DE1079195B

DE1079195B - Electronic active power meter with modulation control

Info

Publication number: DE1079195B
Application number: DEG26601A
Authority: DE
Inventors: Rudo Faelker; Ernst Aug Huecking
Original assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Current assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Priority date: 1959-03-11
Filing date: 1959-03-11
Publication date: 1960-04-07

Description

Elektronischer Wirkleistungsmess er mit Aussteuerungskontrolle Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Wirkleistungsmesser, der aus zwei Elektronenröhren in Brückenschaltung besteht, wobei dem Steuergitter der einen Röhre die Summe aus einer dem Strom des Strompfades proportionalen Spannung und der Spannung des Spannungspfades oder einem Teil derselben zugeführt wird und dem Steuergitter der anderen Röhre die Differenz dieser beiden Spannungskomponenten. Die Erfindung besteht darin, daß eine Aussteuerungskontrolle vorgesehen ist, die dadurch bewerkstelligt wird, daß das Steuergitter derjenigen Röhre, der die Differenz der beiden vorerwähnten Spannungskomponenten zugeführt wird, durch eine Schaltvorrichtung wechselspannungsmäßig mit dem Massepotential verbunden werden kann, wodurch dann das zur Anzeige der Wirkleistung ohnehin vorhandene Meßinstrument die Funktion der Aussteuerungsanzeige übernimmt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Skala des Meßinstrumentes mit Marken versehen, aus denen der bei der jeweiligen Aussteuerung etwa zu erwartende Meßfehler der Leistungsanzeige hervorgeht.Electronic real power meter with modulation control Die The invention relates to an electronic active power meter, which consists of two Electron tubes in a bridge circuit, with the control grid of one tube the sum of a voltage proportional to the current in the current path and the voltage of the voltage path or a part thereof and the control grid the other tube is the difference between these two voltage components. The invention consists in the fact that a level control is provided, which is brought about by it is that the control grid of that tube, which is the difference between the two aforementioned Voltage components is supplied by a switching device in terms of AC voltage can be connected to the ground potential, which then is used to display the active power Anyway existing measuring instrument takes over the function of the level indicator. According to a further development of the invention, the scale of the measuring instrument is marked with marks provided, from which the measurement error to be expected for the respective modulation is evident from the performance indicator.

Elektronische Wirkleistungsmesser unter Verwendung von Elektronenröhren in Brückenschaltung sind in vielen Varianten bekannt. In Abb. 1 ist ein besonders einfaches und übersichtliches Beispiel davon dargestellt. Es werden die beiden Elektronenröhren 1 und 2 inBrückenschaltung dazu verwendet, die von einemGenerator 3 an den Verbraucher 4 abgegebene Wirkleistung zu messen. Zur Bildung der den Elektronenröhren zuzuführenden Spannungskomponenten sind in Serie mit dem Strompfad die beiden Widerstände 5 und 6 angeordnet, während im Spannungspfad, zwischen den Serienwiderständen 5 und 6, ein Spannungsteiler angeordnet ist, der aus den Widerständen7 und 8 besteht. Durch diese Anordnung der Widerstünde 5 bis 8 ergibt sich, daß der am Widerstand 7 abfallende Teil der Spannung des Spannungspfades den Steuergittern beider Röhren in gleicher Polarität zugeführt wird, während der durch den Strom des Strompfades bedingte Spannungsabfall des Widerstandes 5 am Gitter der Röhre 1 in entgegengesetzter Polarität erscheint wie der Spannungsabfall des Wider standes 6 am Gitter der Röhre 2. Folglich tritt am Gitter der Röhre 1 stets die Summe dieser beiden Komponenten auf, während am Gitter der Röhre 2 stets deren Differenz erscheint. Electronic active power meters using electron tubes in bridge circuit are known in many variants. In Fig. 1 is a special simple and clear example of it shown. It will be the two electron tubes 1 and 2 in a bridge circuit used to send the from a generator 3 to the consumer 4 measured real power output. To form the to be fed to the electron tubes Voltage components in series with the current path are the two resistors 5 and 6 arranged, while in the voltage path, between the series resistors 5 and 6, a voltage divider consisting of resistors 7 and 8 is arranged. By This arrangement of the resistors 5 to 8 results in the one falling across the resistor 7 Part of the voltage of the voltage path the control grids of both tubes in the same Polarity is supplied while the voltage drop caused by the current in the current path of the resistor 5 appears on the grid of the tube 1 in opposite polarity how the voltage drop of the counter was 6 on the grid of the tube 2. Consequently occurs on the grid of the tube 1 always the sum of these two components, while on Grid of the tube 2 always appears the difference.

