CH669674A5 - - Google Patents

Description

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2 2nd

PATENTANSPRUCH Digitaler Wechselspannungs-Effektivwertmesser, der einen Messkanal (1) und einen Testkanal (5) enthält, wobei jeder dieser Kanäle (1,5) aus einem Umschalter (2, 6), einem mit diesem in Reihe liegenden Wechselspannungsverstärker (3, 7) und einem dahinter geschalteten Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformer (4, 8) besteht, dessen Eingang im Messkanal (1) am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers (3) dieses Kanals (1) liegt und dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Analog-Digital-Rechners (17) angeschlossen ist, bei dem der zweite Eingang an den Ausgang des Wechselspan-nungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers (8) des Testkanals (5) geschaltet ist und der Ausgang mit einer Anzeigeeinheit (29) verbunden ist, während der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers (7) des Testkanals (5) über einen ersten Spannungsteiler (9) auf den ersten Eingang des Umschalters (2) des Messkanäls (1) geführt ist, dessen zweiter Eingang mit dem ersten Eingang des Umschalters (6) des Testkanals (5) verbunden ist und als Eingang des Digitalspannungsmessers dient, während der zweite Eingang des Umschalters (6) des Testkanals (5) an die gemeinsame Schiene geschaltet ist, der Ausgang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers (4) des Messkanals (1) am Eingang eines zweiten Spannungsteilers PATENT CLAIM Digital RMS voltage meter, which contains a measuring channel (1) and a test channel (5), each of these channels (1,5) consisting of a changeover switch (2, 6), an AC voltage amplifier (3, 7) in series with it and an AC rms-to-DC converter (4, 8) connected behind it, whose input in the measuring channel (1) is at the output of the AC amplifier (3) of this channel (1) and whose output is at the first input of an analog-digital computer ( 17) is connected, in which the second input is connected to the output of the AC rms DC converter (8) of the test channel (5) and the output is connected to a display unit (29), while the output of the AC amplifier (7 ) of the test channel (5) via a first voltage divider (9) to the first input of the switch (2) of the measuring channel (1), the second input of which is connected to the first input of the switch (6) of the test channel (5) is connected and serves as the input of the digital voltmeter, while the second input of the switch (6) of the test channel (5) is connected to the common rail, the output of the AC rms-DC converter (4) Measuring channel (1) at the input of a second voltage divider

(10) liegt, dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Schalters (10), whose output is at the first input of a switch

(11) angeschlossen ist, bei dem der zweite Eingang mit dem Eingang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Um-formers (8) des Testkanals (5) elektrisch verbunden ist, wobei der Spannungsmesser auch eine Steuereinheit (30) enthält, deren Ausgänge an den Steuereingängen der Umschalter (2, 6) im Mess- und Testkanal (1 bzw. 5) sowie des Schalters (11) und des Analog-Digital-Rechners (17) liegen, gekennzeichnet durch das Vorhandensein eines Integrierverstärkers (12), bei dem der erste Eingang an den zweiten Eingang des Schalters (11) angeschlossen ist, der zweite Eingang am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers (7) des Testkanals (5) liegt und der Ausgang an den Steuereingang dieses Wechselspannungsverstärkers (7) geschaltet ist, wobei der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers (7) auf den Eingang des Wechselspannungseffektivwert-Gleich-spannungs-Umformers (8) geführt ist. (11) is connected, in which the second input is electrically connected to the input of the AC rms-DC converter (8) of the test channel (5), the voltmeter also containing a control unit (30), the outputs of which are at the control inputs the switch (2, 6) in the measuring and test channel (1 and 5) as well as the switch (11) and the analog-digital computer (17), characterized by the presence of an integrating amplifier (12), in which the first Input is connected to the second input of the switch (11), the second input is at the output of the AC voltage amplifier (7) of the test channel (5) and the output is connected to the control input of this AC voltage amplifier (7), the output of the AC voltage amplifier (7 ) is led to the input of the AC rms DC converter (8).

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Technisches Gebiet Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf die elektrische Messtechnik, insbesondere auf digitale Wechselspannungs-Effektivwertmes-ser. The invention relates to electrical metrology, in particular to digital RMS values.

Stand der Technik State of the art

Die wichtigste Forderung, die an digitale Wechselspan-nungs-Effektivwertmesser gestellt wird, ist ihre hohe Genauigkeit. Ein effektives Mittel zur Erreichung einer hohen Genauigkeit ist die Benutzung der multiplikativen Korrektion des Umwandlungsfaktors von Digital-Spannungsmessern, bei welcher mit Hilfe einer besonderen Testspannung der Korrektionsfaktor berechnet wird und dann bei Wechselspannungsmessung mittels eines zur Spannungsmesserschaltung gehörenden Rechners einberechnet wird. The most important requirement that is placed on digital RMS voltage meters is their high accuracy. An effective means of achieving high accuracy is to use the multiplicative correction of the conversion factor of digital voltmeters, in which the correction factor is calculated with the aid of a special test voltage and then calculated in AC voltage measurement using a computer belonging to the voltmeter circuit.

So enthält ein bekannter digitaler Wechselspannungs-Effek-tivwertmesser eine Reihenschaltung aus einem Wechselspannungsverstärker, einem Wechselspannungseffektivwert-Gleich-spannungs-Umformer, einem Analog-Digital-Wandler, einem digitalen Rechner und einer Test-Wechselspannungsquelle (vgl. z.B. Hewlett-Packard Journal, v. 34, Nr. 2, February 1983; Jack P. Trautman, Lowrence A. Des-Jardin «A portable, low-cost, high-performans digital multimeter for the HP-IL», p.p. 3...10). For example, a known digital AC voltage rms meter contains a series circuit comprising an AC voltage amplifier, an AC rms DC voltage converter, an analog-digital converter, a digital computer and a test AC voltage source (see, for example, Hewlett-Packard Journal, v . 34, No. 2, February 1983; Jack P. Trautman, Lowrence A. Des-Jardin "A portable, low-cost, high-performans digital multimeter for the HP-IL", pp 3 ... 10).

