DE1250921B

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Info

Publication number: DE1250921B
Application number: DEW34444A
Authority: DE
Publication date: 1967-09-28

Description

DEUTSCHES OTM PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21 e-36/01

Nummer: 1 250 921

Aktenzeichen: W 34444 IX d/21 e

1 250 921 Anmeldetag: 9. Mai 1963

Auslegetag: 28. September 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Spitzen-Spitzenwertes von Wechselspannungen verhältnismäßig tiefer Frequenz, welchen eine Störspannung sehr tiefer Frequenz überlagert ist, wobei der Signalweg zwischen der Signalquelle und der eigentlichen Meßeinrichtung mit Hilfe eines Schalters aufgetrennt werden kann.

Bei bekannten Meßinstrumenten zum Ermitteln des Spitzenwertes (oder des Spitzen-Spitzenwertes) von Wechselspannungen liegt an einem Kondensator (oder an zwei Kondensatoren) dauernd die zu messende Spannung. Soll nun der Spitzen-Spitzenwert einer Wechselspannung V₁ = f (t) gemessen werden (F i g. 1), welcher eine Störspannung V₁₁ — f (/) überlagert ist, dann schaltet man bekanntermaßen, um Fehlmessungen zu vermeiden, vor den eigentlichen Spannungsmesser einen Hochpaß. Dieser ist so ausgelegt, daß die Störspannung V₂ = f(t) von dem Spannungsmesser ferngehalten wird. Dieses (selektive) Meßverfahren ist allerdings nicht bei jeder beliebigen Frequenz brauchbar. Insbesondere bei tiefen Frequenzen in der Größenordnung von 1 Hz, denen z. B. eine Störspannung von 0,1 Hz überlagert ist, ist diese Meßmethode wegen der komplizierten und aufwendigen Filter oft nicht anwendbar.

Eine bekannte Vorrichtung zur Messung der Amplitude elektrischer Impulse (deutsche Auslegeschrift 1 138 158) enthält einen Schalter, mit dem der Signalweg zwischen der Signalquelle und der eigentlichen Meßeinrichtung periodisch aufgetrennt wird, wobei der Schalter einen Stromfluß in beiden Richtungen ermöglicht und von den zu messenden Impulsen fremdgesteuert ist. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß der zwar nur nach dem Beginn eines Impulses schließende und vor dem Ende eines Impulses wieder öffnende Schalter bei jedem einzelnen auftretenden Impuls in dieser Weise betätigt wird, so daß die Anordnung praktisch kontinuierlich arbeitet und tieffrequente Störspannungen nicht eliminiert.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung kann der Spitzen-Spitzenwert von Wechselspannungen verhältnismäßig tiefer Frequenz, welchen eine Störspannung sehr tiefer Frequenz überlagert ist, bei geringem Aufwand dadurch bestimmt werden, daß der Spitzen-Spitzenwert nicht kontinuierlich, sondern zu beliebig wählbaren, z. B. mehrere Perioden auseinanderliegenden Zeitpunkten nur während einer halben Periode der zu untersuchenden Spannung in an sich bekannter Weise durch Aufladen eines Kondensators auf den positiven Scheitelwert und eines weiteren Kondensators auf den negativen Scheitelwert sowie anschließendes Addieren der beiden Werte gemessen wird.

Verfahren zum Messen der Amplitude von
Wechselspannungen

Anmelder:

Wandel u. Goltermann, Reutlingen

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Albin Lang, Pfullingen

An Hand der F ig. 2 bis 4 soll das erfindungsgemäße Verfahren und zwei Anordnungen zur Durchführung desselben beschrieben werden.

In Fig. 2 ist eine Wechselspannung V₁ = f(t) dargestellt, deren Spitzen-Spitzenwert t/_ss gemessen wer-

ao den soll. Der Einfluß der Störspannung V₂ = f{t), welche eine wesentlich tiefere Frequenz hat, soll eliminiert werden. Dazu soll eine Anordnung gemäß Fig. 3 verwendet werden: Im Ausgangszustand sind in dieser Schaltung die Tore T₁, T₂, T₃ und T_i (elek-

»5 tronische Schalter) nichtleitend. D"ie Steuerung aller Tore, die im folgenden der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht näher erläutert wird, kann über das Steuergerät S von der zu messenden Spannung V₁ = f(t) oder von der zu messenden und der Störspannung erfolgen. Zum Zeitpunkt 1 (Fig. 2) beispielsweise werden die Tore T₂ und T₃ leitend, so daß die Kondensatoren C₁ und C₂ sich über die Widerstände R₁ und R₂ entladen. Nach Ablauf der Zeit t_k (F i g. 2) öffnen (nichtleitend) diese Tore wieder selbsttätig. Vom Zeitpunkt 2 bis zum Zeitpunkt 3 ist das Tor T₁ geschlossen (leitend) und der Kondensator C₁ lädt sich auf den Wert V_s _t auf. Vom Zeitpunkt 3 bis 4 ist das Tor T₁ wieder geöffnet und vom Zeitpunkt 4 bis 5 emeut geschlossen, wodurch sich C₂ über die Diode D₉ auf die Spannung V_s , auflädt. Vom Zeitpunkt5 bis 6 ist T₄ geschlossen, und es wird mit einem hochohmigen Meßinstrument M die über den Kondensatoren C₁ und C₂ stehende Spannung V_sl + V_s9 = V_ss gemessen. — Die nächste Messung kann z. B. nach einigen Perioden entsprechend vorgenommen werden.

