AT219141B - Vorrichtung zur integrierenden Bestimmung des Produktes zweier physikalischer Größen, insbesondere des elektrischen Energieverbrauches - Google Patents

Vorrichtung zur integrierenden Bestimmung des Produktes zweier physikalischer Größen, insbesondere des elektrischen Energieverbrauches

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AT219141B
AT219141B AT361660A AT361660A AT219141B AT 219141 B AT219141 B AT 219141B AT 361660 A AT361660 A AT 361660A AT 361660 A AT361660 A AT 361660A AT 219141 B AT219141 B AT 219141B
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Rai-Ko Dr Sun
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  Vorrichtung zur integrierenden Bestimmung des Produktes zweier   physikalischer Grössen, insbesondere   des elektrischen
Energieverbrauches   Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur integrierenden Bestimmung des Produktes zweier physikalischer Grössen, insbesondere zur Bestimmung des elektrischen Energieverbrauches, die keine bewegten Teile enthalten. 



  Bei bisher bekannten Vorrichtungen zur Bestimmung des Produktes zweier physikalischer Grössen werden dieselben, sofern es sich nicht bereits um elektrische Grössen handelt, jeweils in ihrem Werte entsprechende proportionale, einander gleiche oder unterschiedliche elektrische Einheiten-Strom bzw. 



  Spannung - umgewandelt und einer Multiplikationsstufe zugeführt, in welcher von diesen beiden nunmehr elektrischen Grössen das Produkt gebildet wird und z. B. als diesem proportionale Spannung angezeigt werden kann. Dieses Verfahren wird insbesondere bei elektronischen Wattmetern angewendet, u. zw. vorwiegend unter Ausnutzung des Gauss-Effektes, des thermoelektrischen oder auch des Halleffektes. Diese letzte Methode hat sich am besten bewährt, da die dafür erforderlichen Schaltelemente billig und Aufbau sowie Schaltung einfach sind. Ausserdem wird hiebei direkt eine dem Strom -Spannungs-Produkt proportionale Spannung erzeugt, die entweder unmittelbar mit einem Spannungsmesser gemessen oder zum Betrieb eines mechanischen Antriebes-z. B. eines Zählwerkes - herangezogen werden kann. 



  Das elektronische Wattmeter ist gegenüber den herkömmlich aufgebauten Induktionszählern, die aus einer bei Stromentnahme aus dem Versorgungsnetz sich drehenden Zählerscheibe und einem mit dieser gekuppelten Zählwerk bestehen, also durchwegs aus bewegten Bauteilen, mit all ihren insbesondere bei langer Betriebsdauer hinlänglich bekannten Nachteilen, durchaus in der Lage, ein sich bewegendes Bauelement, nämlich die Induktionsscheibe zu ersetzen. 



  Die Verwendung als elektronisches Wattmeter ist jedoch nur eine der zahlreichen Verwendungsmögkeiten der eingangs erwähnten Multiplikationsvorrichtung. Dabei bleibt jedoch stets der Nachteil, dass im Anschluss an die elektronische Multiplikationsstufe ein dazu analoger, elektronisch integrierender Teil fehlt und daher auf eine Registrierung bzw. Summierung der jeweiligen Messwerte entweder verzichtet oder dazu eine mechanisch aufgebaute Zähleinrichtung-beispielsweise ein Zählwerk-verwendet werden muss. welche in geeigneter Weise durch die in der Multiplikationsstufe erzeugte Spannung betrieben wird. 



  Auf obiges Beispiel übertragen bedeutet dies aber, dass der Induktionszähler mit dem elektronischen Wattmeter nur zu einer Hälfte aus einem ein Produkt bildenden elektronischen Aggregat, zur andern aber aus einem das Ergebnis dieses Produktes zählenden bzw. summierenden Mechanismus besteht. Um nun zu erreichen, dass dieser zweite summierende Teil gleichfalls elektronisch arbeitet, müssen dessen mechanische Bewegungen entsprechend gesteuert, d. h. in elektronische Speicherungen umgewandelt werden. 



