DE1126026B

DE1126026B - Electrodynamometric wattmeter arrangement

Info

Publication number: DE1126026B
Application number: DED29280A
Authority: DE
Inventors: Royden Fitch Estoppey
Original assignee: Daystrom Inc
Current assignee: Daystrom Inc
Priority date: 1957-11-04
Filing date: 1958-11-03
Publication date: 1962-03-22

Description

Elektrodynamometrische Wattmeteranordnung DieErfindung betrifft eine elektrodynamometrische Wattmeteranordnung und dient dem Zweck, die Anzeige des Wattmeters in dem Sinne zu korrigieren, daß die Leistungsaufnahme der Spannungsspule und des möglicherweise angeschlossenen Spannungsmessers bei der Leistungsanzeige nicht mitgemessen wird.Electrodynamometric Wattmeter Assembly The invention relates to one electrodynamometric wattmeter arrangement and serves the purpose of displaying the wattmeter correct in the sense that the power consumption of the voltage coil and the possibly connected voltmeter is not included in the power display will.

Es ist bei in diesem Sinne korrigierten elektrodynamometrischen Wattmeteranordnungen bekannt, ein von dem drehbaren System des Dynamometers magnetisch getrenntes und mechanisch mit demselben verbundenes Drehspulsystem vorzusehen, welches ein von der an der Belastung sich ausbildenden Spannung abhängendes und dem Drehmoment des Nutzstromes entgegengesetztes Drehmoment erzeugt.It is with electrodynamometric wattmeter arrangements corrected in this sense known, a magnetically separated from the rotatable system of the dynamometer and mechanically connected to the same moving coil system, which is one of the stress developing on the load and the torque of the Useful current generated opposite torque.

Eine derartige bekannte Anordnung sieht vor, im Spannungszweig in Serie mit der Spannungsspule des elektrodynamometrischen Wattmeters ein zweites Elektrodynamometersystem anzuordnen, welches auf die Drehachse der Spannungsspule des Wattmeters das der Kompensation des Eigenverbrauches der Spannungsspule dienende entgegengesetzte Drehmoment überträgt. Das kompensierende dynamometrische Drehspulsystem bildet dabei aus der an der Belastung sich ausbildenden Spannung direkt ein kompensierendes, dem Spannungsquadrat proportionales Drehmoment. Es führt dabei jedoch die Kompensationsvorrichtung in den Spannungszweig eine zusätzliche phasendrehende und von der Einstellung abhängige Induktivität ein, die abgesehen von ihrer Einstellungsabhängigkeit auch geeignet ist, die durch Temperaturschwankungen verursachten Fehler zu vergrößern. Es liegen daher die Verhältnisse bei einer derartigen Schaltung so, daß das zur Kompensation von Meßfehlem des eigentlichen Meßsystems zusätzlich zur Anwendung gelangende Korrektionssystem seinerseits Schwankungen unterliegt, die die Erzielung des angestrebten Kompensationseffektes beeinträchtigen.Such a known arrangement provides in the voltage branch in A second series with the voltage coil of the electrodynamometric wattmeter Arrange electrodynamometer system, which is on the axis of rotation of the voltage coil of the wattmeter that serves to compensate for the self-consumption of the voltage coil opposite torque transmits. The compensating dynamometric moving coil system forms directly a compensating, Torque proportional to the voltage square. It does, however, lead the compensation device in the voltage branch an additional phase-shifting and dependent on the setting Inductance, which apart from its attitude dependency is also suitable is to increase the errors caused by temperature fluctuations. There are hence the conditions in such a circuit that the compensation Correction system additionally used for measuring errors in the actual measuring system in turn, is subject to fluctuations that make it possible to achieve the desired compensation effect affect.

Die Erfindung beschreitet einen anderen Weg zur Bildung des kompensierenden Drehmomentes, der trotz eines größer erscheinenden Aufwandes anstrebt, weitgehend fehlerbedingende Rückwirkungen der vorgenannten Art bei der Kompensation des durch die Spannungsspule des dynamometrischen Wattmeters bedingten Verlustes zu vermeiden.The invention takes a different approach to the formation of the compensating Torque, which strives despite a seemingly larger effort, largely error-related repercussions of the aforementioned type in the compensation of the To avoid loss due to the tension coil of the dynamometric wattmeter.

Eine elektrodynamometrische Wattmeteranordnung, bei der zur Kompensation des im Spannungszweig des Dynamometers erfolgenden Leistungsverbrauches ein von der an der Belastung sich ausbildenden Spannung abhängendes, dem Drehmoment des Nutzstromes entgegengesetztes Drehmoment durch ein von dem drehbaren System des Dynamometers magnetisch getrenntes und mechanisch mit demselben verbundenes Drehspulsystem erzeugt wird, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß elektrische übertragungsmittel vorgesehen sind, die aus dem die Spannungsspule des Dynamometers durchfließenden Strom eine dem Quadrat der an der Belastung sich ausbildenden Spannung proportionale Spannung ableiten, die dem genannten zusätzlichen Drehspulsystem, vorzugsweise einer in an sich bekannter Weise auf der Achse der Dynamometerspule angeordneten Drehspule, zugeführt wird.An electrodynamometric wattmeter arrangement in which to compensate of the power consumption taking place in the voltage branch of the dynamometer the tension that develops on the load, the torque of the Useful current opposite torque through one of the rotatable system of the Dynamometer magnetically separated and mechanically connected moving coil system is generated, is characterized according to the invention in that electrical transmission means are provided from the flowing through the voltage coil of the dynamometer Current is proportional to the square of the voltage developing at the load Derive voltage, the said additional moving coil system, preferably one rotating coil arranged in a manner known per se on the axis of the dynamometer coil, is fed.

Die Anordnung eines auf der Achse einer Dynamometerspule angeordneten zusätzlichen Drehspulensystems ist an sich bekannt, beispielsweise dient eine derartige Anordnung dem Zweck, daß die eine Spule des Dynamometersystems durch eine Wechselspannung und die andere Spule durch einen Wechselstrom gleicher Frequenz erregt wird, so daß dieses Dynamometersystem als Wattmeter wirkt, wobei die auf der Drehachse der beweglichen Spule des Dynamometersystems angeordnete, in einem permanenten Magnetfeld drehbare Drehspule von einem Gleichstrom erregt wird und ein Drehmoment erzeugt, welches dem in dem elektrodynamometrischen Drehspulsystem erzeugten Drehmoment entgegengesetzt ist. Auf diese Weise kann eine Messung des Gleichstromes, welcher der in dem permanentmagnetischen Feld drehbaren Drehspule zugeführt wird, ein Maß für den Leistungsverbrauch bilden, der durch das elektrodynamometrische Drehspulsystem gemessen wird.The arrangement of a arranged on the axis of a dynamometer coil additional moving coil system is known per se, for example such a system is used Arrangement for the purpose that the one coil of the dynamometer system by an alternating voltage and the other coil is excited by an alternating current of the same frequency, so that this dynamometer system acts as a wattmeter, with the on the axis of rotation of the movable coil of the dynamometer system, arranged in a permanent magnetic field rotatable moving coil is excited by a direct current and generates a torque, which opposes the torque generated in the electrodynamometric moving coil system is. In this way, a measurement of the direct current, which in the permanent magnetic Field being fed to rotatable moving coil, a measure of power consumption which is measured by the electrodynamometric moving coil system.

Eine erfindungsgemäße elektrodynamometrische Wattmeteranordnung wirkt wie folgt: Die festen Spulen des Meßinstrumentes sind an das Netz über einen Stromtransformator angekoppelt, so daß eine Meßgröße für die dem Netz entnommene Stromstärke gebildet wird-; die Drehspule ist parallel zum Belastungskreis über einen Widerstand angekoppelt, so daß eine Meßgröße für die sich an dem Belastungskreis ausbildende Spannung gewonnen wird. Das Elektrodynamometersystem entwickelt ein mechanisches Drehmoment, welches proportional dem momentanen Produkt der Ströme, die die Feldwicklung und die Drehspule durchfließen, ist, dergestalt, daß das Produkt ein Maß für die momentane Leistung ist. Es wird eine Kompensation für die in der Spannungswicklung verbrauchte Leistung dadurch gewonnen, daß ein Thermoelement in Serie mit dem Spannungszweig angeordnet wird. Der Gleichstrom, den das Thermoelement liefert und der proportional dem Quadrat der an der Belastung sich auswirkenden Spannung ist, wird über einen Widerstand der aus Drahtwicklungen bestehenden Drehspule eines Gleichstromelementes zugeführt, wobei die Spule auf derselben Welle wie die bewegliche Drehspule eines Elektrodynamometers angeordnet ist. Die Drehspule liegt in einem gleichsinnig gerichteten magnetischen Feld, welches durch einen Permanentmagneten geliefert wird. Das Drehmoment, welches der Strom in der Drehspule bewirkt, ist direkt proportional dem Leistungsverlust in dem Spannungszweig des Wattmeters, und das Drehmoment wirkt dem Drehmoment des Elektrodynamometersystems entgegen, so daß die resultierende Ablenkung der Welle direkt proportional der tatsächlichen konsumierten Leistung ist. Es ist offensichtlich, daß Spannungsschwankungen im Belastungskreis unbeachtlich sind, da das Ausgangssignal des Thermoelementes durch ein quadratisches Gesetz bestimmt ist, ebenso wie die in dem Spannungszweig des Meßinstrumentes konsumierte Leistung quadratisch von Änderungen der Belastungsspannung abhängt. Änderungen in der Frequenz sind ebenfalls ohne Einfluß, da das Ihermoelement ein Frequenzspektrum, welches beim Strom Null beginnt und sich bis zur außerordentlich hohen Frequenz erstreckt, zuläßt. Das Thermoelement kann in einem gewissen Abstand von den Feldwicklungen des Wattmeters vorgesehen sein und ist daher nicht starken Temperaturunterschieden unterworfen, die sich unter dem Einfluß des die Feldwicklungen durchfließenden Stromes ergeben können. Es ist daher offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Schaltung zur Kompensation des Spannungszweiges des Wattmeters weniger anfällig gegenüber Frequenz- und Temperaturschwankungen ist als die bisher gebräuchlichen Kompensationskreise.An electrodynamometric wattmeter arrangement according to the invention is effective as follows: The fixed coils of the measuring instrument are connected to the mains via a current transformer coupled, so that a measured variable for the current drawn from the network is formed will-; the moving coil is coupled in parallel to the load circuit via a resistor, so that a measured variable for the voltage developing on the load circuit is obtained will. The electrodynamometer system develops a mechanical torque, which proportional to the instantaneous product of the currents that the field winding and the moving coil flow through, is such that the product is a measure of the instantaneous performance is. There is a compensation for the power consumed in the voltage winding obtained by placing a thermocouple in series with the voltage branch will. The direct current supplied by the thermocouple and proportional to the square the voltage acting on the load is via a resistor fed to the rotating coil of a direct current element consisting of wire windings, the coil on the same shaft as the moving rotating coil of an electrodynamometer is arranged. The moving coil is located in a co-directional magnetic Field provided by a permanent magnet. The torque which the current caused in the moving coil is directly proportional to the power loss in the voltage branch of the wattmeter, and the torque acts on the torque of the Electrodynamometer system against, so that the resulting deflection of the wave is directly proportional to the actual power consumed. It is obvious, that voltage fluctuations in the load circuit are negligible, since the output signal of the thermocouple is determined by a quadratic law, as is the power consumed in the voltage branch of the measuring instrument squared of changes depends on the load voltage. Changes in the frequency are also without influence, because the thermocouple has a frequency spectrum, which begins at zero current and changes extends to the extraordinarily high frequency, allows. The thermocouple can be provided at a certain distance from the field windings of the wattmeter and is therefore not subject to strong temperature differences which are below the influence of the current flowing through the field windings. It is therefore it is obvious that the circuit according to the invention for compensating the voltage branch of the wattmeter is less susceptible to frequency and temperature fluctuations than the previously used compensation circles.

Die Erfindung besitzt Anwendungsfähigkeiten auch bei anderen Spannungszweigen von Meßgeräten, welche Leistung verbrauchen, insbesondere bei anderen Arten von Wattmetern. Die Erfindung soll im nachstehenden im Zusammenhang mit einem Produkt bildenden Meßgerät, das als Wattmeter ausgebildet ist, erörtert werden, wobei das Wattmeter dem in der USA.-Patentanmeldung 322438, angemeldet am 25. 11. 1952, Anmelder R. W. Gilbert, dargestellten entspricht; ein Meßgerät der erörterten Art dient dem Zwecke, ein mechanisches Drehmoment in einen Gleichstrom überzuführen.The invention can also be used in other voltage branches of measuring devices which consume power, in particular in other types of wattmeters. The invention is to be discussed in the following in connection with a product-forming measuring device which is designed as a wattmeter, the wattmeter corresponding to that shown in the USA patent application 322438, filed on November 25, 1952, applicant RW Gilbert; a measuring device of the type discussed serves the purpose of converting a mechanical torque into a direct current.

Insbesondere bezweckt die Erfindung eine Kompensation der in dem Spannungszweig eines Wattmeters verbrauchten Leistung zu bewirken, wobei die Anordnung nicht in so vielfacher Weise Fehlern unterliegt, wie sie die jetzt gebräuchlichen Kompensationsanordnungen bei Frequenz- und Temperaturschwankungen aufweisen. Die Erfindung bezweckt vornehmlich einen einfachen Wattmeter-Spannungszweig, der Kompensation für die konsumierte Leistung bietet, wobei ein Thermoelement, welches quadratisch von der verbrauchten Leistung abhängt, in dem Spannungszweig des Magnets vorgesehen ist.In particular, the invention aims to compensate for the voltage in the voltage branch of a wattmeter to effect consumed power, the arrangement not in is subject to errors in so many ways as the compensation arrangements now in use with frequency and temperature fluctuations. The invention aims primarily a simple wattmeter voltage branch that compensates for the power consumed offers, being a thermocouple, which is the square of the power consumed depends, is provided in the voltage branch of the magnet.

