DE1124146B

DE1124146B - Verfahren zur Verkuerzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern in Gleichstromkreisen

Info

Publication number: DE1124146B
Application number: DES51321A
Authority: DE
Inventors: Otto Eisenschmid
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-11-21
Filing date: 1956-11-21
Publication date: 1962-02-22

Description

Verfahren zur Verkürzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern in Gleichstromkreisen Die Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern hängt wesentlich von dem zur Verfügung stehenden Drehmoment ab. Bei empfindlichen Meßwerken ist das zur Verfügung stehende Drehmoment vielfach so gering, daß sich eine oft sehr unerwünscht lange Einstellzeit ergibt. Besonders bei Serienmessungen, wo die Meßgeschwindigkeit im wesentlichen durch die Einstellzeit der abzulesenden Instrumente bedingt ist, ist eine Verkürzung der Einstellzeit von erheblichem Vorteil. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verkürzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern in Gleichstromkreisen zu schaffen.
Zur Verkürzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern in Gleichstromkreisen ist es bekannt, in den Meßstromkreis ein differenzierendes Glied, z. B. in Form eines RC-Gliedes, zu schalten.
Die dabei erzielbare Verringerung der Einstellzeit ist jedoch besonders bei kleinen Meßwerten verhältnismäßig gering.
Es ist ferner zur Verkürzung der Einstellzeit eines Drehspul-Galvanometers ein Verfahren bekannt, bei dem das Galvanometer im Zweig einer Brückenschaltung liegt und eine Spannung, die der gegenelektromotorischen Kraft am Galvanometer entspricht, verstärkt und der Brückenschaltung so zugeführt wird, daß die elektrische Dämpfung des Galvanometers verringert wird. Um gleichzeitig das Trägheitsmoment des Galvanometers zu beeinflussen, wird außerdem die verstärkte Spannung über ein differenzierendes Netzwerk der Spannung an der Brückenschaltung überlagert. Die Spannung an der Brückenschaltung wird dabei über einen Meßverstärker erzeugt, dem auch der Meßwert zugeführt wird. Der Aufwand an Schaltmitteln ist bei diesem bekannten Verfahren sehr groß. Außerdem sind strenge Anforderungen an den genauen Abgleich der Brückenschaltung zu stellen. Da der gemessene Strom von der im Meßverstärker erzeugten Spannung abhängig ist, muß für diesen eine strenge Linearität gefordert werden.
Schließlich ist bei einem Verfahren zur Verringerung der Anzeigeverzögerung von trägen Meßfühlern bekannt, in den Anodenkreis eines Photozellenkompensators ein RC-Glied zu legen. Dabei wird eine Verkürzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern, die auf die mechanische Trägheit des Meßsystems zurückzuführen ist, nicht bezweckt, da die Trägheit des Meßsystems wesentlich kleiner als die des Meßfühlers ist.
Um die gestellte Aufgabe befriedigend zu lösen, wird ein Verfahren zur Verkürzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern in Gleichstromkreisen, bei dem eine dem sich ändernden Strom entsprechende Spannung verstärkt und ein durch Differentiation erzeugter Stromstoß dem Meßstrom gleichsinnig überlagert wird, vorgeschlagen, bei dem nach der Erfindung die dem sich ändernden Strom entsprechende Spannung an einem mit dem Meßinstrument in Reihe liegenden, vom Meßstrom direkt durchflossenen Widerstand abgegriffen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht mit einfachen Mitteln eine erhebliche Verkürzung der Einstellzeit des Meßgerätes, da der durch Differentiation erzeugte und verstärkte Stromstoß dem Meßstrom unmittelbar überlagert wird. Der wesentliche Vorteil bei diesem Verfahren besteht darin, daß im eingeschwungenen Zustand des Meßinstrumentes durch das Instrument der direkte Meßstrom fließt.
Es ist also nicht notwendig, an die Verstärkerschaltung irgendwelche Forderungen hinsichtlich der Qualität, insbesondere Linearität, zu stellen.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert werden.
In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Prinzip dargestellt.
Der Strom i durchfließt das Meßgerät N und erzeugt an dem Widerstand Rv eine Spannung U. Diese Spannung wird in dem Verstärker V verstärkt und über einen mit dem Verstärker zusammenwirkenden Impulsformer in einen Stromimpuls J umgeformt.
Der Stromimpuls J wird gleichsinnig zum Strom i dem Meßgerät N zugeführt. Die Breite des Impulses muß dabei so gewählt sein, daß er innerhalb der durch das Instrument selbst gegebenen Einstellzeit abgeklungen, vorzugsweise kleiner als diese Einstellzeit ist. In Fig. 2 ist über der Zeit t sowohl der Strom i als auch der Stromimpuls J aufgezeichnet.
Steigt der Strom z. B. vom Wert Null auf den Wert i an, so wird ein Impulsstrom J erzeugt, dessen Größe dem Stromanstieg proportional ist. Durch den vorübergehend auftretenden Impuls strom, der bei entsprechender Verstärkung ein Mehrfaches des erzeugenden Stromes betragen kann, wird ein zusätzliches Drehmoment erzeugt und damit eine schnellere Bewegung des Instrumentenzeigers erzielt. Impulshöhe, Impulsbreite und die Dämpfung des Instrumentes sind dabei vorteilhafterweise so aufeinander abzustimmen, daß sich die kürzeste Einstellzeit ergibt.
Entsprechend den verschieden großen Winkelausschlägen des Meßwerkes bei verschieden großen Meßsprüngen von einem Meßwert zum anderen muß entweder die Impulshöhe oder Impulslänge oder beide zusammen in abhängiger Beziehung zur Stromänderung stehen.
Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die an dem mit dem Meßgerät M in Reihe liegenden Widerstand Rv abgegriffene Spannung wird dem Gitter einer Verstärkerröhre VR zugeführt. Die dadurch bewirkte Veränderung des Anodenstromes hat einen Ladestrom im Kondensator C zur Folge. Dieser Ladestrom ist gleich dem ImpulsstromJ. In Fig. 4 ist dies an Hand eines Impulsplanes noch einmal erläutert. Der durch das Meßgerät und den Widerstand ru fließende Strom i hat einen Stromimpuls J zur Folge, der entsprechend einer Zeitkonstante abklinkt, die im wesentlichen durch die Kapazität C und den Widerstand R bestimmt wird. Die Zeitkonstante diese RC-Gliedes wählt man mit Vorteil sehr klein gegenüber der durch das Instrument selbst gegebenen Einstellzeit.

Claims

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in Fig. 3 angegebene Schaltungsbeispiel, sondern kann in mannigfacher Weise realisiert werden. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Einstellzeit des Meßgerätes auf Bruchteile der Zeit verkürzt werden, die durch die Daten des Meßgerätes selbst gegeben ist PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verkürzung der Einstellzeit von Strom- und Spannungsmessern in Gleichstromkreisen, bei dem eine dem sich ändernden Strom entsprechende Spannung verstärkt und ein durch Differentiation erzeugter Stromstoß dem Meßstrom gleichsinnig überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die dem sich ändernden Strom entsprechende Spannung an einem mit dem Meßinstrument in Reihe liegenden, vom Meßstrom direkt durchflossenen Widerstand abgegriffen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2356 617, 2 638 492; »Zeitschrift für angewandte Physik«, 1952, S. 173 bis 176.