  Nach der Erfindung wird dies bei Vorrichtungen zur integrierenden Bestimmung des Produktes zweier physikalischer Grössen, insbesondere zur Bestimmung des elektrischen Energieverbrauches, dadurch erreicht, dass sie aus einer Multiplikationsstufe. zwei Multivibratoren, einer Subtraktionsstufe sowie schliesslich einem Impulszähler besteht, wobei die Multiplikationsstufe eine aus zwei gleichen magnetfeldabhängigen Widerstandskörpern und zweigegenüber denselben höheren Widerständen bestehende gleichstromgespeiste Messbrücke enthält und dieser ein Erregerstromkreis zugeordnet ist, welcher aus zwei in Reihe geschalteten, je einen der Widerstandskörper magnetisch beeinflussenden Erregerwicklungen sowie einem   

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 denselben parallelgeschalteten, eine einen Abgriff aufweisende Impedanz enthaltenden Stromkreis besteht,

   und dass die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen an die Reihenschaltung der Erregerwicklungen bzw. zwischen denselben und dem Abgriff der Impedanz angeschlossen sind. 



   Weitere Merkmale sowie der Aufbau der erfindungsgemässen Multiplikationsvorrichtung werden an 
 EMI2.1 
 :Multiplikationsvorrichtung im Blockschema ; Fig. 2 ein   Frequenz-Steuerspannungs-Diagramm   von zwei Multivibratoren für die Frequenzdifferenz   f-f ;   Fig. 3 das Schaltschema der in Fig. 1 angedeuteten Multivibratoren sowie der Subtraktionsstufe ; Fig. 4 mehrere Impulsdiagramme ; und schliesslich Fig. 5 und 6 je eine Hystereseschleife. 



   In Fig. 1 ist I eine Gegentaktschaltung von zwei gleichen, symmetrischen Multivibratoren n und   III,   die je von einer die Summe bzw. die Differenz aus der Ausgangsspannung Es und einer dieser überlagerten konstanten Vorspannung   Ev   bildenden Steuerspannung, einer das Produkt zweier physikalischer Grössen erzeugenden Multiplikationsstufe M, die gemäss der vorliegenden Schaltung mit einem Eingangsklemm- 
 EMI2.2 
    Ev-Eseiner Subtraktionsstufe IV zugeführt,   in der die Differenz der Impulse beider Impulsreihen 1 und 2 gebildet wird, so dass an ihrem Ausgang 6 nur eine einzige Impulsreihe 3 erscheint.

   Die Polarität der einzelnen Impulsreihen 1 bzw. 2 zueinander ist ohne Bedeutung, so dass entweder solche mit gleicher oder mit unterschiedlicher Polarität voneinander subtrahiert werden können. 
 EMI2.3 
    Es = 0Subtraktionsstufe IV, deren Impulsfolge wie   erwähnt dem jeweiligen Produkt zweier physikalischer Grössen,   z. B.   der entnommenen Elektrizitätsmenge, proportional ist, werden in einem   Impulszähler   V dauernd gezählt, wobei der integrierende Wert der Grösse des Produktes durch die Impulszahl angegeben wird. Werden der integrierenden Bestimmung die Werte von mehreren Produkten zweier physikalischer Grössen zugrunde   gelegt, z.

   B.   bei Messung der entnommenen Elektrizitätsmenge für   Mehrleitemetze,   sind dementsprechend mehrere Multiplikationsstufen vorzusehen und die Summe der an ihren Ausgängen auftretenden Gleichspannungen bzw. Gleichspannungskomponenten, ist als Steuerspannung für die Multivibratorschaltung I zu verwenden. 



   Zur Erzeugung einer Spannung, die dem Produkte zweier physikalischer Grössen proportional ist, kann die Multiplikationsstufe M beispielsweise mit den aus   der Analogie-Rechentechnik bekannten Rechenther-   mistoren arbeiten, oder es können, wie schon erwähnt, zu diesem   Zwecke der thermoelektrische   Effekt und von gewissen Halbleitern, der Halleffekt oder die Magnetfeldabhängigkeit ihrer Ohm werte ausgenutzt werden.

