DE2443351A1 - Strommessgeraet - Google Patents

Description

Strommessgerat

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ueberwachen einer Messeinrichtung, die an eine Belastung angeschlossen ist, die ein elektrischer Strom durchfliessen kann, von welcher Belastung ein erstes Ende durch eine erste Versorgungsleitung mit einer ersten Versorgimgsklenirne und durch eine erste Messleitung mit einer ersten Messklemme und von der ein zweites Ende durch eine zweite Versorgungsleitung mit einer zweiten Yersorgunsslclemnie "und durch eine zweite Messleitung mit einer zweiten Mpsskieinnie verbunden ist, wobei zwischen den Versorgungskleiamen ein Generator und r./ischen den Messkleir.nien. e5.n Messgcriit angesclilossen ist. Derartige-Anordnungen werden allße;nein verwendet* Die Messlei tunken .siii'i von den Yi:r5orsx;;;sleitunr?i:i so gatroant, da.=-." ihr

509813/0815

— /2 «*

Widerstand schrie Ueberg-a.ngsY.rider st feinde keinen Einfluss auf die Hessung ausüben. Das Messgerät ist der zu messenden Grosse angepasst. Die Belasttirig kann ein Nutzapparat sein, der durch eine vorgeschriebene Spannung erregt werden muss» So kann das Messgerät ein Voltmeter sein, Venn, die Belastung ein · Messwiderstand ist, den ein fester Strom durchfHessen muss, kann das Hessgerät ein Millivoltmeter sein. Wenn eine der vier erwähnten Leitungen unterbrochen ist, gibt es ein Problem. Dies ist sogar schon dann der Fall, wenn der Widerstand einen Grenzwert überschreitet. Dabei sinkt der am Messgerät gemessene Strom ab, bei Unterbrechungen sogar bis auf Null, Bei der Unterbrechung einer Versorgungsleitung tritt noch kein Messfehler auf. Oft jedoch wird ein Ausgangssignal des Messgerätes als Regelsignal für den Generator verwendet. Das dadurch erfolgende Hochregeln der Versorgungsspannung kann eine Gefahr "■ für das Messgerät bilden. XJm auf einfache Weise das Intaktsein der vier erwähnten Leitungen zu überwachen, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Messklemme ein. überbrückender Widerstand geschaltet ist,' dessen Wert in bezug auf den Widerstandswert der* Beleistunggross ist, und dass zwischen jeder der beiden Messklemmen und einer jeweiligen Versorgungsklerarae ein Spannungsunterschieds" Signalgeber angeschlossen ist.

Venn eine der vier Leitungen unterbrochen ist, arbeitet der erwähnte UoberbrLickungsviiderstand \r±Q ein Kurzschluss. Dadurch lindert sich das Potential ^n einen seiner tndsn, vas

509813/0815
BAD ORIGINAL

durch einen Spaixaungsunterschiedssigiialgeber detektiei"bar ist. Das resultierende Signal kann z,B« als Fehlsignal arbeiten«

Es ist vorteilhaft, wenn die Spanniingsimt&rschiedssignalgeber Transistoren sind und das erwähnte Signal eine Stromänderung ist. Transistoren können bereits durch geringe Spannungsunterschiede vom leitenden in den gesperrten Zustand gebracht werden und haben deswegen eine sehr gute Eignung hierfür.

Es ist vorteilhaft, wenn der Stromverbindungsweg

Emitter-Ivollektor des einen Transistors an eine Steuerelektrode des zweiten Transistors angeschlossen ist»

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig, 1 eine Anordnung nach dem Stand der Technik mit

einem Generator GEN, einem Voltmeter V, einer Belastung R1

mit Enden 5 und 6, zwei Versorgungslclemmen 1 und h und zwei Messklemmen 2 und 3· Die Versorgungsleitungen und Messleitungen sind durch Wellenlinien wiedergegeben. Damit ist angegeben, dass die Belastung in einer Entfernung angeordnet sein kann. Es ist dann oft schwer, dauernd -zu prüfen, ob alle diese Leitungen ungestört vorhanden sind. Die Spannung an der Belastung wird mit dem Voltmeter V geraessen. Ein Vo Itmeterau*; gangs· signal wird dem Generator GEN als Regelsignal zugeführt. Wenn eine der Versorgungsleitvusgen oder Messleitung-en unterbrochen wird, fällt das Messignal fort« Darauf steuert das Regelsignal die Ausgangfcspaummg des Generators hoch. Diac haaa

509813/0815

sehr unerwünscht sein, z.B. veil ein Ausgangslcondensator des Generators GEN durch eine so hohe Spannung Schaden ninint, Auch ist übrigens in einem solchen Falle das Nachsteuern ungerechtfertigt. Eg wird dann ein Fehlsignal benötigt. Dies ist besonders dann notwendig, wenn der Strom in der Belastung R1 nur kurze Zeit von einem Normwert abweichen darf. Es ist bekannt, auf ein Fehlsignal geeignete I-iassnahmen zu treffen. Die Belastung R1 1 mn verschiedener Art sein'und aus vielen Arten von Einzelteilen bestehen. Das System kann mit Gleichstrom betrieben werden. Es ist genau so gut möglich, das System mit 1/echselstrom zu betreiben; gegebenenfalls kann die Belastung R1 Teil eines Zweiges eines 3-Pha-sen-Vechselstromnetzwerkes sein.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Anordnung. Neben den oben erwähnten Einzelteilen enthält die Anordnung einen Widerstand R2 und zwei Spannungsunterschiedsignalgeber S1 und S2. Venn alle vier Leitungen vorhanden sind, gibt es zwischen der Klemme 1 und dem Ende 5 nur einen geringen Spannungsunterschied, weil die normale Impedanz dieser Leitung niedrig ist, Die Leitung zwischen der Klemme 2 und dem Ende führt nur wenig Strom, so dass auch der Spannungsunterschied an dieser Leitung nur gering ist. Die Impedanz des Viderstandes R2 ist höher als die Belastung R1, z.B. zehnmal höher. Auf diese !.'eise ist der Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 1 und 2 gering und der Spannungsunterschiedsignalgeber S1 legt daher kein .Signal an den Generator -GEN. Wonn

509813/0815

BAD ORIGINAL

die Leitung zwischen der Klemme 1 und dem Ende 5 unterbrochen ist, nimmt 5 dasselbe Potential an wie die Klemme K: dabei liegt zwischen den Klemmen 1 und 2 nahezu die Aus gangs spannung des Generators GEN". In diesem Fall erfüllt der 'Widerstand RZ keine .besondere Funktion. Wenn die Leitung zwischen der Klemme und dem Ende 5 unterbrochen ist, wird der Strom durch den Widerstand R2 zum grössten Teil unterbrochen. Der Widerstand des Spannungsunterschiedssignalgebers S1 zwischen den Klemmen und 2 ist in bezug auf den Widerstand R2 gross. Dabei ver~ schwindet dex¹ Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 2 und praktisch völlig. Dadurch führt die Klemme 2 nahezu das Potential der Versorg-ungsklemnie 4, und es liegt zwischen den Klemmen 1 ^ind 2 nahezu die Aus gangs spannung des Generators GEN, Dies wird detektiert und S1 steuert den Generator GEN mit

einem Fehlsignal an. Entsprechende Folgen hat eine Unteri
brechung in einer der zwei anderen Leitungen,

Fig. 3 zeigt eine zweite erfindungsgemässe Anordnung, Als neue Elemente sind die UnterschiedsSignalgeber S3 und Sh vorgesehen, Wenn die Leitung zwischen der Klemme 1 und dem Ende 5 unterbrochen ist, nimmt die Klemme 2 nahezu dasselbe Potential wie die Klemme h an. Gleiches gilt bei einer Unterbrechung in der Leitung zwischen der Klemme 2 und den Ende 5· Der Spannungsunterschiedssigna-lgeber S^ detektiert das Wegfallen eines Spannungsunterschiedes und steuert den Generator GEIi mit einem Fehl signal an,

Fig. h zeigt eine ausführliche Schaltung der Fi,-*·« 2_C

50981 3/0-81 S

Neben den oben bereits erwähnten Einzelteilen sind weiter vorhanden! vier Widerstände R3 ... 6, zwei Transistoren Ϊ1 land T2 und vier Klemmen K1 ... 4, An die Klemme K1 kann der positive Pol einer Gleichstromquelle (GEN") -und an die Klemme K2 der negative Pol angeschlossen werden, ¥enn alle Klemmen 1 ... h mit den entsprechenden Enden der Belastung verbunden sind, gibt es zwischen den Klemmen 1 und 2 mir einen Susserst geringen Spanmtngsunterschied, z.B. in der Grossanordnung von 10 inVolt. Dadurch bleibt der Transistor T1 gesperrt. Die Messklemme 3 liegt an Erde, der Messerde. Die Klemme K3 muss an eine positive Versorgungsspannung angeschlossen werden. Zwischen den Klemmen 3 und k liegt gleichfalls nur ein geringer Spannungsunterschied, so dass die Klemme K2 nahezu an Erde liegt und die Klemme K1 ein positives Potential führt. Durch den geringen Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 3"' und h ist auch der Transistor T2 gesperrt. Dadurch führt die Klemme KA ein hohes Potential,

Wenn die Verbindung zwischen der Versorgungsklemme 1 und dem Ende 5 unterbrochen ist, durchfliesst die Belastung R1 kein' Vex-sorgungsstrom. Es gibt .somit keinen Spannungsabfall zwischen den Enden 5 und 6, so dass die'Klemme 2 Erdpotential annimmt. Die Basiselektx-ode des Transistors T1 hat jetzt ein verhältnisnässig niedriges Potential und dieser Transistor wird aufgesteuert,

Wenn die Verbindung zwischen, der Messkierrrae 2 und den Ende' 3 unterbrochen ist, fliesst- dor Ver sorgungsstroin LiJ),r;cher:jnt *

509813/0815

Der Basisstrom des Transistors T1 ist klein und seine Basiselektrode .führ nahezu Erdpotential. Wie obon beschrieben, wird der Transistor T1 somit wieder aufgesteuert, Wenn der· Transistor T1 leitet, führt sein Kollektor ein hohes Potential, was auch für das vom Transistor T1 abgewandte Ende des Widerstandes RA gilt.