Sollen kleine Wechselspannungen V₁ = f{t) gemessen werden, dann stört die verhältnismäßig große Durchlaßspannung der Dioden D₁ und D₂ in F i g. 3.

In diesem Fall ist es vorteilhaft, wie in F i g. 4 gezeigt, an Stelle dieser Dioden Schalter (Tore) T₅ und T_b zu verwenden. Enthalten die Schalter T₅ und T₀

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Claims

beispielsweise Transistoren — es sind aber auch andere Schalter, wie Relais denkbar — dann ist als störende Spannung die Restspannung Kollektor/ Emitter vorhanden, die aber wesentlich kleiner ist, als die Durchlaßspannung von Dioden. Die Schalter T5 und T0 werden, entsprechend dem Tor T1 in Fig. 3, über das Steuergeräts abwechselnd auf- und zugesteuert. Im übrigen arbeitet die in F ig. 4 gezeigte Anordnung genauso wie die nach F i g. 3. Werden die Schalter T5 und Tlj so ausgebildet, daß sie in beiden Richtungen leitend sind, dann ist das Laden oder Entladen der Kondensatoren C1 und C1 auch über diese Schalter möglich. Die Entladekreise TJR1 und T3IRi sind in diesem Fall grundsätzlich nicht notwendig. Es besteht auch die Möglichkeit, die Schalter T6 und T0 nur im Spitzenwert der Meßspannung kurzzuschließen und die Spannungen über C1 und C2 dabei lediglich zu korrigieren, falls der jeweilige neue Spitzenwert nicht mit dem alten identisch ist. Das Tor T4 könnte hierbei entfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Messung von sinusförmigen Wechselspannungen beschränkt. Insbesondere kann das Verfahren bei einem impulsförmigen Signal mit Vorteil angewendet werden, dessen Vorderflanke eine relativ große Anstiegszeit aufweist. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Messen des Spitzen-Spitzenwertes von Wechselspannungen verhältnismäßig tiefer Frequenz, welchen eine Störspannung sehr tiefer Frequenz überlagert ist, wobei der Signalweg zwischen der Signalquelle und der eigentlichen Meßeinrichtung mit Hilfe eines Schalters aufgetrennt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzen-Spitzenwert nicht kontinuierlich, sondern zu beliebig wählbaren, z. B. mehrere Perioden auseinanderliegenden Zeitpunkten, nur während einer halben Periode der zu untersuchenden Spannung in an sich bekannter Weise durch Aufladen eines Kondensators auf den positiven Scheitelwert und eines weiteren Kondensators auf den negativen Scheitelwert sowie anschließendes Addieren der beiden Werte gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Zeitpunkt des Beginns und die Dauer ('/2 Periode) einer Messung von der zu untersuchenden Spannung her gesteuert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Beginns und die Dauer (V2 Periode) einer Messung mit an sich bekannten Mitteln von der zu untersuchenden und der dieser überlagerten Störspannung her gesteuert werden.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der nicht geerdeten Eingangsklemme ein Tor (T₁) verbunden ist, dessen Ausgang über eine Diode (D₁) an einen Kondensator (C₁) und über eine weitere, entgegengesetzt gepolte Diode (D₂) an einen zweiten Kondensator (C₂) geschaltet ist, daß die Kondensatoren (C₁, C₂) an einem Ende miteinander verbunden sind und der Verbindungspunkt an Masse liegt, daß parallel zu den in Reihe geschalteten Kondensatoren (C₁ und C₂) über ein Tor (T₄) ein hochohmiger Spannungsmesser (M) und parallel zu jedem Kondensator (C_v C₂) über Tore (T₂, T₃) Entladewiderstände (R_v R.,) geschaltet sind, und daß alle Tore (T₁, T₂, T₃, T₄) über ein Steuergerät (S) mit dem Eingang verbunden sind (Fig. 3).

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (C₁, C₂) über je ein Tor (T_v T_fi) mit den Eingangsklemmen und die Tore (T₅, T_li) mit dem Ausgang des Steuergerätes (S) verbunden sind (F i g. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 025 516, 138 158.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen