösse für den Messkreis des Messgerätes bildet. SUBCLAIMS 1. Arrangement according to patent claim, characterized by at least one semiconductor Hall converter, the semiconductor of which has a charge carrier mobility greater than 10,000 em2 / V sec., Which tTmformer forms at least one measured variable for the measuring circuit of the measuring device. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass für den Halbleiter eine halbleitende Verbindung der Formel AIlIBV verwendet ist. 2. Arrangement according to claim, characterized gekennzeiehnet that a semiconducting compound of the formula AIlIBV is used for the semiconductor. 3. Anordnung naeh Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass für den Halbleiter eine halbleitende Verbindung der Formel In'b verwendet ist. 3. Arrangement according to patent claim, characterized in that a semiconducting compound of the formula In'b is used for the semiconductor. 4. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für den Halbleiter eine halbleitende Verbindung der Formel Intis verwendet ist. 4. Arrangement according to claim, characterized in that a semiconducting compound of the formula Intis is used for the semiconductor. 5. Anordnung nach Patentansprueh, gekennzeichnet durch einen von einer Messgrösse erregten Feldmagneten des Hallumformers mit einem den Halbleiter enthaltenden Luftspalt (Fig. 3). 5. Arrangement according to patent claim, characterized by a field magnet of the Hall transducer excited by a measured variable with an air gap containing the semiconductor (FIG. 3). 6. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fehlerkom- pensation der Messanordnung dienende Mittel wenigstens teilweise am Hallumformer ange braeht sind. 6. Arrangement according to patent claim, characterized in that means used to compensate errors in the measuring arrangement are at least partially braeht on the Hall transducer. 7. Anordnung nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fehlerkompensation der Messanordnung dienende Mittel wenigstens teilweise an einem das Messgerät darstellenden Zähler angebracht sind. 7. Arrangement according to patent claim, characterized in that means serving to compensate for errors in the measuring arrangement are at least partially attached to a counter representing the measuring device. 8. Anordnung nach Patentansprueh und ITnteransprueh 6, gekennzeichnet durch einen magnetischen Nebenschlusstei ! (24, Fig. 3) für den Luftspalt (23) des Feldmagneten zur ITnterdrückung von Hysteresiswirkungen. 8. Arrangement according to patent claims and ITnter claims 6, characterized by a magnetic shunt! (24, Fig. 3) for the air gap (23) of the field magnet to suppress the effects of hysteresis. 9. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch einen Wärmelegierungsteil (25) am Luftspalt des Feldmagneten zur Kompensation der Tem peraturfehler. 9. Arrangement according to claim and dependent claim 6, characterized by a heat alloy part (25) at the air gap of the field magnet to compensate for the tem perature error. 10. Anordnung nach Patentansprueh und LTnteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Halbleiter ausser einem der Messgrösse proportionalen Feld auch noch ein konstantes Feld einwirkt zwecks Erzie-lung eines zusätzlichen Drehmomentes für das angeschlossene Messgerät. 10. The arrangement according to patent claim and claim 6, characterized in that, in addition to a field proportional to the measured variable, a constant field also acts on the semiconductor for the purpose of generating an additional torque for the connected measuring device. 11. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Messstromleiter (3, Fig. 3) nach Einleiterart durch den Feldmagneten (4) hindurchgeführt ist. 11. The arrangement according to claim, characterized in that at least one measuring current conductor (3, Fig. 3) is passed through the field magnet (4) according to the single conductor type. 12. Anordnung naeh Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter (5, Fig. 1) mit der einen Stromachse (6, 7) an der Messspannung liegt und mit der andern Stromachse (9,10), die einen dem Produkt aus Messspannung und-strom proportionalen Strom führt, an ein in Leistungs- einheiten geeichtes Amperemeter als Mess- gerät angeschlossen ist. 12. Arrangement according to patent claim, characterized in that the semiconductor (5, Fig. 1) with one current axis (6, 7) is on the measurement voltage and with the other current axis (9,10), which is the product of measurement voltage and -current carries proportional current, is connected to an ammeter calibrated in power units as a measuring device. 13. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter (5, Fig. 1) mit der einen Stromachse (6,7) an der Messspannung liegt und mit der andern Stromachse (9,10), die einen dem Produkt aus Messspannung und-strom proportionalen Strom führt, an einen in Kilowattstunden geeichten Volt-Stundenzähler als Messgerät angeschlossen ist. 13. The arrangement according to claim, characterized in that the semiconductor (5, Fig. 1) is with one current axis (6,7) on the measurement voltage and with the other current axis (9,10), which is the product of measurement voltage and -strom leads proportional current, is connected to a volt hour meter calibrated in kilowatt hours as a measuring device. 14. Anordnung nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter (5, Fig. 2) mit der einen Stromachse (, 6, 7) an einer Hilfsstromquelle (18) konstanter Spannung liegt, mit der andern Stromachse (9,10) an den einen Stromkreis (20) eines wattmetrischen Messgerätes angeschlossen ist, während der andere Stromkreis (120) dieses Gerätes an der Messspannung liegt. 14. Arrangement according to patent claim, characterized in that the semiconductor (5, Fig. 2) with one current axis (6, 7) on an auxiliary power source (18) of constant voltage, with the other current axis (9,10) on the one circuit (20) of a wattmetric measuring device is connected, while the other circuit (120) of this device is connected to the measurement voltage.
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