In diesem Spannungsmesser erfolgt die Korrektion des Umwandlungsfaktors durch Anlegung einer Testspannung von vorgegebener Grösse an den Eingang des Spannungsmessers. Diese Spannung wird gemessen, wobei der Korrektionsfaktor als Verhältnis des tatsächlichen Testspannungswertes zum gemessenen Testspannungswert berechnet wird. Bei Messung einer Wechselspannung wird dieser Faktor durch Multiplikation des Ergebnisses der Wechselspannungsmessung mit dem Korrektionsfaktor im Rechner berücksichtigt. Dadurch wird es möglich, den Hauptfehler des Spannungsmessers zu beseitigen. Aber ein zusätzlicher Fehler, der durch die Nichtlinearität der Kennlinie des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers bedingt ist, wird bei konstantem Testspannungswert nicht eliminiert. In this voltmeter, the conversion factor is corrected by applying a test voltage of a predetermined size to the input of the voltmeter. This voltage is measured, the correction factor being calculated as the ratio of the actual test voltage value to the measured test voltage value. When measuring an AC voltage, this factor is taken into account in the computer by multiplying the result of the AC voltage measurement by the correction factor. This makes it possible to eliminate the main fault of the voltmeter. But an additional error, which is caused by the non-linearity of the characteristic curve of the AC rms-to-DC converter, is not eliminated with a constant test voltage value.

Um den Fehler infolge der Nichtlinearität kleiner zu halten, muss eine dem Wert der zu messenden Spannung möglichst naheliegende Testspannung erzeugt werden. In order to keep the error due to the non-linearity smaller, a test voltage that is as close as possible to the value of the voltage to be measured must be generated.

In einem anderen bekannten digitalen Wechselspannungs-Effektivwertmesser (vgl. den sowjetischen Urheberschein Nr. 606 207, bekanntgemacht im Bulletin «Entdeckungen, Erfindungen, gewerbliche Muster und Warenzeichen», Nr. 17, 1978) ist der infolge der Nichtlinearität entstehende und für den vorstehend beschriebenen Spannungsmesser charakteristische Fehler bedeutend verringert. Dieser Spannungsmesser enthält — in Reihe geschaltet — einen Wechselspannungsverstärker, einen Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformer und einen Analog-Digital-Rechner sowie einen Gleichspan-nungs-Wechselspannungs-Wandler, einen Analogspeicher und Umschalter. Dieser Spannungsmesser arbeitet in zwei Takten. Im ersten Takt wird die gemessene Wechselspannung in eine Gleichspannung umgewandelt, die im Analogspeicher gespeichert wird. Im zweiten Takt wird diese Gleichspannung vom Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler in eine Testspannung umgeformt. Die Testspannung wird dem Eingang des Digitalspannungsmessers zugeführt und in eine Gleichspannung umgewandelt. Im Analog-Digital-Rechner wird der Korrektionsfaktor als Verhältnis der zur Bildung der Testspannung benutzten Gleichspannung zur Gleichspannung berechnet, die als Ergebnis der Umwandlung der Testspannung erhalten wird. Das Messergebnis wird im Analög-Digital-Rechner durch Multiplikation der sich nach der Umformung der zu messenden Wechselspannung ergebenden Gleichspannung mit dem Korrektionsfaktor gebildet. In another known digital ac rms value meter (cf. the Soviet authorship certificate No. 606 207, published in the Bulletin “Discoveries, Inventions, Industrial Designs and Trademarks”, No. 17, 1978) is that which arises as a result of the non-linearity and is described for the above Tension meter characteristic errors significantly reduced. This voltmeter contains - connected in series - an AC voltage amplifier, an AC rms DC voltage converter and an analog-digital computer as well as a DC-AC converter, an analog memory and a switch. This voltmeter works in two cycles. In the first cycle, the measured AC voltage is converted into a DC voltage, which is stored in the analog memory. In the second cycle, this DC voltage is converted into a test voltage by the DC-AC converter. The test voltage is fed to the input of the digital voltmeter and converted into a DC voltage. In the analog-digital computer, the correction factor is calculated as the ratio of the DC voltage used to form the test voltage to the DC voltage obtained as a result of the conversion of the test voltage. The measurement result is formed in the analog-digital computer by multiplying the DC voltage that results after the conversion of the AC voltage to be measured by the correction factor.

Da die Testspannung im beschriebenen Spannungsmesser proportional der zu messenden Spannung, d.h. betragsmässig nahe der zu messenden Spannung erzeugt wird, so verringert sich der durch Nichtlinearität hervorgerufene Fehler in bedeutendem Masse, und zwar um so mehr, je näher die Testspannung und die zu messenden Spannung einander sind. Since the test voltage in the voltage meter described is proportional to the voltage to be measured, i.e. is generated in terms of amount close to the voltage to be measured, the error caused by nonlinearity is reduced to a significant extent, and the more so the closer the test voltage and the voltage to be measured are to one another.

In den beschriebenen Spannungsmessern wird der Umwandlungsfaktor nur bei einer Frequenz korrigiert, die der Frequenz der Testspannung entspricht. Indessen ist die Hauptursache der begrenzten Genauigkeit von breitbandigen Wechselspannungs-Effektivwertmessern mit einem Frequenzbereich bis 100 MHz der Frequenzfehler des Wechselspannungsverstärkers, der zur Schaltung des Spannungsmessers gehört. Um den Frequenzfehler des Wechselspannungsverstärkers herabzusetzen, muss die Testspannung mit gleicher spektraler Zusammensetzung wie die zu messende Spannung erzeugt werden, was mit Hilfe eines Testkanals realisiert wird. In the voltage meters described, the conversion factor is only corrected at a frequency that corresponds to the frequency of the test voltage. However, the main cause of the limited accuracy of wideband AC rms meters with a frequency range up to 100 MHz is the frequency error of the AC amplifier associated with the circuitry of the voltmeter. In order to reduce the frequency error of the AC voltage amplifier, the test voltage must be generated with the same spectral composition as the voltage to be measured, which is realized with the help of a test channel.

Es ist ein breitbandiger Wechselspannungsmesser bekannt, der einen Messkanal und einen Testkanal enthält. In jedem dieser Kanäle sind ein Umschalter, ein Wechselspannungsverstärker und ein Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformer in Reihe geschaltet, wobei die Ausgänge der Kanäle an die Eingänge eines Analogrechners angeschlossen sind, und der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Testkanals über einen Spannungsteiler am ersten Eingang des Umschalters im A broadband AC voltage meter is known which contains a measuring channel and a test channel. A switch, an AC amplifier and an AC-DC converter are connected in series in each of these channels, the outputs of the channels being connected to the inputs of an analog computer, and the output of the AC amplifier of the test channel via a voltage divider at the first input of the switch in

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Messkanal liegt, dessen zweiter Eingang mit dem ersten Eingang des Umschalters des Testkanals verbunden ist und als Eingang des Spannungsmessers dient, während der zweite Eingang des Umschalters des Testkanals an die gemeinsame Schiene angeschlossen ist (vgl. den SU-Urheberschein Nr. 478 258, bekanntgemacht im Bulletin «Entdeckungen, Erfindungen, ge-webliche Muster und Warenzeichen», Nr. 27, 1975). Measuring channel is located, the second input of which is connected to the first input of the switch of the test channel and serves as the input of the voltmeter, while the second input of the switch of the test channel is connected to the common rail (cf. SU copyright certificate No. 478 258, published) in the bulletin "Discoveries, Inventions, Textile Patterns and Trademarks", No. 27, 1975).