   Beispielsweise wird für die Ermittlung der Wirkleistung die letztere Methode verwendet und für   Zweileiternetze   eine Multiplikationsstufe M bestehend aus einer gleichstromgespeisten Messbrücke mit zwei   gleichen, magnetfeldabhängigen Widerstandskörpein   und zwei gegenüber diesen einen grossen Widerstandswert aufweisenden Widerständen, sowie einem Erregerstromkreis mit zwei in Reihe geschalteten, je einen Widerstandskörper magnetisch beeinflussenden Erregerwicklungen herangezogen. Im Erregerstromkreis kann weiter, parallel zu den Erregerwicklungen, eine, einen Abgriff aufweisende Impedanzvorgesehen sein, oder jeder Widerstandskörper wird zusätzlich einem konstanten Magnetfeld ausgesetzt.

   Bei der ersteren Ausführung werden die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen an die in Reihe geschalteten Erregerwicklungen bzw. zwischen den Erregerwicklungen und dem Abgriff der Impedanz angeschlossen. Bei der   zweiten Ausführung   werden die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen an der Messbrücke bzw. an die in Reihe geschalteten Erregerwicklungen an-   geschlossen. DieAusgangsgleichspannung   bzw. die Gleichspannungskomponente der Ausgangsspannung der Messbrücke ist in beiden Fällen ein Mass für die Wirkleistung und dient zur Steuerung der Multivibratorschaltung 1. 



   Im allgemeinen ist es notwendig, um die Multivibratoren genügend aussteuern zu können, die Ausgangssignale der Multiplikationsstufe M zu verstärken. Dazu eignet sich insbesondere eine Gegentaktschaltung von zwei in der Zeichnung weiter nicht dargestellten Magnetverstärkern, deren Arbeitswicklungen von einem Transformator mit in der Mitte angezapfter Sekundärwicklung gespeist werden. Mit einer geeigneten Vorerregung, beispielsweise durch Anordnung der Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung, können deren Steuerkennlinien derart verschoben werden, dass sie sich beim Steuerstrom Null 

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 in   einemPunkt schneiden, für   den ihre Ausgangsspannung gleich der gewünschten Vorspannung Ev ist. Eine separate Spannungsquelle braucht für diese Vorspannung nicht bereitgestellt zu werden.

   Die Arbeitswicklegen der Magnetverstärker werden hiebei an einen vom Versorgungsnetz gespeisten Stromkreis mit Mittelanzapfung angeschlossen. Die Multivibratoren sind mit ihrem gemeinsamen Anschlusspunkt an die, eine erste Ausgangsklemme der Gegentaktschaltung bildende, Mittelanzapfung und anderseits je an eine der beiden andem Ausgangsklemmen zu legen. Werden die Steuerwicklungen der Magnetverstärker an den Ausgang der Vorrichtung, beispielsweise zur Ermittlung der Wirkleistung, angeschlossen, so werden die 
 EMI3.1 
    Eydie   Gleichstromkomponente in den Arbeitswicklungen bewerkstelligt wird. Die zwei Arbeitswicklungen eines jeden Magnetverstärkers werden einerseits miteinander verbunden und anderseits an eine Sekundär- wicklung mit Mittelanzapfung eines Netztransformators angeschlossen.

   Die Multivibratoren werden je zwischen die Mittelanzapfung und einen   Verbindungspunkt zweier Arbeitswicklungengeschaltet.   Netz- spannungsänderungen beeinflussen bei der Gegentaktschaltung nur die Grösse der Spannung Ev und nicht diejenige der Spannung    Es, da   sich die Steuerkennlinien der Magnetverstärker bei Netzspannungsschwan- kungen parallel zu sich selbst verschieben und ihr Schnittpunkt auf der dem Steuerstrom Null zugeordne-   ten Ordinate bleibt. Die Änderung von E hat auf den Verlauf der resultierenden Frequenz-Steuerspannungs-Kennlinie (f-f) keinen Einfluss. 



  Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung ergibt sich dadurch, dass die Multivibratoren nicht von einem   stabilisierten Netzanschlussgerät gespeist zu werden brauchen, da Netzspannungsschwankungen sich durch eine einfache Massnahme am Magnetverstärker kompensieren lassen. Die durch Netzspannungsschwan- kungen hervorgerufene Änderung der Multivibratorfrequenz kann nämlich durch eine prozentual gleich grosse Änderung der Spannung Es ausgeglichen werden. Eine solche Änderung von Es kann am Magnet- verstärker mit einer zusätzlichen Steuerwicklung, die von einem von der Netzspannung abhängigen Strom gespeist wird, herbeigeführt werden. Bedingung für diese Kompensation ist es aber, dass die Multivibra- toren vom gleichen Versorgungsnetz gespeist werden wie die Magnetverstärker, so dass sie denselben
Spannungsschwankungen unterworfen sind. 