In die Anodenzuleitungen der Röhren 1 bzw. 2 sind die Anodenwiderstände 9 bzw. 10 eingefügt. Die Anoden beider Röhren sind durch das Meßinstrument 11 miteinander verbunden. Dieses Instrument zeigt nur die Differenz der Anodenströme beider Röhren an. The anode resistors are in the anode leads of tubes 1 and 2, respectively 9 or 10 inserted. The anodes of both tubes are connected to each other by the measuring instrument 11 tied together. This instrument only shows the difference between the anode currents of the two tubes at.

In Abb. 1 sind nur die zur Erläuterung des Meßprinzips notwendigen Einzelteile enthalten. Insbeson- dere sind die zur Erzeugung der für die Röhren notwendigen Gittervorspannung dienenden Einzelteile weggelassen sowie etwaige Einstellorgane zum Brükken-Nullabgleich. In Fig. 1, only those necessary to explain the measuring principle are shown Items included. In particular others are those necessary for the production of the tubes Grid pretension serving items omitted as well as any adjustment elements for bridge zero adjustment.

Für eine einwandfreie Wirkleistungsanzeige ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Röhren nur im quadratischen Kennlinienbereich ausgesteuert werden, denn nur dann wird die reine Wirkleistung unabhängig vom Leistungsfaktor, d. h. unabhängig von der gegebenenfalls zusätzlich noch umgesetzten Blindleistung angezeigt. Da bei den Elektronenröhren der Gitterspannungsbereich, in dem die Kennlinie ausreichend genau quadratisch verläuft, nur einen mehr oder weniger geringen Teil der Kennlinie ausmacht, ist eine Aussteuerungskontrplle sehr erwünscht, damit nicht durch Uberschreiten des quadratischen Bereiches Meß fehler auftreten. Übersteuerungsgefahr besteht vor allem bei Messungen mit kleinem Leistungsfaktor, weil dann bei geringen Wirkleistungen sehr hohe Spannungen und Ströme auftreten können. It is crucial for a correct display of the real power Meaning that the tubes are only controlled in the quadratic range of the characteristic curve, because only then is the pure active power independent of the power factor, i. H. displayed regardless of any additional reactive power that may have been converted. As in the case of electron tubes, the grid voltage range in which the characteristic curve is sufficient runs exactly square, only a more or less small part of the characteristic makes a level control very desirable, so that not by exceeding of the square area measurement errors occur. There is a risk of override especially for measurements with a small power factor, because then with low active powers very high voltages and currents can occur.

Aber auch bei reinem Wirkleistungsumsatz kann Übersteuerung auftreten, nämlich dann, wenn der Verbraucherwiderstand extrem niedrig oder extrem hoch ist: im ersteren Falle können nämlich die Röhren, bevor der Vollausschlag des Meßinstrumentes erreicht ist, allein vom Strompfad her übersteuert werden, während im zweiten Fall eine Übersteuerung allein vom Spannungsfeld her auftreten kann.But overdrive can also occur with pure active power conversion, namely when the consumer resistance is extremely low or extremely high: in the former case, namely, the tubes before the full deflection of the measuring instrument is reached, can be overridden solely from the current path, while in the second case an overdrive can occur solely from the field of tension.