In diesem Spannungsmesser wird die Testspannung am Ausgang des Spannungsteilers durch Verstärkung der zu messenden Spannung im Wechselspannungsverstärker und durch ihre nachfolgende Abschwächung im Spannungsteiler erzeugt. Infolgedessen entspricht die Testspannung nach ihrer spektralen Zusammensetzung der Messspannung. Der Korrektionsfaktor wird im Analogrechner als Verhältnis der Gleichspannung, die sich im Ergebnis der Umformung am Ausgang des Verstärkers im Testkanal ergibt (und folglich der Testspannung proportional ist), zur Gleichspannung, die im Ergebnis der Umwandlung der Testspannung im Messkanal erhalten wird. Bei Anlegung der zu messenden Wechselspannung an den Eingang des Messkanals wird der Korrektionsfaktor durch seine Multiplikation mit der Gleichspannung berücksichtigt, die im Ergebnis der Messspan-nungsumformung im Messkanal erzeugt wird. Dadurch wird es möglich, sowohl den Fehler infolge der Nichtlinearität als auch den Frequenzfehler des Messkanals herabzusetzen. Bei diesem Spannungsmesser ist aber der Fehler des Umwandlungsfaktors des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals im Messergebnisfehler ganz mit einbegriffen. In this voltage meter, the test voltage at the output of the voltage divider is generated by amplifying the voltage to be measured in the AC voltage amplifier and by subsequently weakening it in the voltage divider. As a result, the test voltage corresponds to the measurement voltage according to its spectral composition. The correction factor in the analog computer is the ratio of the DC voltage that results from the transformation at the output of the amplifier in the test channel (and is therefore proportional to the test voltage) to the DC voltage that is obtained as a result of the conversion of the test voltage in the measurement channel. When the AC voltage to be measured is applied to the input of the measuring channel, the correction factor is taken into account by multiplying it by the DC voltage that is generated in the measuring channel as a result of the measurement voltage transformation. This makes it possible to reduce both the error due to the non-linearity and the frequency error of the measuring channel. With this voltmeter, however, the error of the conversion factor of the AC-DC converter of the test channel is completely included in the measurement result error.

Bekannt ist auch ein digitaler Wechselspannungs-Effektiv-wertmesser (vgl. den SU-Urheberschein Nr. 473 958, bekanntgemacht im Bulletin «Entdeckungen, Erfindungen, gewerbliche Muster und Warenzeichen», Nr. 22, 1975), in dem der Einfluss des Umwandlungsfaktorfehlers des Wechselspannungseffektiv-wert-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals auf den Messergebnisfehler im Vergleich zum vorstehend beschriebenen Spannungsmesser bedeutend kleiner ist. Also known is a digital AC rms value meter (cf. SU copyright certificate no. 473 958, published in the bulletin "Discoveries, Inventions, Industrial Designs and Trademarks", no. 22, 1975), in which the influence of the conversion factor error of the AC voltage-value-DC converter of the test channel on the measurement result error is significantly smaller compared to the voltmeter described above.

Der Spannungsmesser enthält einen Messkanal und einen Textkanal, wobei jeder dieser Kanäle aus einem Umschalter, einem mit diesem in Reihe liegenden Wechselspannungsverstärker und einem dahinter geschalteten Wechselspannungseffektiv-wert-Gleichspannungs-Umformer besteht, dessen Eingang im Messkanal am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers dieses Kanals liegt und dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Analog-Digital-Rechners angeschlossen ist, bei dem der zweite Eingang an den Ausgang des Wechselspannungseffektiv-wert-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals geschaltet ist und der Ausgang mit einer Anzeigeeinheit verbunden ist, während der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Testkanals über einen ersten Spannungsteiler auf den ersten Eingang des Umschalters des Messkanals geführt ist, dessen zweiter Eingang mit dem ersten Eingang des Umschalters des Testkanals verbunden ist und als Eingang des Digitalspannungsmessers dient, während der zweite Eingang des Umschalters des Testkanals an die gemeinsame Schiene geschaltet ist, der Ausgang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers des Messkanals am Eingang eines zweiten Spannungsteilers liegt, dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Schalters angeschlossen ist, bei dem der zweite Eingang mit dem Eingang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umfor-mers des Testkanals elektrisch verbunden ist, wobei der Spannungsmesser auch eine Steuereinheit enthält, deren Ausgänge an den Steuereingängen des Umschalters im Mess- und Testkanal sowie des Schalters und des Analog-Digital-Rechners liegen. The voltmeter contains a measuring channel and a text channel, each of these channels consisting of a change-over switch, an AC voltage amplifier connected in series with it and an AC-rms-value-DC voltage converter connected in series, the input of which lies in the measuring channel at the output of the AC voltage amplifier of this channel, and its Output is connected to the first input of an analog-digital computer, in which the second input is connected to the output of the AC voltage-value-DC converter of the test channel and the output is connected to a display unit, while the output of the AC amplifier of the test channel A first voltage divider leads to the first input of the changeover switch of the measuring channel, the second input of which is connected to the first input of the changeover switch of the test channel and serves as the input of the digital voltmeter, while the second input of the changeover switch of the Te stkanals is connected to the common rail, the output of the AC rms DC converter of the measuring channel is at the input of a second voltage divider, whose output is connected to the first input of a switch, in which the second input with the input of the AC rms DC voltage converter -mers of the test channel is electrically connected, the voltmeter also containing a control unit, the outputs of which are located at the control inputs of the changeover switch in the measurement and test channel and of the switch and of the analog-digital computer.

Bei diesem Spannungsmesser hat der Schalter einen dritten Eingang, der an den Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Testkanals angeschlossen ist. Dabei wird der Eingang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals über diesen Schalter entweder mit dem Ausgang des Wechselspannungsverstärkers oder mit dem Ausgang des zweiten Spannungsteilers verbunden. Im Spannungsmesser wird ein elektronischer Schalter verwendet, da elektromechanische Schalter (Relais) infolge ihrer kurzen ausfallsfreien Zeit nicht benutzt werden können. In this voltmeter, the switch has a third input which is connected to the output of the AC amplifier of the test channel. In this case, the input of the AC rms-DC converter of the test channel is connected via this switch either to the output of the AC amplifier or to the output of the second voltage divider. An electronic switch is used in the voltmeter, since electromechanical switches (relays) cannot be used due to their short downtime.

In diesem ebenso wie im vorher beschriebenen Spannungsmesser wird mit Hilfe der am Ausgang des ersten Spannungsteilers erhaltenen Testspannung die Korrektion des Umwandlungsfaktors des ganzen Messkanals durch Berechnung des Korrektionsfaktors durchgeführt, der bei der Messung im Analog-Di-gital-Rechner einberechnet wird. Ausserdem erfolgt mit Hilfe der am Ausgang des zweiten Spannungsteilers erzeugten Testspannung die Korrektion des Umwandlungsfaktors des Wech-selspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals durch Berechnung eines zweiten Korrektionsfaktors, der ebenfalls bei Messung der Wechselspannung berücksichtigt wird. Dadurch wird es möglich, den Fehler des Umwandlungsfaktors dieses Umformers zu reduzieren. In this and in the previously described voltmeter, the test voltage obtained at the output of the first voltage divider is used to correct the conversion factor of the entire measuring channel by calculating the correction factor, which is included in the measurement in the analog-digital computer. In addition, the test voltage generated at the output of the second voltage divider is used to correct the conversion factor of the AC rms DC converter of the test channel by calculating a second correction factor, which is also taken into account when measuring the AC voltage. This makes it possible to reduce the error of the conversion factor of this converter.

Das Vorhandensein des elektronischen Schalters am Eingang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Um-formers des Testkanals begrenzt aber die Genauigkeit dieses Spannungsmessers. Da die Test-Wechselspannung diesen Schalter nicht passiert, wird sein Übertragungsfaktor nicht korrigiert, und der Fehler dieses Übertragungsfaktors ist im resultierenden Messfehler voll einbegriffen. Da der elektronische Schalter am Eingang des genannten Umformers die Wechselspannung und die Gleichspannung kommutiert, muss er einen sehr kleinen Übergangswiderstand für die Gleichspannung haben (wenn man einen kleinen Eingangswiderstand des Wechsel-spannungs-Effektivwertumformers in Betracht zieht). Er muss im Sperrzustand die Unterdrückung der breitbandigen Wechselspannung gewährleisten und einen kleinen Übergangswiderstand sowie eine gleichmässige Frequenzkennlinie für die Wechselspannung im offenen Zustand haben. Ausserdem muss er die Übertragung mit dem Amplitudenfaktor von 1 bis 10 zum Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformer gewährleisten. Ein derartiger elektronischer Schalter hat einen Fehler, der mit dem Fehler des Wechselspannungsverstärkers komensurabel ist. However, the presence of the electronic switch at the input of the ac rms dc converter of the test channel limits the accuracy of this voltmeter. Since the test AC voltage does not pass this switch, its transmission factor is not corrected and the error of this transmission factor is fully included in the resulting measurement error. Since the electronic switch commutates the AC voltage and the DC voltage at the input of the converter mentioned, it must have a very low contact resistance for the DC voltage (if one takes into account a small input resistance of the AC rms converter). It must guarantee the suppression of the broadband AC voltage in the blocking state and have a low contact resistance and a uniform frequency characteristic for the AC voltage in the open state. In addition, he must ensure the transmission with the amplitude factor of 1 to 10 to the AC rms DC converter. Such an electronic switch has a fault that is compensable for the fault of the AC amplifier.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen digitalen Wechselspannungs-Effektivwertmesser zu entwickeln, in dem die Umschaltung der Wechselspannung vom Ausgang des Verstärkers des Testkanals und der Gleichspannung vom Ausgang des zweiten Spannungsteilers auf den Eingang des Wechselspan-nungs-Effektivwertumformers des Testkanals die Möglichkeit gibt, den vom Schalter hervorgerufenen Fehler auszuschliessen und die Messgenauigkeit des digitalen Spannungsmessers zu erhöhen. The invention has for its object to develop a digital AC rms value meter in which switching the AC voltage from the output of the amplifier of the test channel and the DC voltage from the output of the second voltage divider to the input of the AC voltage rms converter of the test channel gives the possibility to exclude the error caused by the switch and to increase the measuring accuracy of the digital voltmeter.

Diese Aufgabe wird im digitalen Wechselspannungs-Effek-tivwertmesser gelöst, der einen Messkanal und einen Testkanal enthält, wobei jeder dieser Kanäle aus einem Umschalter, einem mit diesem in Reihe liegenden Wechselspannungsverstärker und einem dahinter geschalteten Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformer besteht, dessen Eingang im Messkanal am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers dieses Kanals liegt und dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Ana-log-Digital-Rechners angeschlossen ist, bei dem der zweite Eingang an den Ausgang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals geschaltet ist und der Ausgang mit einer Anzeigeeinheit verbunden ist, während der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Testkanals über einen ersten Spannungsteiler auf den ersten Eingang des Umschalters des Messkanals geführt ist, dessen zweiter Eingang mit dem ersten Eingang des Umschalters des Testkanals verbunden ist und als Eingang des Digitalspannungsmessers dient, während der zweite Eingang des Umschalters des Testkanals an die gemeinsame Schiene geschaltet ist, der Ausgang des Wech- This task is solved in the digital alternating voltage effective value meter, which contains a measuring channel and a test channel, whereby each of these channels consists of a changeover switch, an alternating voltage amplifier connected in series therewith and a connected alternating voltage effective value direct voltage converter, the input of which in the measuring channel is at the output of the AC amplifier of this channel and its output is connected to the first input of an analog-digital computer, in which the second input is connected to the output of the AC rms-DC converter of the test channel and the output is connected to a display unit is, while the output of the AC amplifier of the test channel is led via a first voltage divider to the first input of the switch of the measuring channel, the second input of which is connected to the first input of the switch of the test channel and as the input of the digital voltage measurement While the second input of the test channel switch is connected to the common rail, the

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selspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers des Messkanals am Eingang eines zweiten Spannungsteilers liegt, dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Schalters angeschlossen ist, bei dem der zweite Eingang mit dem Eingang des Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformers des Testkanals elektrisch verbunden ist, wobei der Spannungsmesser auch eine Steuereinheit enthält, deren Ausgänge an den Steuereingängen der Umschalter im Mess- und Testkanal sowie des Schalters und des Analog-Digital-Rechners liegen, und der erfindungsgemäss einen Integrierverstärker enthält, bei dem der erste Eingang an den zweiten Eingang des Schalters angeschlossen ist, der zweite Eingang am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Testkanals liegt und der Ausgang an den Steuereingang dieses Wechselspannungsverstärkers geschaltet ist, wobei der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Testkanals auf den Eingang des Wechselspannungs-Effektivwert-Gleichspannungs-Umformers dieses Kanals geführt ist. rms voltage-DC converter of the measuring channel at the input of a second voltage divider, the output of which is connected to the first input of a switch in which the second input is electrically connected to the input of the AC rms-DC converter of the test channel, the voltmeter also being a Contains control unit, the outputs of which are located at the control inputs of the changeover switch in the measuring and test channel and of the switch and of the analog-digital computer, and which, according to the invention, contains an integrating amplifier in which the first input is connected to the second input of the switch, the second The input is at the output of the AC amplifier of the test channel and the output is connected to the control input of this AC amplifier, the output of the AC amplifier of the test channel leading to the input of the AC rms DC converter of this channel is.