   Fig. 3 zeigt eine Schaltung, in der einzelne Bauteile einer Einrichtung, nach der das Verfahren durchgeführt wird, näher erläutert sind, wobei für bereits angeführte Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Die beiden Multivibratoren II und III sind gleich und symmetrisch, so dass bei der Be- schreibung für einen Multivibrator in bezug auf seine Bauelemente und deren Schaltung das gleiche gilt, wie für den andern. Der Multivibrator II enthält zwei Transistoren 7 und 8, von denen der Kollektor des
Transistors 7 über eine RC-Kopplung 9,10 mit der Basis des Transistors 8 und über eine RC-Kopplung 11,
12 mit der Basis des Transistors 7 gekoppelt ist. Die Emitter der beiden Transistoren liegen an Erde.

   Die
Basen der beiden Transistoren 7, 8 sind über RC-Kreise 15-20 an eine Eingangsklemme 13, analog dazu die Basen der Transistoren 7', 8'an eine Eingangsklemme 14, gelegt. Die RC-Kreise bilden eine Par- allelschaltung, die aus einem ohmschen Widerstand 15 bzw. 16 und einer diesen parallelgeschalteten
Reihenschaltung, bestehend aus einem ohmschen Widerstand 17 bzw. 18 und einer   Kapazität   19 bzw. 20, vorgesehen ist. Zur Vervollständigung der Schaltung seien noch Widerstände 21,22 erwähnt, die sich im
Kollektorkreis des Transistors 7 bzw. 8 befinden. Der Multivibrator III, dessen dem Multivibrator II glei- che Schaltelemente mit   7'-22bezeichnet   sind, ist mit letzterem durch Anschlusspunkt 23, 24 verbun- den, wobei an den Anschlusspunkt 23 negatives und an den Anschlusspunkt 24 positives Potential angelegt wird.

   Als Spannungsquelle dient hiefür eine Batterie B. Die Ausgänge 4 bzw. 5 der Multivibratoren II und
III sind mit Eingangsklemmen 25,26 der Subtraktionsstufe IV verbunden, welche die Differenz der beiden
Impulsreihen 1 und 2 bildet. 



   Die Subtraktionsstufe IV besteht aus vier   ferromagoetischen   Kernen   27-30,   von denen die Kerne 27 und 28 je zwei Eingangswicklungen 31,32 bzw. 33,34 und die Kerne 29 und 30 jeweils eine Eingangs- wicklung 35 bzw. 36 und eine Vormagnetisierungswicklung 37 bzw. 38 tragen. Ausserdem ist auf jedem
Kern jeweils eine Ausgangswicklung 39,40, 41 bzw. 42 vorgesehen. Der Wicklungssinn der beiden auf jeweils einem Kern 27 bzw. 28 angeordneten zwei Eingangswicklungen 31,32 bzw. 33,34, sowie der jeweils auf dem Kern 29 bzw. 30 angeordneten Eingangs- und Vormagnetisierungswicklungen 35,37 bzw.
36,38 ist derart, dass die durch sie erzeugten Magnetfelder in ihrer Richtung einander entgegengesetzt sind.

   Die Eingangswicklungen 31 und 36 sind in Reihe geschaltet und einerseits über ein RC-Glied 43,44, einen Transistor 45 und einen Widerstand 46 mit der Eingangsklemme 25 der Vorrichtung und anderseits mit dem negativen Pol der Batterie B verbunden. Ebenso sind die Eingangswicklungen 32, 34 und 35 in
Reihe geschaltet, wobei das freie Ende der Eingangswicklung 32 über ein RC-Glied 47, 48, einen Transi- 

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 stor 49 und einen Widerstand 50 mit der Eingangsklemme 26 und das freie Ende der Eingangswicklung 35 mit dem negativen Pol der Batterie B verbunden ist. Die Eingangswicklung 33 des Kernes 28 ist einerseits über ein RC-Glied 51,52 und einen Transistor 53 mit der Ausgangswicklung 39 des Kernes 27 und anderseits über einen Widerstand 54 mit der negativen Klemme der Batterie B verbunden.