Die Rrfindung, die im folgenden beschrieben wird, geht von der Tatsache aus, daß die Röhre des Wirkleistungsmessers, der die Summe der beiden Spannungskomponenten zugeführt wird, also die Röhrel nach Abb. 1, am leichtesten übersteuert wird, und daß es deshalb sinnvoll ist, diese Röhre selbst zur Aussteuerungskontrolle heranzuziehen. Gemäß der Erfindung, die durch Abb. 2 als Beispiel erläutert wird, geschieht dies in einfachster Weise dadurch, daß das Gitter der Röhre 2 durch die Schaltvorrichtung 12 wechselspannungsmäßig mit dem Massepotential verbunden wird. Nun bildet die Schaltung nämlich ein Röhrenvoltmeter, das die Summenspannung am Gitter der Röhre 1, die sich übrigens durch die Umschaltung in keiner Weise ändert, mißt. Es ist nun möglich, das Instrument 11 mit einer Marke zu versehen, die die Grenze des quadratischen Kennlinienbereiches anzeigt. Wird beispielsweise die Schaltvorrichtung 12 als Taste ausgebildet, so kann vor jeder Leistungsablesung durch Drücken der Taste ohne weiteres festgestellt werden, ob die elektrischen Verhältnisse im Meßkreis eine Leistungsmessung mit der betreffenden Wirkleistungsmesser-Auslegung gestatten. The invention described below is based on the fact from that the tube of the real power meter, which is the sum of the two voltage components is fed, so the tube according to Fig. 1, is most easily overridden, and That is why it makes sense to use this tube yourself for level control. According to the invention, which is illustrated by Fig. 2 as an example, happens this in the simplest manner in that the grid of the tube 2 by the switching device 12 is connected to the ground potential in terms of alternating voltage. Now forms the circuit namely a tube voltmeter, which shows the total voltage at the grid of the tube 1, which is Incidentally, by switching in no way changes, measures. It is now possible the instrument 11 to be provided with a mark which is the limit of the square Range of the characteristic curve. For example, the switching device 12 is used as a button trained, so can easily before each power reading by pressing the button determine whether the electrical conditions in the measuring circuit are a power measurement with the relevant active power meter design.

Es ist übrigens nicht notwendig, das Gitter der Röhre2 galvanisch direkt mit dem Massepotential zu verbinden. Diese Verbindung braucht nur für die Wechselspannung zu bestehen, damit die Röhre 2 während der Äussteuerungskontrolle nicht gesteuert wird. Incidentally, it is not necessary to galvanic the grid of tube 2 to be connected directly to the ground potential. This connection only needs for that AC voltage to exist so that the tube 2 during the Äussteuerungskontrolle is not controlled.

Das Netzwerk zur Abnahme der dem Strom und der Spannung im Meßkreis proportionalen Spannungskomponenten, das bei dem in den Abbildungen dargestellten einfachsten Fall aus den Widerständen 5 bis 8 besteht, kann auch bei Anwendung der Erfindung nach allen bekannten Arten abgewandelt sein. So können z. B. Ubertragerkopplung und/oder kapazitive Spannungsteilung angewendet werden. Auch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf Schaltungen mit Eingitterröhren beschränkt. Eine Weiterbildung der Erfindung geht von der Tatsache aus, daß die Grenze des quadratischen Aussteuerungsbereiches nicht eindeutig festzulegen ist, weil die Kennlinie allmählich von der quadratischen Form abweicht. Das äußert sich so, daß mit zunehmender Übersteuerung ein zunehmender Anzeigefehler auftritt. Die Grenze für die maximale Aussteuerung hängt also von den Ansprüchen an die Meßgenauigkeit ab. Diese Tatsache ermöglicht es, wenn das Meßproblem eine geringere Genauigkeit zuläßt, weiter auszusteuern, und damit gegebenenfalls eine Messung noch unter elektrischen Verhältnissen des Meßkreises vorzunehmen, die bei hohen Genauigkeitsansprüchen nicht mehr möglich wäre. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Anzeigeinstrument 11 mit mehreren Marken oder einer ganzen Skala ausgestattet, die angibt, wie groß der Aussteuerungsbereich je nach der verlangten Genauigkeit sein darf. Wenn auch der bei Uberschreitung des quadratischen Kennlinienbereiches auftretende Fehler von der Kurvenform des Stromes und der Spannung sowie vom Leistungsfaktor abhängt, so ergibt sich dennoch in der Praxis bei nicht allzu großer Übersteuerung eine brauchbare Übersicht über die zu erwartenden Meßfehler, soweit diese von der Ubersteuerung herrühren. The network for the decrease of the current and the voltage in the measuring circuit proportional stress components, the one shown in the figures The simplest case consists of resistors 5 to 8, can also be used when using the Invention be modified in all known ways. So z. B. Transmitter coupling and / or capacitive voltage division can be used. The application of the The invention is not restricted to circuits with single-grid tubes. A further education the invention is based on the fact that the limit of the square modulation range cannot be clearly defined because the characteristic curve gradually changes from the quadratic Shape differs. This manifests itself in such a way that with increasing overdrive an increasing Display error occurs. The limit for the maximum modulation therefore depends on the demands on the measurement accuracy. This fact makes it possible if that Measurement problem allows a lower accuracy to control further, and thus possibly to carry out a measurement under electrical conditions of the measuring circuit, which would no longer be possible with high accuracy requirements. According to a further training of the invention the display instrument 11 with several brands or a whole Equipped with a scale that indicates how large the modulation range is, depending on the required Accuracy. Even if the quadratic characteristic range is exceeded Occurring errors from the waveform of the current and the voltage as well as from the power factor depends, it still results in practice if the overdrive is not too great a useful overview of the measurement errors to be expected, insofar as they are from the Overdrive.

Der Vorteil der Erfindung liegt also darin, daß bei elektronischen Wirkleistungsmessern eine Aussteuerungskontrolle mit geringstem technischem Aufwand ermöglicht wird, die es darüber hinaus noch gestattet, die bei der Leistungsmessung unter den jeweiligen Bedingungen zu erwartenden Meßfehler in etwa abzuschätzen. The advantage of the invention is that with electronic Active power meters a modulation control with the least technical effort is made possible, which also allows the performance measurement Approximately estimate the measurement errors to be expected under the respective conditions.

PATENTANSPROCHE: 1. Elektronischer Wirkleistungsmesser unter Verwendung von zwei Elektronenröhren in Brückenschaltung, wobei dem Steuergitter der einen Röhre die Summe und dem Steuergitter der anderen Röhre die Differenz aus einer dem Strom des Strompfades proportionalen Spannung und der Spannung des Spannungspfades oder einem Teil derselben zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter der Röhre (2), der die Differenz der beiden Spannungskomponenten zugeführt wird, mit Hilfe einer Schaltvorrichtung (12) zwecks Kontrolle der Aussteuerung der anderen Röhre (1) wechselspannungsmäßig mit dem Massepotential verbunden werden kann, wobei zur Ablesung der Aussteuerung das zur Leistungsmessung ohnehin vorhandene Meßinstrument (11) verwendet wird. PATENT CLAIM: 1. Using electronic real power meter of two electron tubes in a bridge circuit, with the control grid of one Tube the sum and the control grid of the other tube the difference from one of the Current of the current path proportional to the voltage and the voltage of the voltage path or a part thereof, characterized in that the control grid the tube (2), to which the difference between the two voltage components is fed, with the help of a switching device (12) for the purpose of controlling the modulation of the others Tube (1) can be connected to ground potential in terms of alternating voltage, wherein To read the modulation, the measuring instrument already available for measuring the power (11) is used.

Claims

2. Electronic active power meter according to claim 1, characterized in that that the measuring instrument (11) is provided with marks that indicate the reading of the power measurement allow measurement errors to be expected in each case with different levels of modulation.