Dieser digitale Wechselspannungs-Effektivwertmesser ermöglicht es, die Messgenauigkeit um mehr als das Doppelte zu erhöhen. This digital AC rms value meter makes it possible to increase the measurement accuracy by more than twice.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines konkreten Beispiels ihrer Ausführung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen: The invention is explained below with reference to a concrete example of its execution with reference to the accompanying drawings. Here show:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des digitalen Wechselspannungs-Effektivwertmessers gemäss der Erfindung; Figure 1 is a block diagram of the digital RMS voltage meter according to the invention.

Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Spannung am Ausgang des Integrators des Analog-Digital-Rechners. Fig. 2 is a timing diagram of the voltage at the output of the integrator of the analog-digital computer.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Best way to carry out the invention

Der digitale Wechselspannungs-Effektivwertmesser enthält einen Messkanal 1 (Fig. 1), der aus einem Umschalter 2, einem mit diesem in Reihe liegenden Wechselspannungsverstärker 3 und einem dahinter geschalteten Wechselspannungseffektiv-wert-Gleichspannungs-Umformer 4 besteht, sowie einen ähnlichen Testkanal 5, in dem ein Umschalter 6, ein Wechselspannungsverstärker 7 und ein Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformer 8 in Reihe geschaltelt sind. Der Ausgang des WechselspannungsVerstärkers 7 ist über einen ersten Spannungsteiler 9 an den ersten Eingang des Umschalters 2 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit dem ersten Eingang des Umschalters 6 verbunden ist und als Eingang des Spannungsmessers benutzt wird. Der zweite Eingang des Umschalters 6 ist mit der gemeinsamen Schiene verbunden. The digital AC rms value meter contains a measuring channel 1 (FIG. 1), which consists of a changeover switch 2, an AC voltage amplifier 3 connected in series therewith and a AC rms-value-DC converter 4 connected in series, as well as a similar test channel 5, in which a switch 6, an AC amplifier 7 and an AC rms DC converter 8 are connected in series. The output of the AC voltage amplifier 7 is connected via a first voltage divider 9 to the first input of the switch 2, the second input of which is connected to the first input of the switch 6 and is used as the input of the voltmeter. The second input of the switch 6 is connected to the common rail.

Der Ausgang des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Um-formers 4 ist an den Eingang des zweiten Spannungsteilers 10 angeschlossen, dessen Ausgang am ersten Eingang eines Schalters 11 liegt, bei dem der zweite Eingang an den ersten Eingang eines Integrierverstärkers 12 geschaltet ist, dessen zweiter Eingang am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 7 liegt. Der Ausgang des Integrierverstärkers 12 ist an den Steuereingang des Wechselspannungsverstärkers 7 angeschaltet. The output of the AC-DC converter 4 is connected to the input of the second voltage divider 10, the output of which is at the first input of a switch 11, in which the second input is connected to the first input of an integrating amplifier 12, the second input of which is at Output of the AC voltage amplifier 7 is. The output of the integrating amplifier 12 is connected to the control input of the AC amplifier 7.

Bei dieser Ausführungsvariante des Digitalspannungsmessers ist der Integrierverstärker 12 auf der Basis eines Operationsverstärkers 13 aufgebaut, in dessen Gegenkopplungszweig ein Kondensator 14 liegt, wobei der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 13 über einen Widerstand 15 mit der gemeinsamen Schiene verbunden ist, während sein invertierender Eingang über einen Widerstand 16 an den zweiten Eingang des Integrierverstärkers 12 geschaltet ist. In this embodiment variant of the digital voltmeter, the integrating amplifier 12 is constructed on the basis of an operational amplifier 13, in the negative feedback branch of which there is a capacitor 14, the non-inverting input of the operational amplifier 13 being connected to the common rail via a resistor 15, while its inverting input is connected via a resistor 16 is connected to the second input of the integrating amplifier 12.

Der Ausgang des Wechselspannungs-GIeichspannungs-Um-formers 8 ist an den zweiten Eingang eines Analog-Digital-Rechners 17 angeschlossen, an dessen erstem Eingang der Ausgang des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformers 4 liegt. The output of the AC voltage DC converter 8 is connected to the second input of an analog-digital computer 17, at the first input of which the output of the AC voltage DC converter 4 is connected.

Bei dieser Ausführungsvariante des Digitalspannungsmessers enthält der Analog-Digital-Rechner 17 einen Integrator 18, In this embodiment variant of the digital voltmeter, the analog-digital computer 17 contains an integrator 18,

bei dem der Ausgang an den Eingang eines Nullorgans 19 geschaltet ist und der Eingang über einen Schalter 20 an den zweiten Eingang des Analog-Digital-Rechners 17, über einen Schalter 21 und einen hinter ihm liegenden In verter 22 an den ersten Eingang des Analog-Digital-Rechners 17 und über einen Schalter 23 an eine Referenzspannungsquelle 24 des Rechners 17 angeschlossen ist. Der Integrator 18 stellt einen Operationsverstärker 25 dar, bei dem am invertierenden Eingang ein Widerstand 26 und ein Kondensator 27 liegen, wobei der letztere einen Gegenkopplungszweig bildet. in which the output is connected to the input of a zero element 19 and the input via a switch 20 to the second input of the analog-digital computer 17, via a switch 21 and an input 22 behind it to the first input of the analog Digital computer 17 and is connected via a switch 23 to a reference voltage source 24 of the computer 17. The integrator 18 represents an operational amplifier 25 in which there is a resistor 26 and a capacitor 27 at the inverting input, the latter forming a negative feedback branch.