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kompensationskreis für den Leistungsverbrauch des Spannungszweiges eines Wattmeters, wobei das Wattmeter auf dem Elektrodynamometerprinzip beruht und eine Feldwicklung und eine Drehspule besitzt; dabei ist die Drehspule drehbar nach Maßgabe der Richtung und der Größe des Drehmomentes des Wattmeters. Die Kompensationsanordnung umfaßt ein Thermoelement, dessen Eingangsklemmen an den Wattmeter-Spannungszweig angeschlossen sind, und es sind Mittel vorgesehen, welche den Ausgangsstrom des Thermoelementes und den Ausgangsstrom von Gleichrichtermitteln wiederum den elektromagnetischen Mitteln zuführen, welche die Welle des bewegten Systems in die Anfangsstellung rücken. Dabei ist der Ausgangsstrom der die Phase gleichrichtenden Mittel ein Maß für die tatsächlich in dem Belastungskreis verzehrte Leistung.The invention particularly relates to a compensation circuit for the Power consumption of the voltage branch of a wattmeter, with the wattmeter on is based on the electrodynamometer principle and has a field winding and a moving coil; the moving coil can be rotated according to the direction and magnitude of the torque of the wattmeter. The compensation arrangement comprises a thermocouple, its input terminals are connected to the wattmeter voltage branch, and means are provided which means the output current of the thermocouple and the output current of rectifier in turn to the electromagnetic means, which the wave of the moved Move the system to its starting position. The output current is the phase rectifying means a measure of the actually consumed in the load circle Power.

Die vorstehend erwähnten Eigenschaften und weitere Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung und den zugehörigen Figuren. Es wird darauf hingewiesen, daß die Figuren lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen, daß sich aber der allgemeine Erfindungsgedanke nicht in den speziellen Merkmalen der zur Wiedergabe gelangenden Ausführungsbeispiele erschöpft. Von den Figuren zeigt Fig. 1 eine schematische. Wiedergabe eines erfindungsgemäßen Stromkreises zur Kompensation der im Spannungszweig konsumierten Leistung, beispielsweise bei einem Wattmeter, Fig. 2 eine schematische Wiedergabe eines erfindungsgemäßen Stromkreises in Anwendung auf ein Meßgerät zur Bildung von Produkten und unter Ausnutzung des Wattmeterprinzips, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Meßgerätes der in Fig. 2 behandelten Art.The properties mentioned above and other usefulnesses result from the description and the associated figures. It should be noted that that the figures serve only to explain the invention, but that the general inventive idea not in the special features of the reproduction arriving embodiments exhausted. 1 shows a schematic of the figures. Reproduction of a circuit according to the invention to compensate for the voltage branch consumed power, for example with a wattmeter, Fig. 2 is a schematic Reproduction of a circuit according to the invention in application to a measuring device for Formation of products and using the wattmeter principle, Fig. 3 is a schematic Representation of a measuring device of the type dealt with in FIG. 2.

In. Fig. 1 ist eine Anordnung gezeigt, die die Leistung messen soll, die in dem Belastungskreis 10 konsumiert wird, wobei die Leistung einer Wechselstromquelle 11 über die Leitungen 12 und 13 entnommen wird. Die Wechselstromquelle 11 kann beliebiger Art sein, sie kann beispielsweise ein 110-Volt-60-Hertz-Netz sein. Es kann die Leistung gemessen werden, die irgendeine beliebige Belastung 10 aufnimmt. Das Wattmeter besteht aus einem Dynamometerelement üblicher Bauart, welches Feldwicklungen 14, 14 und eine drehbare Spule 16 umfaßt; die letztere ist auf einer Welle 17 angeordnet. Das elektrodynamometrische System ist ähnlich demjenigen, welches in üblichen Dynamometer-Anzeigegeräten verwendet wird.In. Fig. 1 shows an arrangement which is intended to measure the performance, which is consumed in the load circuit 10, the power of an alternating current source 11 is removed via lines 12 and 13. The AC power source 11 can be any Kind, for example, it can be a 110 volt 60 Hertz network. It can do the performance be measured that any load 10 takes. The wattmeter exists from a dynamometer element of conventional design, which field windings 14, 14 and a rotatable spool 16; the latter is arranged on a shaft 17. That The electrodynamometric system is similar to that used in conventional dynamometer indicators is used.

Der Eingangsstrom der Feldwicklungen wird einem Stromtransformator 18 entnommen, der in dem Stromzweig des Wattmeters liegt; die Primärwicklung 19 des Transformators ist in Serie in die Leitung 13 eingeschaltet, und die Sekundärwicklung 21 liegt in Serie mit den Feldwicklungen. Der Eingangsstrom der beweglichen Spule 16 wird von dem Spannungszweig des Wattmeters abgeleitet, welcher einen Vorwiderstand 22 aufweist, der in Serie zu der Drehspule und parallel zu der Belastung 10 angeordnet ist. Auf diese Weise erhalten die festen Spulen 14 einen Strom zugeführt, der proportional dem dem Belastungskreis zugeführten Strome ist, während der Strom, welcher der beweglichen Spule zugeführt wird, proportional der sich an dem Belastungskreis ausbildenden Spannung ist.The input current of the field windings is taken from a current transformer 18, which is located in the current branch of the wattmeter; transformer primary 19 is connected in series on line 13 and secondary 21 is in series with the field windings. The input current of the movable coil 16 is derived from the voltage branch of the wattmeter, which has a series resistor 22 which is arranged in series with the moving coil and in parallel with the load 10. In this way, the fixed coils 14 are supplied with a current which is proportional to the current supplied to the load circuit, while the current which is supplied to the movable coil is proportional to the voltage developing on the load circuit.

Das insoweit zur Erörterung gelangte Elektrodynamometersystern ist von üblicher Bauart. Die Erfindung betrifft die Anwendung von Schaltmitteln, welche den Fehler kompensieren, der sich in der Wattmeteranzeige dadurch ergibt, daß Leistung in dem Spannungszweig des Wattmeters konsumiert wird. Die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Schaltorgane bestehen aus einem Thermoelement 23, dessen Ausgangsstrom einem Gleichstromverstärker 24 über ein Potentiometer 26 zugeführt wird. Das Heizelement 27 des Thermoelementes liegt in Serie mit der Drehspule 16 des Elektrodynamometers in dem Spannungszweig des Wattmeters. Die Ausgangsklemmen 28 des Thermoelementes sind an ein Potentiometer 26 angeschlossen, wobei der Abgriff des Potentiometers und die gemeinsame Klemme an die Eingangsklemmen 31 eines Gleichstromverstärkers 24 angeschlossen sind.The electrodynamometer system so far discussed is of the usual design. The invention relates to the use of switching means which Compensate for the error that arises in the wattmeter display because of the power is consumed in the voltage branch of the wattmeter. According to the invention for use arriving switching elements consist of a thermocouple 23, whose output current a DC amplifier 24 via a potentiometer 26 is supplied. The heating element 27 of the thermocouple is in series with the rotating coil 16 of the electrodynamometer in the voltage branch of the wattmeter. The output terminals 28 of the thermocouple are connected to a potentiometer 26, the tap of the potentiometer and the common terminal to input terminals 31 of a DC amplifier 24 are connected.

Die an den Ausgangsklemmen 32 des Verstärkers entnommenen Spannungen werden der Drehspule 33 eines Gleichstrominstrumentes zugeführt, welches mit 34 bezeichnet ist; die Drehspule liegt in einem gleichsinnig gerichteten magnetischen Feld, welches ein Permanentmagnet 36 liefert. Die Drehspule 33 des Instrumentes 34 ist auf der Welle 17 angeordnet und dreht sich daher zusammen mit der Drehspule 16 des Elektrodynamometersystems. Es befindet sich ferner auf der Welle 17 ein Zeiger 37, der über einer geteilten Skala 38 spielt; die Skala kann in geeigneten Größen, beispielsweise in Watt, geeicht sein. Das Potentiometer 26 gestattet Einstellung der Spannung, die der Drehspule 33 des Instrumentes zugeführt wird. Der Gleichstromverstärker 24, der zwischen dem Potentiometer 26 und der Drehspule 33 angeordnet ist, kann von beliebiger Bauart sein.The voltages taken from the output terminals 32 of the amplifier are fed to the moving coil 33 of a direct current instrument, which is denoted by 34; the moving coil lies in a magnetic field directed in the same direction, which a permanent magnet 36 supplies. The rotating coil 33 of the instrument 34 is arranged on the shaft 17 and therefore rotates together with the rotating coil 16 of the electrodynamometer system. There is also a pointer 37 on the shaft 17, which plays over a divided scale 38; the scale can be calibrated in suitable sizes, for example in watts. The potentiometer 26 allows adjustment of the voltage which is fed to the rotating coil 33 of the instrument. The direct current amplifier 24, which is arranged between the potentiometer 26 and the rotating coil 33 , can be of any type.

Im Betrieb ist die Ablenkung der Drehspule 16 des Elektrodynamometersystems proportional dem Produkt des Stromes in der Spule 14 und des Stromes in der Spule 16, wobei noch eine Konstante zu berücksichtigen ist. Die gesamte Leistung, die durch die Ablenkung der Spule 16 angezeigt wird, umfaßt auch die Leistung, die dem Spannungszweig des Wattmeters zugeführt wird, d. h. die Leistung, die in dem Widerstand 22 und in der Drehspule 16 konsumiert wird. Das Heizelement 27 des Thermoelementes liegt in Serie in dem Spannungszweig des Wattmeters, so daß die Gleichstromspannung des Thermoelementes direkt von der Leistung abhängt, die in dem Wattmeter-Spannungszweig verbraucht wird. Das Thermoelement liefert ein Signal an das bewegliche System 33 des Gleichstrominstrumentes, und zwar über das Potentiometer 36 und den Gleichstromverstärker 24; das resultierende Drehmoment in der Spule 33 liefert eine Ablenkung, welche entgegengesetzt zu der erzeugten Ablenkung des Dynamometersystems ist. Die resultierende Ablenkung des Zeigers 37 ist daher der Unterschied zwischen den Ablenkungen, welche das Drehmoment des Dynamometerorgans und das des Gleichstrominstrumentes bewirkt. Eine genaue Kompensation für den Einfluß des Spannungszweiges wird daher dadurch erreicht, daß bei abgeschaltetem Belastungskreis das Potentiometer 26 so eingestellt wird, daß sich die Ablenkung Null des Zeigers 37 ergibt. Nachdem der Zeiger 37 in dieser Weise eingestellt ist, liefert er die richtigen Meßwerte für die in der Belastung konsumierte Leistung. Wenn ein Voltmeter oder ein anderes Meßinstrument parallel zur Belastung angeschaltet ist, kann die Leistung, die von diesem Instrument aufgenommen wird, ebenfalls zusammen mit der vom Spannungszweig des Meßinstrumentes aufgenommenen Leistung kompensiert werden.In operation, the deflection of the moving coil 16 of the electrodynamometer system is proportional to the product of the current in the coil 14 and the current in the coil 16, one constant also having to be taken into account. The total power indicated by the deflection of the coil 16 also includes the power which is supplied to the voltage branch of the wattmeter, ie the power which is consumed in the resistor 22 and in the moving coil 16. The heating element 27 of the thermocouple is in series in the voltage branch of the wattmeter, so that the direct current voltage of the thermocouple depends directly on the power that is consumed in the wattmeter voltage branch. The thermocouple provides a signal to the moving system 33 of the DC instrument through potentiometer 36 and DC amplifier 24; the resulting torque in coil 33 provides a deflection which is opposite to the deflection created by the dynamometer system. The resulting deflection of the pointer 37 is therefore the difference between the deflections caused by the torque of the dynamometer element and that of the direct current instrument. Precise compensation for the influence of the voltage branch is therefore achieved in that, when the load circuit is switched off, the potentiometer 26 is set in such a way that the deflection of the pointer 37 is zero. After the pointer 37 has been set in this way, it supplies the correct measured values for the power consumed in the load. If a voltmeter or other measuring instrument is connected in parallel to the load, the power consumed by this instrument can also be compensated together with the power consumed by the voltage branch of the measuring instrument.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß das Wattmeter über einen Stromtransformator an die Wechselstromquelle angekoppelt wird. Meßinstrumente, welche die üblicherweise zur Anwendung gelangende Kompensationswicklung verwenden, können nicht unter Anwendung eines Stromtransformators angekoppelt werden, weil der Strom, welcher durch die Kompensationswicklung fließt, einen festen Stromwert besitzt, während der Strom, welcher durch die normalen Spannungs- bzw. Feldwicklungen fließt, von dem Übersetzungsverhältnis des Transformators abhängt. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß das Thermoelement 13 in beliebigen Abstand von den Feldwicklungen 14 vorgesehen sein kann, so daß das Thermoelement keinen beträchtlichen Temperaturänderungen, die auf Erwärmung der Stromspulen des Wattmeters zurückgehen können, unterworfen ist. Es ist daher die Kompensation des Leistungsbedarfes des Spannungszweiges bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht dem Einfluß von Temperaturschwankungen unterworfen, die sich durch Wärmeentwicklung in dem Wattmeter ergeben können, wenn das Thermoelement in geeigneter Lage sich befindet. Es sind ferner offensichtlich Frequenzänderungen bei der erfindungsgemäßen Kompensationsschaltung nicht von beträchtlichem Einfluß, da das Thermoelement innerhalb eines sehr weiten Frequenzbereiches arbeitet.A major advantage of the arrangement according to the invention can be seen in the fact that the wattmeter is coupled to the alternating current source via a current transformer. Measuring instruments that use the compensation winding commonly used cannot be coupled using a current transformer because the current flowing through the compensation winding has a fixed current value, while the current flowing through the normal voltage or field windings, depends on the transformation ratio of the transformer. It should also be pointed out that the thermocouple 13 can be provided at any distance from the field windings 14 so that the thermocouple is not subjected to any significant temperature changes which can be attributed to the heating of the power coils of the wattmeter. The compensation of the power requirement of the voltage branch in the arrangement according to the invention is therefore not subject to the influence of temperature fluctuations which can result from heat development in the wattmeter when the thermocouple is in a suitable position. Furthermore, frequency changes are obviously not of considerable influence in the compensation circuit according to the invention, since the thermocouple operates within a very wide frequency range.

Die Kompensationsvorrichtung des Spannungszweiges eines Wattmeters ist nicht nur auf die Anwendung von Gleichstrominstrumenten gemäß Fig. 1 beschränkt, sie kann auch bei einem Produkt-Meßgerät Anwendung finden, das nach Art eines Wattmeters ausgebildet ist. In Fig. 2 und 3 ist die Anwendung der Erfindung bei einem Produkt-Meßgerät gezeigt, wie es in der vorgenannten USA.-Patentanmeldung von R. W. G i l b e r t beschrieben ist. Ein solches Produkt-Meßgerät umfaßt eine Elektrodynamometeranordnung, ähnlich der in Fig.2 verwendeten; die festen Spulen sind mittels eines Stromtransformators an die Wechselstromleitungen angekoppelt und werden von einem Strom durchflossen, der ein Maß für den den Belastungskreis durchfließenden Strom ist. Die bewegliche Spule ist parallel zu den Strom führenden Leitungen über einen Serienwiderstand und die Heizwicklung des Thermoelementes angeschlossen, wodurch eine der an der Belastung sich ausbildenden Spannung entsprechende Meßgröße erhalten wird. Das Elektrodynamometer- System entwickelt ein Drehmoment, welches proportional dem momentanen Produkt der Ströme in der Feldwicklung und in der Drehspule ist. Es ist daher das Produkt ein Maß für die momentane Leistung. Im Unterschied zu Fig. 1 wird das Drehmoment des Elektrodynamometersystems durch ein Umformgerät ausgeglichen, welches aus einem Permanentmagnet und einer Drehspule besteht, die von einem Kompensationsstrom durchflossen wird, der von der gleichgewichtsstörenden Wirkung des bewegten Systems abhängt. Um den Abgleich automatisch zu gestalten, sind auf die Ablenkung ansprechende Schaltelemente und Verstärkungsregelungsorgane vorgesehen. Das Produkt-Meßgerät besitzt einen Spannungszweig, der dem in Fig. 1 gezeigten Zweig entspricht und der vorsieht, daß das Ausgangssignal des Gleichstromverstärkers der beweglichen Spule des Uniformorgans zugeführt wird, so daß eine Kompensation der in dem Spannungszweig des Wattmeters verbrauchten Leistung stattfindet.The compensation device of the voltage branch of a wattmeter is not limited to the use of direct current instruments according to Fig. 1, it can also be used in a product measuring device that is like a wattmeter is trained. Referring to Figures 2 and 3, the invention is applied to a product meter as shown in the aforementioned USA patent application by R. W. G i l b e r t is described. Such a product measuring device comprises an electrodynamometer arrangement, similar to that used in Figure 2; the fixed coils are by means of a current transformer coupled to the AC power lines and a current flows through them, which is a measure of the current flowing through the load circuit. The movable one Coil is parallel to the current-carrying lines via a series resistor and the heating coil of the thermocouple connected, whereby one of the Load forming voltage corresponding measured variable is obtained. The electrodynamometer system develops a torque which is proportional to the instantaneous product of the currents in the field winding and in the moving coil. It is therefore a measure of the product the current performance. In contrast to FIG. 1, the torque of the electrodynamometer system compensated by a converter, which consists of a permanent magnet and a There is a moving coil through which a compensation current flows from the the equilibrium disruptive effect of the moving system. To do the comparison automatically to be designed, are responsive to the deflection switching elements and gain control organs intended. The product measuring device has a voltage branch similar to that shown in FIG. 1 corresponds to the branch shown and which provides that the output signal of the DC amplifier the movable coil of the uniform member is fed, so that a compensation the power consumed in the voltage branch of the wattmeter takes place.

Das in Fig. 2 dargestellte Produkt-Meßgerät ist als Wattmeter geschaltet, um die in dem Belastungskreis 10 verbrauchte wahre Leistung zu messen, wobei die Leistung von einer Wechselstromquelle 11 stammt. Das Meßgerät umfaßt ein Dynamometer und eine Uniformstufe und einen Frequenzverschiebungsverstärker 41, ferner einen Frequenzdiskriminator 42 und einen dämpfenden Verstärker 43; das Produktmeßgerät entspricht im wesentlichen dem in der vorgenannten Patentanmeldung von G i 1 b e r t gezeigten Gerät. Die Dynamometeranordnung umfaßt die Feldwicklung 14', 14' und eine Drehspule 16, wobei die letztere auf einer Welle 17 angeordnet ist. Das Dynamometersystem ist so ausgebildet, daß durch Anwendung abgeflachter und gedrängter Feldwicklungen 14', 14' eine maximal große, differentiell wirkende Kopplung erzielt wird. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Dynamometer arbeitet die in Fig.2 wiedergegebene Anordnung in einem Punkt, in welchem die Gegeninduktivität den Wert Null hat, so daß man nicht mit Schwierigkeiten in bezug auf die Vermeidung von Kopplungen zu tun hat, wie sich dies im allgemeinen bei Meßinstrumenten ergibt, die mit abgelenktem System arbeiten. Wie in dem Wattmeter der Fig. 1 wird der Strom für die Feldwicklungen von dem Stromtransformator 18 abgeleitet, und die Drehspule 16 liegt in Serie mit dem Widerstand 22 und dem Heizelement 27 des Thermoelementes, und zwar sind dieselben parallel zum Belastungskreis 10 angeordnet.The product measuring device shown in FIG. 2 is connected as a wattmeter in order to measure the true power consumed in the load circuit 10 , the power originating from an alternating current source 11. The measuring device comprises a dynamometer and a uniform stage and a frequency shift amplifier 41, further a frequency discriminator 42 and an attenuating amplifier 43; the product measuring device corresponds essentially to the device shown in the aforementioned patent application by G i 1 be rt. The dynamometer arrangement comprises the field winding 14 ', 14' and a rotating coil 16, the latter being arranged on a shaft 17. The dynamometer system is designed so that a maximally large, differentially acting coupling is achieved by using flattened and compressed field windings 14 ', 14'. In contrast to the dynamometer shown in FIG. 1, the arrangement shown in FIG. 2 operates at a point in which the mutual inductance has the value zero, so that one does not have to deal with difficulties with regard to avoiding coupling, as is the case this generally results in measuring instruments which operate with a deflected system. As in the wattmeter of FIG. 1, the current for the field windings is derived from the current transformer 18, and the moving coil 16 is in series with the resistor 22 and the heating element 27 of the thermocouple, and they are arranged in parallel with the load circuit 10.

Das Uniformorgan des Wattmeters, welches den Sinn der Ablenkung feststellt und das Drehmoment so umformt, daß ein Ausgleich mit dem Drehmoment des Dynamometers stattfindet, umfaßt das Gleichstromsystem mit der Drehspule 33', die ebenfalls auf der gemeinsamen Welle 17 angeordnet ist. Ein Permanentmagnet 44 wird verwendet, um ein gleichsinnig gerichtetes Magnetfeld zwischen den Polen 46 und dem Kern 47 zu erzeugen. In üblicher Weise wird der Strom zu der Drehspule 33' unter Anwendung von Stromspiralen zugeführt, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Drehspule dreht sich um die Achse, welche durch die Welle 17 repräsentiert ist, in einer Richtung und in einem Maße, welche von der Größe des die Spule durchfließenden Gleichstromes abhängen. Ein magnetisches Feld veränderlicher Stärke wird in dem Luftspalt der Drehspule durch die Wirkung der Wicklung 48 erzeugt; die Wicklung 48 ist so dargestellt, daß sie den Magnet 44 umschließt, wobei die genannte Wicklung von einem geeigneten Hochfrequenzstrom erregt wird. Es ist offensichtlich, daß die Drehspule 33' sich in dem Luftspalt eines Magnetfeldes dreht, welches sich aus dem konstanten Magnetfluß des Permanentmagnets 44 und dem sich ändernden Magnetfeld der Spule 48 zusammensetzt. Wenn die Drehspule 33' ihre normale, der Nullstellung entsprechende Lage hat, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, so ist die Kopplung mit dem Wechselstrom-Magnetfluß Null. Wenn indessen die bewegliche Spule 33' abgelenkt wird, ergibt sich eine solche Kopplung, die proportional der Wechselstromkomponente des Magnetfeldes ist, und es wird eine Wechselspannung in der Spule induziert, wobei diese Spannung eine Größe und eine Phase besitzt, die dem Maß und dem Drehsinn der Verdrehung der Spule entspricht. Es erzeugt daher die Ablenkung der Drehspule 33', die sich unter dem Einfluß des durch das Dynamometersystem erzeugten Drehmomentes ergibt, eine Wechselspannung in der Drehspule 33', die verstärkt werden kann.The uniform element of the wattmeter, which determines the sense of the deflection and transforms the torque so that it is balanced with the torque of the dynamometer, comprises the direct current system with the rotating coil 33 ', which is also arranged on the common shaft 17. A permanent magnet 44 is used to generate a co-directional magnetic field between the poles 46 and the core 47. In the usual way, the current is supplied to the rotating coil 33 'using current spirals, which are not shown in the drawing. The rotating coil rotates about the axis, which is represented by the shaft 17, in a direction and to a degree which depends on the magnitude of the direct current flowing through the coil. A magnetic field of variable strength is generated in the air gap of the rotating coil by the action of the winding 48; winding 48 is shown encircling magnet 44 , said winding being energized by a suitable high frequency current. It is obvious that the rotating coil 33 'rotates in the air gap of a magnetic field which is composed of the constant magnetic flux of the permanent magnet 44 and the changing magnetic field of the coil 48. When the rotating coil 33 'is in its normal position corresponding to the zero position, as shown in the drawing, the coupling with the alternating current magnetic flux is zero. If, however, the movable coil 33 'is deflected, such a coupling results, which is proportional to the alternating current component of the magnetic field, and an alternating voltage is induced in the coil, this voltage having a magnitude and a phase which correspond to the measure and the sense of rotation corresponds to the rotation of the coil. The deflection of the moving coil 33 ', which results under the influence of the torque generated by the dynamometer system, therefore produces an alternating voltage in the moving coil 33' which can be amplified.