   Die Vormagnetisie-   rungswicklungen   37 bzw. 38 werden von der Batterie B über Widerstände 55 bzw. 56 mit einem konstanten Strom gespeist. In den Ausgangsstromkreisen der Kerne 28 und 29 sind Dioden 57 bzw. 58 und Regulierwiderstände 59 bzw. 60   vorgesehen. Gemäss   der Schaltung wirken die an den Regulierwiderständen auftretenden Spannungen einander entgegen und die resultierende Spannung erscheint an Klemmen 61, 62, welche über eine Diode 63 und einen Regulierwiderstand 64 miteinander verbunden sind. Desgleichen befindet sich im Ausgangsstromkreis des Kernes 30 eine Diode 65 und ein Regulierwiderstand 66. Die Re-   gulierwiderstände 64,   66 sind wie die Regulierwiderstände 59,60 geschaltet, so dass die an ihnen auftretenden Spannungen ebenfalls einander entgegenwirken.

   Die resultierende Spannung wird über einen Widerstand 67 einem Schaltelement, beispielsweise einen Transistor 68 zugeführt, das über einen Widerstand 69 von der   BatterieB gespeist wird. Der   Transistor 68 lässt nur Impulse mit negativer Polarität gegen Erde durch und gibt zwischen der Ausgangsklemme 6 und Erde gleichgerichtete, verstärkte Spannungsimpulse der neugebildeten Impulsreihe ab. 



   Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist mit Hilfe der in Fig. 4 dargestellten Diagram- me   a - k   näher erläutert. Die beiden Impulsreihen 1 und 2, deren Differenzfrequenz ermittelt werden soll, werden den Eingangsklemmen 25 bzw. 26 zugeführt. Die Polarität der beiden zu vergleichenden Im- pulsreihen 1 und 2 ist hiebei ohne Bedeutung. In unserer beispielsweisen Ausführung wird angenommen, dass beide Impulsreihen aus Impulsen negativer Polarität zusammengesetzt sind. Sie gelangen nach Ver- stärkung durch die Transistoren 45 bzw. 49 an die Eingangswicklungen 31 und 36 bzw. 32, 34 und 35. Da die Eingangswicklungen 31 und 32 des Kernes 27 einen entgegengesetzten Wicklungssinn haben, ist im
Diagramm a der Fig. 4 die Impulsreihe der Frequenz   f2   positiv und im Diagramm b diejenige der Fre- quenz fi negativ dargestellt worden.

   Der Gesamteinfluss der beiden Impulsreihen auf die Magnetisierung des Kernes 27 lässt sich sowohl aus dem Diagramm c, das sich aus den Diagrammen a und b zusammen- setzt, wie auch aus dem Verlauf der Hystereseschleife der Kerne in Fig. 5 ersehen. Die durch die Impulse erzeugte Feldstärke ist nämlich grösser als es für die eigentliche Sättigung des Kernes erforderlich wäre. 



  Gemäss Fig. 5 ist dies dadurch veranschaulicht, dass die Impulsamplitude der Impulse 70 und 71 die Sättigungsfeldstärke Hs überragt. Beim Auftreten des ersten Impulses 72 der Impulsreihe c, steigt die Magnetisierung des Kernes plötzlich bis zu seiner magnetischen Sättigung an. In der Ausgangswicklung 39 wird daher an Stelle der Vorderflanke des Impulses 72 ein differenzierter, positiver Spannungsimpuls induziert, wie es das Diagramm d zeigt. Die Rückflanke des Impulses 72 ruft keinen so grossen Impuls mehr in der Ausgangswicklung 39 hervor, da die Magnetisierung des Kernes nunmehr gemäss dem fast horizontalen oberen Ast der Hystereseschleife verläuft. Erst beim Ummagnetisieren des Kernes durch den erstfolgenden, negativen Impuls 73, tritt wieder ein differenzierter, diesmal negativer Spannungsimpuls in der Ausgangswicklung 39 auf.

   In letzterer wird auf diese Weise eine Spannung induziert, deren Verlauf aus dem Diagramm d hervorgeht. Der Transistor 53 verstärkt aber nur die negativen Impulse und verbreitert sie, so dass Impulse, wie sie im Diagramm e dargestellt sind, entstehen, die dann der Eingangswicklung 33 des nächsten Kernes 28 zugeführt werden. Der Einfluss der Impulse e zusammen mit dem der Eingangswicklung 34 zugeführten Impuls a ergibt sich aus dem Diagramm f, in dem nun beide Impulsreihen summiert dargestellt sind. An der Ausgangswicklung 40 des Kernes 28 treten dann die im Diagramm g dargestellten Spannungsimpulse auf. Von diesem werden die negativen durch die Diode 57 gesperrt, so dass nur positive Impulse am Regulierwiderstand 59 erscheinen.

   Die an einer konstanten Spannung liegende Vormagnetisierungswicklung 37 bewirkt eine Vormagnetisierung des Kernes 29, in Fig. 6 mit 74 veranschaulicht, die grösser ist, als die Sättigungsfeldstärke    EIS   dieses Kernes. Die Amplitude der der zweiten Eingangswicklung 35 zugeführten Impulse a ist so gross, dass der Kern 29 durch jeden Impuls a vollständig aus der negativen Induktion-B in die positive +B und wieder zurück in die   negative-B magnetisieM   wird. An der Ausgangswicklung 41 erscheint daher eine Impulsfolge wie sie im Diagramm h gezeigt wird. Die an der Vorder-und Rückflanke der Impulse a entstehenden Spannungsspitzen sind nun gleich gross, Die Diode 58 sperrt die negativen Ausgangsimpulse des Kernes 29 und lässt nur die positiven durch den Regulierwiderstand 60 fliessen.

   Da die Spannungen an den Regulierwiderständen 59 und 60 gegensinnig wirken, werden die an ihnen auftretenden Impulsreihen einander subtraktiv   überlagert. Ihre Amplitude   kann durch entsprechende Einstellung der Regulierwiderstände 59,60 auf gleiche Grösse gebracht werden. Da für jeden Impuls der Impulsreihe a und b am Regulierwiderstand 59 bzw. 60 ein positiver Impuls g bzw. h auftritt, und die Impulse b darstellenden positiven Impulse der Impulsfolge g immer mit positiven Impulsen der 

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Impulsfolge h zusammentreffen, erscheint an den Klemmen 61,62 eine Impulsfolge, deren Impulsfolge- frequenz gleich der Differenz der Frequenzen f und f der Impulsreihen a und b ist, wie das Diagramm i zeigt. 



   Hätten die Impulse der beiden Impulsreihen   l,   2 gleiche Frequenz und gleiche Form und wären sie zueinander gegensinnig in Phase so würden an den Klemmen 61,62 positive Impulse mit derselben Fre- quenz, wie die der Impulse a, b, auftreten. Um zu vermeiden dass in diesem Fall am Ausgang der Vor- richtung Impulse erscheinen, die eine von Null abweichende Differenzfrequenz vortäuschen könnten. ist der ferromagnetische Kern 30   vorgesehen. Seine Vormagnetisierungswicklung   38 liegt, ebenso wie die des
Kernes 29, an einer Vorspannung, die die in der Fig. 6 mit 74 angedeutete Vormagnetisierung ergibt. Die über die Vormagnetisierungswicklung 38 geleiteten Impulse b, werden daher differenziert und es entste- hen, die im Diagramm j dargestellten Impulse.

   Durch die Diode 65 wird erreicht, dass am Regulierwider- stand 66 nur positive Spannungsimpulse auftreten. Wenn die letzteren nun mit den am Regulierwiderstand
66 auftretenden Impulsen h zusammenfallen, was unter den angenommenen Umständen der Fall ist, so heben sie sich bei zwei Impulsreihen nach dem vorstehend angeführten Beispiel gegenseitig auf und die
Ausgangsspannung zwischen der Klemme 6 und Erde ist gleich Null. Fallen die Impulsreihen h und j nicht zusammen, so werden nur die am Regulierwiderstand 64 auftretenden Impulse durch den Transistor
68 verstärkt, die am Widerstand 66 auftretenden dagegen gesperrt, weil der Transistor 68 nur Impulse durchlässt, die gegenüber Erde negativ polarisiert sind. Die RC-Netzwerke 43 und 44 bzw. 47 und 48 so- wie die Transistoren 45 und 49 dienen dazu, die Rechteckform der zugeführten Impulse zu verbessern. 



   Der Transistor 53 mit den Netzwerken 51 und 52 dient dazu, die Ausgangsimpulse d des Kernes 27 um so- viel zu verstärken, dass eine zur Erregung des Kernes 28 genügend grosse Stromamplitude entsteht. Ob- schon die Ausgangsimpulse der Kerne 28 bzw. 29 mittels der Diode 57 bzw. 58 bereits gleichgerichtet sind, ist es doch vorteilhaft, die Spannung an den Klemmen 61,62 nochmals über die Diode 63 gleich- zurichten. Sind nämlich die an den   Regulierwiderständen   59,60 auftretenden Impulse nicht ganz genau identisch und in Phase, so entstehen nach ihrer Überlagerung doch noch Restimpulse entgegengesetzter
Polarität. 



   Zur Zählung und Registrierung der Impulse der auf diese Weise erzeugten Impulsreihe 3 deren Fre- quenz dem Produkt zweier physikalischer Grössen proportional ist, wird sie, wie schon ausgeführt, einem
Impulszähler V zugeführt. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Vorrichtung zur integrierenden Bestimmung des Produktes zweier physikalischer Grössen, insbeson- dere zur Bestimmung des elektrischen Energieverbrauches, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer 
 EMI5.1 
 einem Impulszähler (V) besteht, wobei die Multiplikationsstufe (M) eine aus zwei gleichen magnetfeldabhängigen Widerstandskörpem und zwei gegenüber denselben höheren Widerständen bestehende gleichstromgespeiste Messbrücke enthält und dieser ein Erregerstromkreis zugeordnet ist, welcher aus zwei in Reihe geschalteten, je einen der Widerstandskörper magnetisch beeinflussenden Erregerwicklungen sowie einem denselben parallelgeschalteten, eine einen Abgriff aufweisende Impedanz enthaltenden Stromkreis besteht, und dass die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen an die Reihenschaltung der Erregerwicklungen bzw.

   zwischen denselben und dem Abgriff der Impedanz angeschlossen sind.

Claims (1)