Der Analog-Digital-Rechner 17 enthält auch einen Zeitinter-vall-Digitalkode-Umsetzer 28, dessen Eingang an den Ausgang des Nullorgans 19 angeschlossen ist und dessen Ausgang mit einer Anzeigeeinheit 29 des Digitalspannungsmessers verbunden ist. The analog-digital computer 17 also contains a time-interval digital code converter 28, the input of which is connected to the output of the zero element 19 and the output of which is connected to a display unit 29 of the digital voltmeter.

Zum Digitalspannungsmesser gehört eine Steuereinheit 30, bei der die entsprechenden Ausgänge an den Steuereingängen der Umschalter 2 und 6, des Schalters 11 und des Analog-Digi-tal-Rechners 17, nämlich an den Steuereingängen der Schalter 20, 21, 23 und des Umsetzers 28 liegen. The digital voltmeter includes a control unit 30 in which the corresponding outputs at the control inputs of the switches 2 and 6, the switch 11 and the analog-digital computer 17, namely at the control inputs of the switches 20, 21, 23 and the converter 28 lie.

Der digitale Wechselspannungs-Effektivwertmesser arbeitet in zwei Takten wie folgt. The digital AC rms value meter works in two cycles as follows.

Im ersten Takt befinden sich die Umschalter 2 und 6 in der Stellung «I» und der Schalter 11 ist geöffnet. Die zu messende Spannung Ux gelangt über den Umschalter 6 zum Eingang des Wechselspannungsverstärkers 7, wird hier verstärkt und erscheint am Wechselspannungseffektivwert-Gleichspannungs-Umformer 8. Da der erste Eingang des Integrierverstärkers 12 das Nullpotential führt, ist die Gleichkomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers 7 und also der Eingangsspannung des Umformers 8 gleich Null. Deshalb ist die Gleichspannung Ui am Eingang des Umformers 8 nur dem Effektivwert der Messspannung Ux proportional und wird durch die Beziehung In the first cycle, changeover switches 2 and 6 are in the "I" position and switch 11 is open. The voltage Ux to be measured passes through the changeover switch 6 to the input of the AC voltage amplifier 7, is amplified here and appears on the AC rms DC voltage converter 8. Since the first input of the integrating amplifier 12 carries the zero potential, the DC component of the output voltage of the amplifier 7 is, and therefore the input voltage of the converter 8 is zero. Therefore, the DC voltage Ui at the input of the converter 8 is only proportional to the effective value of the measurement voltage Ux and is determined by the relationship

Ui = Ux-K7-(1+Y7)-K8-(1+Y8) Ui = Ux-K7- (1 + Y7) -K8- (1 + Y8)

bestimmt. Darin bedeuten certainly. Mean in it

K7, Kg den Nennverstärkungsfaktor des Wechselspannungsverstärkers 7 bzw. den Nennumwandlungsfaktor des Wechsel-spannungs-Gleichspannungs-Umformers 8, K7, Kg the nominal amplification factor of the AC voltage amplifier 7 or the nominal conversion factor of the AC voltage / DC converter 8,

Y7, Ys den Multiplikativ-(Frequenz)-Fehler des Verstärkers 7 bzw. den Multiplikativfehler des Umformers 8. Y7, Ys the multiplicative (frequency) error of the amplifier 7 or the multiplicative error of the converter 8.

Vom Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 7 wird die Wechselspannung über den ersten Spannungsteiler 9 und den Umschalter 2 dem Eingang des Wechselspannungsverstärkers 3 als Testspannung U01 zugeführt: From the output of the AC voltage amplifier 7, the AC voltage is supplied via the first voltage divider 9 and the changeover switch 2 to the input of the AC voltage amplifier 3 as test voltage U01:

Uoi = Ux-K7-(1+Y7)-K9, Uoi = Ux-K7- (1 + Y7) -K9,

wobei K9 der Nennübertragungsfaktor des ersten Spannungsteilers 9 ist. where K9 is the nominal transmission factor of the first voltage divider 9.

Da der Beziehung zwischen K7 und K9 die Bedingung 1 Since the relationship between K7 and K9 is condition 1

K9 = — auferlegt wird, ist die Testspannung Uoi der Mess-K7 K9 = - is imposed, the test voltage Uoi is the measurement K7

Spannung Ux bis auf den Fehler des Wechselspannungsverstärkers 7 genau gleich, d.h. kann durch die Beziehung Voltage Ux is exactly the same except for the error of AC amplifier 7, i.e. can through the relationship

Uoi = Ux(l+Y7) Uoi = Ux (l + Y7)

dargestellt werden und entspricht nach ihrer spektralen Zusammensetzung der Spannung Ux. are represented and, according to their spectral composition, corresponds to the voltage Ux.

Die am Ausgang des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformers 4 liegende Gleichspannung U2 berechnet sich zu The DC voltage U2 at the output of the AC-DC converter 4 is calculated

U2 = Uo,-K3(l+Y3)-K4(l+Y4) = U2 = Uo, -K3 (l + Y3) -K4 (l + Y4) =

Ux K7(l 4" Y7) * K9• K3 (1 H- Y3) * K4 (1 +Y4)- Ux K7 (l 4 "Y7) * K9 • K3 (1 H- Y3) * K4 (1 + Y4) -

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

669 674 669 674

Darin sind Are in it

K3, K4, K9 der Nennverstärkungsfaktor des Wechselspannungsverstärkers 3 bzw. der Nennumwandlungsfaktor des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformers 4 und der Nennteilungsfaktor des Spannungsteilers 9, K3, K4, K9 the nominal amplification factor of the AC voltage amplifier 3 or the nominal conversion factor of the AC-DC converter 4 and the nominal division factor of the voltage divider 9,

Y3, 74 der multiplikative (Frequenz)Fehler des Verstärkers 3 und der multiplikative Fehler des Umformers 4. Y3, 74 the multiplicative (frequency) error of the amplifier 3 and the multiplicative error of the converter 4.

Im Analog-Digital-Rechner 17 wird der erste Korrektionsfaktor K01 berechnet, der sich aus der Beziehung The first correction factor K01, which is derived from the relationship, is calculated in the analog-digital computer 17

K01 = U1/U2 = Kg(l + Y8)/K9 • K3(l + Y3) K4(l + Y4) K01 = U1 / U2 = Kg (l + Y8) / K9 • K3 (l + Y3) K4 (l + Y4)

ergibt. results.