Die in der Spule erzeugte Wechselspannung ist direkt proportional der Frequenz des die Spule 48 durchfließenden Stromes, und es nimmt daher die betriebsmäßige Leistungsfähigkeit des Wattmeters proportional der Zunahme der Frequenz zu, bis dieser Erscheinung durch sekundär auftretende Phänomene, wie Verluste in der Feldwicklung oder der Drehspule, außer Wirkung gesetzt wird. Die üblicherweise zur Anwendung gelangenden Eisenteile, wie sie bei Gleichstrominstrumenten zur Anwendung gelangen, arbeiten nicht bei Hochfrequenzkomponenten des Magnetfeldes, und andererseits sind die magnetischen Materialien, die sich für Hochfrequenzverhältnisse eignen, unzureichend in bezug auf Permeabilität und können nicht den verhältnismäßig starken Magnetfluß des Permanentmagnets liefern. Es wird daher eine zusammengesetzte Magnetanordnung verwendet, wobei die Polstücke 46 aus weichem Eisen bestehen und Schlitze mit rechteckigen Blöcken 46' aufweisen, die aus Carbonyl-Eisenpulvermasse bestehen und eingekittet oder in sonst einer geeigneten Weise mit den Schlitzen der Polstücke verbunden sind. Der Kern 47 besteht aus weichem Eisen und ist mit einem Block 49 aus nichtmagnetischem Material verkittet oder verlötet; der Kern 47 besitzt ferner Schlitze, in welchen sich ein Eisenmassekörper befindet.The alternating voltage generated in the coil is directly proportional to the frequency of the current flowing through the coil 48 , and therefore the operational performance of the wattmeter increases proportionally to the increase in frequency, until this phenomenon is caused by secondary phenomena such as losses in the field winding or the moving coil , is overridden. The iron parts commonly used, such as those used in direct current instruments, do not work with high frequency components of the magnetic field and, on the other hand, the magnetic materials that are suitable for high frequency conditions are insufficient in terms of permeability and cannot provide the relatively strong magnetic flux of the permanent magnet . A composite magnet assembly is therefore used with the pole pieces 46 made of soft iron and having slots with rectangular blocks 46 'made of carbonyl iron powder and cemented or otherwise suitably connected to the slots of the pole pieces. The core 47 consists of soft iron and is cemented or soldered to a block 49 made of non-magnetic material; the core 47 also has slots in which an iron mass body is located.

Das Produkt-Meßgerät, insoweit es bis jetzt erörtert wurde, entspricht im wesentlichen demjenigen, welches in der USA.-Patentanmeldung 322438 beschrieben ist. Die Erfindung wirkt sich in der Weise aus, daß die Fehler der Leistungsanzeige kompensiert werden, die auf dem Leistungsverbrauch des Spannungszweiges des Wattmeters beruhen. Der Kompensationskreis umfaßt ein Thermoelement 23, dessen Ausgangskreis an den Eingangskreis des Gleichstromverstärkers 24 unter Anwendung eines Potentiometers 26 angeschaltet ist. Die Ausgangsklemmen 32 des Gleichstromverstärkers sind an die Drehspule 33' des Uniformorgans angeschlossen, und zwar in solcher Weise, daß ein Drehmoment erzielt wird, welches dem Drehmoment entgegenwirkt, das in dem Dynamometersystem des Wattmeters erzeugt wird. Es wird auf diese Weise das Drehmoment, welches von dem Strom durch die Dynamometerspulen erzeugt wird, durch das Drehmoment kompensiert, welches sich aus dem Gleichstrom sowohl des Gleichstromverstärkers 24 als auch des Frequenzdiskriminators 42 in der Wicklung 33' ergibt. Der Gleichstrom des Frequenzdiskriminators 42 ist daher ein Maß für die wzhre verzehrte Leistung. Die Leistung, die in dem Spannungszweig des Potentiometers konsumiert wird, wird durch den Gleichstrom kompensiert, welcher von dem Gleichstromverstärker 24 geliefert wird.The product measuring device, as far as it has been discussed so far, corresponds essentially to that described in U.S. Patent Application No. 322438. The effect of the invention is that the errors in the power display are compensated, which are based on the power consumption of the voltage branch of the wattmeter. The compensation circuit comprises a thermocouple 23, the output circuit of which is connected to the input circuit of the direct current amplifier 24 using a potentiometer 26. The output terminals 32 of the direct current amplifier are connected to the moving coil 33 'of the uniform element in such a way that a torque is achieved which counteracts the torque which is generated in the dynamometer system of the wattmeter. In this way, the torque which is generated by the current through the dynamometer coils is compensated for by the torque which results from the direct current of both the direct current amplifier 24 and the frequency discriminator 42 in the winding 33 '. The direct current of the frequency discriminator 42 is therefore a measure of the power consumed. The power that is consumed in the voltage branch of the potentiometer is compensated for by the direct current which is supplied by the direct current amplifier 24.

In Fig. 3 ist das Schaltbild eines Produkt-Meßgerätes gemäß Fig. 2 dargelegt. Der Gleichstromverstärker 24 ist in Blockform in Fig. 3 dargestellt, da irgendein beliebiger Gleichstromverstärker Anwendung finden kann. Der Stromzweig des Wattmeters umfaßt die feste Wicklung 14', welche an den Ausgangsstromkreis des Stromtransformators 18 angeschlossen ist, dabei liegt die Primärwicklung 19 des Transformators in Serie mit der den Strom führenden Leitung 13.FIG. 3 shows the circuit diagram of a product measuring device according to FIG. 2. The DC amplifier 24 is shown in block form in Figure 3 as any DC amplifier can be used. The current branch of the wattmeter comprises the fixed winding 14 'which is connected to the output circuit of the current transformer 18 , the primary winding 19 of the transformer being in series with the line 13 carrying the current.

Der Spannungszweig des Wattmeters umfaßt die bewegliche Spule 16. die in Serie mit dem Widerstand 22 und dem Heizelement 27 des Thermoelementes parallel an die Leitungen 12 und 13 angeschlossen ist. Die sich ergebende elektromagnetische Wirkung in dem Dynamometerelement erzeugt ein Drehmoment an der Welle 17, die eine Verdrehung der beweglichen Spule 33' des Umformorgans zur Folge hat, so daß die Spule 33' ihre Ruhestellung, in der keine Kopplung mit der Hochfrequenzwicklung 48 vorhanden ist, verläßt. Der Verstärkerteil umfaßt die eine Hälfte der Doppeltriode 52 und die Röhre 53 und liefert normalerweise stationäre Schwingungen an die Feldwicklung 48, welche sich in Resonanz mit der Kapazität 53' befindet. Die Ablenkung der Spule 33' bewirkt einen Wechselstrom in derselben, der ein Potential besitzt, welches nach Größe und Phasenrichtung von dem Maß und der Richtung der Spulenablenkung abhängt. Diese Wechselstromkomponente wird durch den Vorverstärker, welcher aus der anderen Hälfte der Röhre 52 besteht, verstärkt. Der Eingangstransformator 54 und der Diskriminator-Transformator 56 sind von üblicher Bauart mit becherförmigem Kern und arbeiten bei einer Resonanzfrequenz von etwa 200 kHz unter dem Einfluß der zugeordneten Kondensatoren 57' und 58. Der Hauptteil der Ausgangsimpedanz ist durch die Feldwicklung 48 und der zugeordneten Kapazität 53' bedingt, wobei der Transformator 56 der Diskriminatorstufe mit seiner Primärwicklung in Serie mit der Feldwicklung 48 angeordnet ist. Dadurch wird eine geeignete Phasendiskriminatorwirkung erzielt. Die Primärwicklung des Diskriminator-Transformators besteht aus nur wenigen Windungen, wobei die Anzahl der Windungen das Kopplungsmaß zwischen der für sich in Resonanz befindlichen Spule 48 und der Sekundärwicklung, die an den Doppeldiodengleichrichter 59 angeschlossen ist, bestimmt. Der Diskriminator ist ein üblicher Gegentakt-Diskriminator, wie er im allgemeinen in Hochfrequenzgeräten verwendet wird, und wird durch kapazitive Verbindung mit der Anode der Ausgangsstufe in Phase gehalten. Das Gleichstrom-Ausgangssignal des Transformators verschwindet daher bei der mittleren Frequenz des der Feldwicklung 48 zugeführten Stromes, und es wird ein Ausgangssignal geliefert, wenn die bewegliche Spule 33' ihre Ruhelage verläßt, wobei das Signal in bezug auf Frequenzver-Schiebung einen Polarisationseffekt zeigt. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Feldspule 48 und die Sekundärspule des Diskriminator-Transformators je für sich auf dieselbe mittlere Frequenz abgestimmt sind und miteinander gekoppelt sind. Die Kopplung kann so gewählt werden, daß sie die beiden Resonanzkreise etwas überkoppelt, so daß sich eine Impedanzkurve mit zwei Spitzen ergibt und man eine Phasencharakteristik erhält, die einer überkritischen Kopplung entspricht. Anwendung einer überkritischen Kopplung geeigneter Größe liefert eine einfache Einstellmethode des Gerätes, so daß jede beliebige Empfindlichkeitszunahme in der Nähe der mittleren Frequenz erhalten werden kann und eine verhältnismäßig hohe Empfindlichkeit über einen verhältnismäßig großen Abweichungsbereich in bezug auf die mittlere Frequenz sichergestellt werden kann.The voltage branch of the wattmeter comprises the movable coil 16, which is connected in series with the resistor 22 and the heating element 27 of the thermocouple in parallel to the lines 12 and 13. The resulting electromagnetic effect in the dynamometer element generates a torque on the shaft 17, which results in a rotation of the movable coil 33 'of the converter, so that the coil 33' is in its rest position, in which there is no coupling with the high-frequency winding 48, leaves. The amplifier section comprises one half of the double triode 52 and the tube 53 and supplies normally stationary oscillations to the field winding 48 which is in resonance with the capacitance 53 '. The deflection of the coil 33 'causes an alternating current in the same, which has a potential which, in terms of magnitude and phase direction, depends on the extent and direction of the coil deflection. This AC component is amplified by the preamplifier, which consists of the other half of the tube 52. The input transformer 54 and the discriminator transformer 56 are of conventional design with a cup-shaped core and operate at a resonance frequency of about 200 kHz under the influence of the associated capacitors 57 'and 58 'conditional, the transformer 56 of the discriminator stage is arranged with its primary winding in series with the field winding 48. This achieves a suitable phase discriminator effect. The primary winding of the discriminator transformer consists of only a few turns, the number of turns determining the degree of coupling between the coil 48, which is in resonance, and the secondary winding, which is connected to the double diode rectifier 59. The discriminator is a common push-pull discriminator commonly used in high frequency equipment and is held in phase by capacitive connection with the anode of the output stage. The DC output signal of the transformer therefore disappears at the mean frequency of the current supplied to the field winding 48 and an output signal is provided when the movable coil 33 'leaves its rest position, the signal exhibiting a polarization effect with respect to frequency shifting. It should be pointed out that the field coil 48 and the secondary coil of the discriminator transformer are each individually tuned to the same mean frequency and are coupled to one another. The coupling can be chosen so that it overcouples the two resonance circuits somewhat, so that an impedance curve with two peaks results and a phase characteristic is obtained which corresponds to a supercritical coupling. Use of a supercritical coupling of a suitable size provides a simple method of adjusting the device so that any increase in sensitivity can be obtained in the vicinity of the mean frequency and a relatively high sensitivity can be ensured over a relatively large range of deviation with respect to the mean frequency.

Es ist wünschenswert in dynamischer Weise eine Dämpfung des das Drehmoment ausgleichenden Systems zu erzielen. Dies wird durch einen dämpfenden Verstärker erreicht, der aus einer einzigen Verstärkerstufe 61 besteht und auf den Ausgangsstrom des Diskriminators anspricht und eine Komponente an die bewegliche Spule 33' des Umformorgans liefert. Es wird eine Spannung dadurch abgeleitet, d'aß der Ausgangsstrom durch einen Belastungswiderstand 62 geleitet wird, und dies Potential wird der beweglichen Spule 33' über eine differenzierende Kapazität 63 zugeleitet, wobei eine Zeitkonstante in bezug auf das im Anodenkreis liegende Netzwerk vorliegt, die etwas größer ist als die Rückkopplungsperiode des Systems als Ganzes betrachtet. Auf diese Weise wird nach Maßgabe der Änderungen des Ausgangsstromes eine differenzierte belastende Stromkomponente der beweglichen Spule 33 zugeführt. Ein zusätzliches Eingangsnetzwerk, welches an die Anodenspannungszufuhr der Röhre angeschlossen ist, umfaßt Widerstände 64, 66 und die Kapazität 67 und besitzt eine Zeitkonstante, die wesentliche größer als die Rückkopplungsperiodendauer ist, und dient dem Zwecke, Schwankungen und Schaltstöße in der Anodenspannungszufuhr zu kompensieren. Das Dämpfungsmaß wird dadurch geregelt, daß der Wert des Widerstandes 62 und der Kapazität 63 entsprechend gewählt wird, so daß sich eine Größe und eine Zeitkonstante ergibt, die optimal für das betreffende Dynamometer-Umformorgan und die tatsächlich herrschenden Rückkopplungsverhältnisse ist. Das kompensierende Netzwerk des Anodenkreises wird so gewählt, daß die übertragende Impedanz zwischen der Anodenspannungszufuhr und den die bewegliche Spule enthaltenden Stromkreisen bei Frequenzen, die etwas niedriger sind als die Rückkopplungsperiode, verschwindet. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Dämpfungskreise reaktiv gekoppelt sind und daher keine Gleichstromfehler in dem Umformorgan bewirken können.It is desirable to achieve damping of the torque compensating system in a dynamic manner. This is achieved by a damping amplifier which consists of a single amplifier stage 61 and which responds to the output current of the discriminator and supplies a component to the movable coil 33 'of the converter. A voltage is derived by passing the output current through a load resistor 62 , and this potential is fed to the movable coil 33 'via a differentiating capacitance 63, a time constant with respect to the network in the anode circuit that is somewhat is greater than the feedback period of the system as a whole. In this way, a differentiated loading current component is supplied to the movable coil 33 in accordance with the changes in the output current. An additional input network, which is connected to the anode voltage supply of the tube, comprises resistors 64, 66 and the capacitance 67 and has a time constant which is substantially greater than the feedback period and is used to compensate for fluctuations and switching surges in the anode voltage supply. The degree of attenuation is regulated in that the value of the resistor 62 and the capacitance 63 is selected accordingly, so that a size and a time constant are obtained which are optimal for the dynamometer converter in question and the actually prevailing feedback conditions. The compensating network of the anode circuit is chosen so that the transmitted impedance between the anode voltage supply and the circuits containing the moving coil disappears at frequencies slightly lower than the feedback period. It should be pointed out that the damping circuits are reactively coupled and therefore cannot cause any direct current errors in the converter.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Ausgangs-Gleichstrom, welcher durch das Instrument 51 gemessen wird, stets gleich dem Produkt der Ströme in den Spulen 14' und 16, multipliziert mit einer Konstante. Es ist offensichtlich, daß das Instrument leicht in geeigneten Einheiten geeicht werden kann. Die gesamte Leistung umfaßt die Leistung, die dem Wattmeter-Spannungszweig zugeführt wird, welcher aus der Serienschaltung des Widerstandes 22 und der Spule 16 besteht. Die Leistung, die in dem Spannungszweig des Wattmeters konsumiert wird, wird durch das Ausgangssignal des Thermoelementes kompensiert, welches den Gleichstromverstärker 24 über das Potentiometer 26 steuert. Die dem Spannungszweig zugeführte Leistung wird gemessen, wenn der Belastungskreis 10 abgeschaltet wird. Wenn der Belastungskreis unterbrochen ist, wird die in dem Spannungszweig konsumierte Leistung kompensiert, indem das Potentiometer 26 so eingestellt wird, daß das Instrument 51 seine Nullage annimmt. Wenn dies erreicht ist, liefert das Wattmeter die wahre dem Belastungskreis zugeführte Leistung. Offensichtlich kann, wie zuvor erwähnt, wenn ein Voltmeter oder ein anderes Instrument parallel zu dem Belastungskreis angeschaltet wird, der Leistungsverbrauch dieses Instrumentes ebenfalls kompensiert werden, zusammen mit dem Leistungsverbrauch des Spannungszweiges.In the arrangement according to the invention, the output direct current, which is measured by the instrument 51, is always equal to the product of the currents in the coils 14 'and 16, multiplied by a constant. It will be apparent that the instrument can easily be calibrated in suitable units. The total power includes the power that is fed to the wattmeter voltage branch, which consists of the series circuit of the resistor 22 and the coil 16. The power that is consumed in the voltage branch of the wattmeter is compensated for by the output signal of the thermocouple, which controls the direct current amplifier 24 via the potentiometer 26. The power supplied to the voltage branch is measured when the load circuit 10 is switched off. If the load circuit is interrupted, the power consumed in the voltage branch is compensated by adjusting the potentiometer 26 so that the instrument 51 assumes its zero position. When this is achieved, the wattmeter delivers the true power delivered to the load circuit. Obviously, as previously mentioned, if a voltmeter or other instrument is connected in parallel with the load circuit, the power consumption of that instrument can also be compensated, along with the power consumption of the voltage branch.

Der erörterte Kompensationskreis, wie er in dem Produkt-Meßgerät gemäß Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist nicht empfindlich gegenüber Schwankungen der an der Belastung liegenden Spannung oder gegenüber Schwankungen der Frequenz der Wechselstromquelle 11. Es kann weiterhin das Thermoelement 23 an einem Punkt angeordnet sein, der entfernt von dem Punkt ist, an welchem sich Erhitzungen in den stromdurchflossenen Elektrodynamometersystemen auswirken. Die vorgenannten Vorteile sind daher für die Anwendung der Erfindung bei Produkt-Meßgeräten gemäß Fig. 2 und 3 maßgeblich, wenn dieselben als Wattmeter verwendet werden.The discussed compensation circuit as it is in the product measuring device according to Figs. 2 and 3 is not sensitive to fluctuations in the Load lying voltage or against fluctuations in the frequency of the AC power source 11. The thermocouple 23 may also be located at a point that is remote is from the point at which heating occurs in the electrodynamometer systems through which the current flows impact. The aforementioned advantages are therefore essential for the application of the invention in the case of product measuring devices according to FIGS. 2 and 3, decisive if they are used as wattmeters be used.

Es ist ofensichtlich, daß in verschiedener, für einen Durchschnittsfachmann naheliegender Weise von der dargestellten Anordnung abgewichen werden kann, ohne daß dadurch der allgemeine Erfindungsgedanke verlassen wird.It is evident that in various ways to one of ordinary skill in the art obvious way can be deviated from the arrangement shown without that thereby the general idea of the invention is abandoned.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrodynamometric wattmeter arrangement, at to compensate for the power consumption in the voltage branch of the dynamometer a voltage that depends on the stress developing, the torque the opposite torque of the useful current by one of the rotatable system of the dynamometer magnetically separated and mechanically connected to the same Moving coil system is generated, characterized in that electrical transmission means are provided from the flowing through the voltage coil of the dynamometer Current is proportional to the square of the voltage developing at the load Derive voltage, the said additional moving coil system, preferably one rotating coil arranged in a manner known per se on the axis of the dynamometer coil, is fed.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the electrical transmission means for deriving a to the square of the voltage coil flowing through Current proportional signal voltage from one of which flows through the voltage coil Current controlled and preferably a DC amplifier controlling thermocouple exist.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that with the Axis of the moving coil of the electrodynamometer one in a permanent magnetic field rotatable coil is connected and this coil with one of the permanent magnetic Field superimposed alternating voltage field generating coil fed back via an amplifier and one in terms of amplitude and phase of the position of the moving coil in Magnetic field-dependent alternating voltage is generated in a frequency discriminator is converted into a direct current, in the negative direction of the moving coil is supplied, and that the amplified direct current generated by the thermocouple also fed to the moving coil in order to achieve the desired compensation effect will. Publications considered: Austrian Patent No. 183132; U.S. Patent No. 2,054,020; British Patent No. 274 575.