  1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplikationsstufe (M) aus mindestens einem Multiplikationsorgan besteht, das eine aus zwei gleichen magnetfeldabhängigen Widerstandskörpem und zwei gegenüber denselben hohen Widerständen bestehende gleichstromgespeiste Messbrücke enthält und dieser ein Erregerstromkreis zugeordnet ist, welcher aus zwei in Reihe geschalteten, je einen der Widerstandskörper magnetisch beeinflussenden Erregerwicklungen besteht, und dass auf jeden Widerstandskörper zusätzlich ein konstantes Magnetfeld einwirkt, wobei die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen an die Messbrücke bzw. an die Reihenschaltung der Erregerwicklungen angeschlossen sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Multivibratoren (II und III) in Gegentaktschaltung (I) angeordnet sind.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Multivibratoren (II und III) je in Reihe mit dem Eingang jedes Verstärkerelementes, dessen Ausgang über ein RC-Netzwerk mit dem Eingang des anderen gekoppelt ist, ein ohm'scher Widerstand (15 bzw. 16) sowie <Desc/Clms Page number 6> eine diesem parallele Reihenschaltung angeordnet ist, welche aus einem ohm'schen Widerstand (17 bzw.
    18) und einer Kapazität (19 bzw. 20) besteht.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Multivibratoren (II und III) je aus zwei Transistoren (7-8 bzw. 7'-8') bestehen, deren Emitter mit dem positiven Pol und deren Kollektor über je einen Widerstand mit dem negativen Pol einer Batterie (B) verbunden sind, und dass der Kollektor jedes Transistors (7 - 8 bzw. 7'-8') über ein RC-Netzwerk mit der Basis des andem gekoppelt ist sowie ferner die Basen der Transistoren (7 - 8 bzw. 7'-8') je über ein RC-Netzwerk an die ihrem Multivibrator (11 bzw. III) zugehörige Anschlussklemme (13 bzw. 14) angeschlossen sind.
    6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Subtraktionsstufe (IV) zur Ermittlung der Differenzfrequenz beider Impulsreihen (1, 2) aus mehreren geschlossenen ferromagnetischen Kernen (27,28, 29 und 30) mit mindestens annähernd rechteckiger Hystereseschleife besteht, von denen zwei Kerne (27 und 28) je zwei Eingangswicklungen (31,32 bzw. 33,34) und zwei Kerne (29,30) je eine Eingangswicklung und je eine Vormagnetisierungswicklung (35,37 bzw. 36,38) mit derartigem Wicklungssinn tragen, dass die im Kern durch die stromdurchflossenen Eingangswicklungen erzeugten Felder gegensinnig sind, dass ferner diese Kerne aber jeweils nur eine Ausgangswicklung (39, 40,41 und 42) aufweisen und dass von zwei in ihrer Impulsfolge unterschiedlichen Impulsreihen (1 und 2) jeder jeweils eineEingangswicklung (31 bzw.
    32) des ersten ferromagnetischen Kernes (27) zugeordnet Ist und für das von dessen Ausgangswicklung (39) abgenommene Signal ein mit verstärkender und gleichrichtender Wirkung zugleich arbeitender Transistor (53) vorgesehen ist, für dessen gleichgerichtetes und verstärktes Signal auf dem Kern (28) eine Eingangswicklung (33) sowie für die Impulsreihe mit der grösseren Frequenz (f) eine weitereEingangswicklung (34) angeordnet sind, und dass eine Vormagnetisierungswicklung (37) des dritten ferromagnetischen Kernes (29) an einer konstanten Spannung liegt, wodurch eine Vormagnetisierung erzielt wird, die grösser als die eigentliche Sättigungsfeldstärke ist und ferner auf dem dritten ferromagnetischen Kern (29) eine Eingangswicklung (35) zur Aufnahme der Impulsreihe mit der grösseren Frequenz (f) angeordnet ist,
    wobei zur Gleichrichtung des auf der Ausgangswicklung (41) dieses Kernes abgenommenen Signales eine Diode (58) vorgesehen ist und zur subtraktiven Überlagerung mit dem Ausgangssignal des zweiten ferromagnetischen Kernes (28) Regulierwiderstände (59,60) derart geschaltet sind, dass die an ihnen auftretenden Spannungen einander entgegenwirken, und dass zur abermaligen Gleichrichtung des resultierenden Signales eine Diode (63) sowie zur abermaligen subtraktiven Überlagerung mit dem gleichgerichteten Ausgangssignal des vierten ferromagnetischen Kernes (30) entsprechend geschaltete Regulierwiderstände (64,66) vorgesehen sind, wobei am ferromagnetischen Kern (30) zur Zuführung der Impulsreihe mit der kleineren Frequenz (f) eine Eingangswicklung (36) sowie eine Vormagnetisierungswicklung (38) angebracht sind,
    welch letztere ebenfalls an gleichbleibender Spannung liegt, und dass schliesslich zur Gleichrichtung und Verstärkung des neugewonnenen resultierenden Signals ein Transistor (68) angeordnet ist. EMI6.1 dadurchgeführt werden.
    8.-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Ausgangswicklung (39) des ersten ferromagnetischen Kernes (27) abgenommene Ausgangssignal (d) über ein RC-Netzwerk (51, 52) und einen Transistor (53) der einen Eingangswicklung (33) des zweiten ferromagnetischen Kernes (28) zugeführt wird.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammengesetzte Signal einem Transistor (68) zugeführt wird.
    10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung vorgesehen sind, die je zwei Arbeitswicklungen aufweisen, die einerseits miteinander verbunden und anderseits an eine Sekundärwicklung mit Mittelanzapfung eines vom Versorgungsnetz gespeisten Netztransformators angeschlossen sind und die Multivibratoren einerseits mit ihrem gemeinsamen Anschlusspunkt an der Mittelanzapfung und anderseits je an dem Verbindungspunkt zweier Arbeitswicklungen eines Magnetverstärkers liegen.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetverstärker neben den Steuerwicklungen eine in Abhängigkeit von der Netzspannung gespeiste Steuerwicklung aufweisen und die Multivibratoren von einem unstabilisierten, an dasselbe Versorgungsnetz wie die. Magnetverstärker-Gegentaktschaltung angeschlossenen Netzgerät gespeist sind.
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