Im zweiten Takt werden die Umschalter 2 und 6 in die Stellung «II» umgestellt, der Schalter 11 wird geschlossen. Die Messspannung Ux gelangt über den Umschalter 2 zum Eingang des Wechselspannungsverstärkers 3, wird verstärkt und vom Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformer 4 in eine Gleichspannung U3 umgewandelt, die durch den Ausdruck In the second cycle, the switches 2 and 6 are switched to the "II" position, the switch 11 is closed. The measurement voltage Ux reaches the input of the AC voltage amplifier 3 via the changeover switch 2, is amplified and converted by the AC voltage-DC converter 4 into a DC voltage U3, which is indicated by the expression

U3 = Ux-K3(l+Y3)-K4(l+Y4) U3 = Ux-K3 (l + Y3) -K4 (l + Y4)

bestimmt wird. is determined.

Die Gleichspannung U3 wird über den zweiten Spannungsteiler 10 mit einem Nennteilungsfaktor Kio und über den geschlossenen Schalter 11 als Testspannung U02 dem ersten Eingang des Integrierverstärkers 12 zugeführt. Der Integrier Verstärker 12 beeinflusst den Steuereingang des Wechselspannungsverstärkers 7 und ändert dadurch seinen Gleichstrombetrieb in der Weise, dass die Gleichspannung am zweiten Eingang des Integrierverstärkers 12 und folglich die Spannung am Eingang des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformers 8 der Gleichspannung am ersten Eingang des Integrierverstärkers 12, d.h. der Spannung U02 gleich wird. Da der Eingang des Wechselspannungsverstärkers 7 über den Umschalter 6 mit der gemeinsamen Schiene verbunden ist, liegt am Eingang des Wechsel-spannungs-Gleichspannungs-Umformers 8 nur die Gleichspannung U02, die in eine Gleichspannung U4 umgewandelt wird, welche sich aus dem folgenden Ausdruck ergibt: The direct voltage U3 is supplied via the second voltage divider 10 with a nominal division factor Kio and via the closed switch 11 as test voltage U02 to the first input of the integrating amplifier 12. The integrating amplifier 12 influences the control input of the alternating voltage amplifier 7 and thereby changes its direct current operation in such a way that the direct voltage at the second input of the integrating amplifier 12 and consequently the voltage at the input of the alternating voltage-direct voltage converter 8 of the direct voltage at the first input of the integrating amplifier 12, ie becomes equal to the voltage U02. Since the input of the AC voltage amplifier 7 is connected to the common rail via the changeover switch 6, there is only the DC voltage U02 at the input of the AC voltage-DC converter 8, which is converted into a DC voltage U4, which results from the following expression:

U4 = Uo2-K8(l+Y8) = U4 = Uo2-K8 (l + Y8) =

Ux • K3(l + Y3) • K4(l + Y4) • Kio • K8(l + Ys). Ux • K3 (l + Y3) • K4 (l + Y4) • Kio • K8 (l + Ys).

Im Analog-Digital-Rechner 17 wird der zweite Korrektionsfaktor K02 berechnet, der sich wie folgt bestimmen lässt: The second correction factor K02 is calculated in the analog-digital computer 17 and can be determined as follows:

K02 = U3/U4 + l/K,o-K8(l+Y8), K02 = U3 / U4 + l / K, o-K8 (l + Y8),

sowie wird das korrigierte Messergebnis Nx durch Multiplikation der Spannung U3 mit dem ersten und dem zweiten Korrektionsfaktor K01 und K02 gebildet. Dabei ist and the corrected measurement result Nx is formed by multiplying the voltage U3 by the first and second correction factors K01 and K02. It is

Nx = U3-KorKo2 = Ux/K9-K10. Nx = U3-KorKo2 = Ux / K9-K10.

Aus dem letzten Ausdruck ist ersichtlich, dass im Messergebnis dank der angewandten Korrektion nicht mehr Fehler der Wechselspannungsverstärker 3, 7 und der Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformer 4, 8 eingeschlossen sind. Am Eingang des Wechselspannungs-Gleichspannungs-Umformers 8 erfolgt ausserdem die Kommutierung der vom Ausgang des Wechselspannungsverstärkers gelieferten Wechselspannung und der Gleichspannung U02 vom Ausgang des Spannungsteilers 10 ohne Einfügung eines zusätzlichen Fehlers, der die Genauigkeit der Wechselspannungs-Effektivwertmessung beeinflusst. From the last expression it can be seen that, thanks to the correction applied, the measurement result no longer includes errors of the AC voltage amplifiers 3, 7 and the AC-DC converters 4, 8. At the input of the AC-DC converter 8, the AC voltage supplied from the output of the AC amplifier and the DC voltage U02 from the output of the voltage divider 10 are also commutated without the addition of an additional error which influences the accuracy of the AC RMS measurement.

Der Analog-Digital-Rechner 17 ist auf der Basis eines Gleichspannungs-Zeitintervall-Umsetzers realisiert, der nach dem Prinzip der Doppelintegration funktioniert. Bis zum Zeitpunkt to, der in dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm gezeigt ist, in dem auf der Abszissenachse die Zeit t und auf der Ordi-natenachse die Spannung U am Ausgang des Integrators 18 (Fig. 1) aufgetragen sind, bleiben die Schalter 20, 21 und 23 offen. Im Zeitpunkt to wird der Schalter 20 nach einem von der Steuereinheit 30 abgegebenen Signal für die Zeit To (Fig. 2) geschlossen. Der Kondensator 27 (Fig. 1) des Integrators 18 wird mit der Spannung Ui (Fig. 2) aufgeladen. Im Zeitpunkt ti nach Ablauf der Zeit T0 öffnet die Einheit 30 (Fig. 1) den Schalter 20 und schliesst den Schalter 21. Die Spannung U2 wird vom In-verter 22 invertiert und gelangt als Spannung (—U2) an den Eingang des Integrators 18, wobei sie die Entladung des Kondensators 27 bewirkt. Im Zeitpunkt t2 (Fig. 2), in dem die Spannung am Ausgang des Integrators 18 (Fig. 1) gleich Null wird, spricht das Nullorgan 19 an und öffnet über die Steuereinheit 30 den-Schalter 21. Das Zeitintervall Ti, in dem sich der Kondensator 27 des Integrators 18 entlädt, ergibt sich aus der Beziehung: The analog-digital computer 17 is implemented on the basis of a DC-time interval converter, which works on the principle of double integration. The switches remain until the time to, which is shown in the diagram shown in FIG. 2, at which the time t is plotted on the abscissa axis and the voltage U at the output of the integrator 18 (FIG. 1) on the ordinate axis 20, 21 and 23 open. At the time to, the switch 20 is closed after a signal emitted by the control unit 30 for the time To (FIG. 2). The capacitor 27 (FIG. 1) of the integrator 18 is charged with the voltage Ui (FIG. 2). At time ti after time T0, unit 30 (FIG. 1) opens switch 20 and closes switch 21. Voltage U2 is inverted by inverter 22 and reaches the input of integrator 18 as voltage (-U2) , causing the capacitor 27 to discharge. At time t2 (FIG. 2), at which the voltage at the output of the integrator 18 (FIG. 1) becomes zero, the zero element 19 responds and opens the switch 21 via the control unit 30. The time interval Ti in which the capacitor 27 of the integrator 18 discharges results from the relationship:

To-U, = T,-U2, To-U, = T, -U2,

d.h. ist i.e. is

T, = To(U,/U2). T, = To (U, / U2).