Wenn die Verbindung zwischen der Versorgungsklemme h und dem Ende 6 unterbrochen ist, durchfliesst die Belastung R1 kein Versorgungsstrqm mehr. Zwischen den Klemmen 3 und h liegt dann nahezu die volle Yersorgungsspannung und die Basiselektrode des Transistors T2 führt ein verhältnismässig hohes Potential,

Wenn die Verbindung zwischen der Messklemme h und dem Ende 6 unterbrochen ist, fliesst der Versorgungsstrom ungehemmt. Somit bleibt der Transistor T1 gesperrt. Der Basis-ι ■ ■ ·.

ström des Transistors T2 ist klein, wodurch .seine Basiselektrode sowie das Ende 5 nahezu Erdpotential führen. Dadurch ist die Basiselektrode des Transistors T2 verhältnismässig ho ch,

Wenn eine der vier Klemmen 1 .., h nicht ^n das zugehörige Ende der Belastung R1 angeschlossen ist, ist somit immer die Basiselektrode des Transistors T2 verhältnismässig hoch, Dies trifft auch zu, wenn die Klemmen 1 und 2 gleichzeitig nicht angeschlossen sind, und gilt weiter, wenn die Klemmen 3 "und h zugleich nicht angeschlossen sind. Dabei wird der Transistor T2 leitend, wodurch seine ICollektorelektrode ein verhältnismässig

509813/0815

niedriges Potential annimmt, was als Fehlsignal gilt.

Die Widerstände R3, Rk und R5 sind Einstellwiderstände. Sie werden durch die "Versorgungsspannung zwischen den Klemmen KT und K2 und dem Transistortyp bestimmt. In gewissen Umständen können sie entfallen,

Fig. 5 gibt eine Detailschaltung der Fig. 3. Die SchaItim£; enthält neben den oben-en'Slmten Einzelteilen zwei Transistoren T3 und Τ4, vier Widerstände R7 ... 10 und vier Klemmen K5 ... 8, Die Klemme K1 wird wiederum an den positiven Ausgang eines weiter nicht gezeichneten Generators angeschlossen. Die Klemme K2 wird an den negativen Ausgang des Generators angeschlossen. Die Klemme K5 wird an den positiven Ausgang einer Spannimgsquelle angeschlossen. Die Klemme K6 wird an den negativen Ausgang einer Spannungsquelle angeschlossen. Im normalen Zustand (alle Verbindungen·und der Versorgungsstrom sind vorhanden) leiten beide Transistoren T3 und Tk, Dabei liegt die Klemme KJ auf einem niedrigen Potential gegenüber der Klemme K5 und die Klemme K8 auf einem hohen Potential gegenüber der Klemme K6.

Wenn die Verbindung zwisehen der Klemme 1 und dem Ende 5 der Belastung R1 unterbrochen ist, nimmt die Klemme das Potential der Klemme K2 an, wodurch der Transistor Tk gesperrt wird. Dadurch liefert die Spannungsquelle keinen Strom mehr, so dass auch der Transistor T3 sperrt. Wenn die Verbindung zwischen der Klemme 2 und dem Ende 5 unterbrochen wird, nimmt die Klemme 2 ein niedriges Potential an, so dass der Transistor T^ gesperrt wird. Entsprechende Erscheinungen

509813/0815.

treten bei Unterbrechung einer Verbindung zum Ende 6 auf.

¥ie bei der Fig. h beschrieben, liegt an der Klemme K7 und/oder K8 wiederum ein Fehlsignal«

50981 3/0815

Claims (2)

1. 2U3351

   PATENTANS PRUEC HE

   1J Anordnung zum Ueberwachen einer Messeinrichtung die an eine Belastting angeschlossen ist, die' ein elektrischer Strom durchfliessen kann, von welcher Belastung ein erstes Ende durch eine erste Versorgungsleitung mit einer ersten Versorgungsklemrne und durch eine erste Messleitung mit einer ersten Messklemme und von der ein zweites Ende durch eine zweite Versorgungsleitung mi-t einer zweiten Versorgungsklemme und durch eine zweite Messleitung mit einer zweiten Messklemme verbunden ist, wobei zwischen den Versorgungsklemmen ein Generator und 'zwischen den Messklemmen ein Messgerät angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten (2) und der zweiten (3) Messklemme ein überbrückender Widerstand (R2) geschaltet ist, dessen Wert in bezug auf den Widerstandswert der Belastung (Rl) gross ist, und dass zwischen jeder der beiden Messklemmen (2;3) und einer jeweiligen Versorgungsklenune (i ;4) ein Spannungsunterschieds Signalgeber (S1;S2) angeschlossen ist,
2. 2. Anordnung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsunterschiedssignalgeber Transistoren sind und das erwähnte Signal eine Stromänderung ist, 3» Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strornverbindungsweg Emitter-Kollektor des einen Transistors (TI) an die Steuerelektrode des zweiten Transistors (T2) angeschlossen ist.

   509813/0815