Also ist das Zeitintervall T1 mit dem ersten Korrektionsfaktor K01 proportional: So the time interval T1 is proportional to the first correction factor K01:

T, = To K01. T, = To K01.

Im zweiten Takt wird der Schalter 21 im Zeitpunkt t3 (Fig. 2) nach einem Signal von der Steuereinheit 30 (Fig. 1) für die Zeit Ti geschlossen. Der Kondensator 27 des Integrators 18 wird mit der Spannung (—U3) aufgeladen. Nach Ablauf des Zeitintervalls Ti öffnet die Steuereinheit 30 im Zeitpunkt t4 (Fig. 2) den Schalter 21 (Fig. 1) und schliesst den Schalter 20. Die Spannung U4 gelangt an den Eingang des Integrators 18 und bewirkt die Entladung des Kondensators 27. Im Zeitpunkt ts (Fig. 2), da die Ausgangsspannung des Integrators 18 (Fig. 1) gleich Null wird, spricht das Nullorgan 19 an, welches über die Steuereinheit 30 den Schalter 20 öffnet. Das Zeitintervall T2, in dem sich der Kondensator 27 des Integrators 18 entlädt, ergibt sich aus der Beziehung: In the second cycle, switch 21 is closed at time t3 (FIG. 2) after a signal from control unit 30 (FIG. 1) for time Ti. The capacitor 27 of the integrator 18 is charged with the voltage (-U3). After the time interval Ti has elapsed, the control unit 30 opens the switch 21 (FIG. 1) at the time t4 (FIG. 2) and closes the switch 20. The voltage U4 reaches the input of the integrator 18 and causes the capacitor 27 to discharge Time ts (FIG. 2), since the output voltage of integrator 18 (FIG. 1) becomes zero, responds to zero element 19, which opens switch 20 via control unit 30. The time interval T2 in which the capacitor 27 of the integrator 18 discharges results from the relationship:

t,-u3 = t2-u4 t, -u3 = t2-u4

und ist also and so is

T2 = T,(U3/U4) = To(U,/U2) (U3/U4). T2 = T, (U3 / U4) = To (U, / U2) (U3 / U4).

Folglich ist das Zeitintervall T2 dem Produkt aus den Korrektionsfaktoren K01 und K02 proportional: Consequently, the time interval T2 is proportional to the product of the correction factors K01 and K02:

T2 = T0K01K02. T2 = T0K01K02.

Im Zeitpunkt Té (Fig. 2) wird der Schalter 21 nach einem Signal von der Steuereinheit 30 (Fig. 1) für die Zeit T2 geschlossen. Der Kondensator 27 des Integrators 18 wird mit der Spannung (-U3) aufgeladen. Nach Ablauf des Zeitintervalls T2 öffnet die Steuereinheit 30 im Zeitpunkt t7 (Fig. 2) den Schalter 21 und schliesst den Schalter 23. Die Spannung Uo gelangt vom Ausgang der Referenzspannungsquelle 24 (Fig. 1) an den Eingang des Integrators 18 und bewirkt die Entladung des Kondensators 27. Im Zeitpunkt t8 (Fig. 2) wird die Spannung am Ausgang des Integrators 18 (Fig. 1) gleich Null und spricht das Nullorgan 19 an, welches über die Steuereinheit 30 den Schalter 23 öffnet. Das Zeitintervall T3, in dem sich der Kondensator 27 entlädt, ergibt sich aus der Beziehung: At the time Té (FIG. 2), the switch 21 is closed for a time T2 after a signal from the control unit 30 (FIG. 1). The capacitor 27 of the integrator 18 is charged with the voltage (-U3). After the time interval T2 has elapsed, the control unit 30 opens the switch 21 and closes the switch 23 at the time t7 (FIG. 2). The voltage Uo reaches the input of the integrator 18 from the output of the reference voltage source 24 (FIG. 1) and causes the discharge of the capacitor 27. At time t8 (FIG. 2), the voltage at the output of the integrator 18 (FIG. 1) becomes zero and responds to the zero element 19, which opens the switch 23 via the control unit 30. The time interval T3 in which the capacitor 27 discharges results from the relationship:

T2U3 - T3U0 T2U3 - T3U0

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

669 674 669 674

6 6

und ist also and so is

T3 = T2(U3/Uo) = (TO/UO)-U3(U,/U2) (U3/U4) = T3 = T2 (U3 / Uo) = (TO / UO) -U3 (U, / U2) (U3 / U4) =

= (ToUo) • U3 • Koi ' Kö2- = (ToUo) • U3 • Koi 'Kö2-

Damit ist das Zeitintervall T3 dem Produkt aus der Spannung U3 mal Korrektionsfaktoren Koi und K02 proportional. Im Umsetzer 28 wird das Zeitinterball T3 in den Kode Nx = U3 -KorKo2 umgewandelt, der das korrigierte Ergebnis der Messung des Wechselspannungs-Effektivwertes darstellt und nach einem Signal von der Steuereinheit 30 der Anzeigeeinheit 29 zugeführt wird. The time interval T3 is thus proportional to the product of the voltage U3 times correction factors Koi and K02. In the converter 28, the time interval ball T3 is converted into the code Nx = U3-KorKo2, which represents the corrected result of the measurement of the AC rms value and is supplied to the display unit 29 after a signal from the control unit 30.

Gewerbliche Verwertbarkeit 5 Der digitale Wechselspannungs-Effektivwertmesser kann bei der Entwicklung und Untersuchung von elektronischen und funktechnischen Geräten und Bauelementen zur genauen Messung des Wechselspannungs-Effektivwertes in einem breiten Frequenzbereich sowie im Bestand von Informations-Messsyste-10 men und von Systemen zur Parameterprüfung bei elektronischen Einrichtungen benutzt werden. Commercial usability 5 The digital AC rms value meter can be used in the development and investigation of electronic and radio-technical devices and components for the precise measurement of the AC rms value in a wide frequency range as well as in the inventory of information measuring systems and systems for parameter testing in electronic equipment to be used.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings