DE1516165C - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine zur Vergleichsmessung F i g. 5 ein Schaltbild für eine weitere Variante des

zweier Widerstände dienende Differenzschaltung mit abgeänderten Schaltungsteiles,

zwei von derselben Wechselstromquelle gespeisten F i g. 6 ein Schaltbild für einen Transformator mit

Strom wandlern, deren Sekundärwicklungen über je eine einstellbarem Übersetzungsverhältnis,

Gleichrichteranordnung eine die Differenz der Wider- 5 F i g. 7 ein Schaltbild für einen weiteren Transforma-

stände anzeigende Meßeinrichtung beaufschlagen. tor mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis und

Eine Differenzschaltung dieser Art ist in der deut- F i g. 8 ein Schaltbild für eine Variante der Meßeinschen Patentschrift 630 895 beschrieben. Bei dieser richtung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1. bekannten Schaltung liegen die miteinander zu ver- Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind gleichenden Widerstände auf der Primärseite des io die Primärwicklungen 11 von zwei getrennt angeihnen jeweils zugeordneten Stromwandlers, während ordneten Stromwandlern 12 in Reihe geschaltet und die Sekundärseiten der beiden Stromwandler in der werden von einer Quelle 13 aus mit einem Wechsel-Weise über eine eigene Gleichrichteranordnung an strom von 1 kHz gespeist. Die Sekundärwicklungen 14 ein Meßinstrument angeschlossen sind, daß dieses je der Stromwandler 12 sind über Blockkondensatoren 15 nach dem Überwiegen der Größe des einen oder des 15 jeweils an Vollweggleichrichterbrücken 16 angeschlosanderen der beiden miteinander zu vergleichenden sen. Die gleichgerichteten Signale der Brücken 16 Widerstände in der einen oder in der anderen Rieh- werden auf zu vergleichende Widerstände R₁ und A₂ tung von Strom durchflossen wird. gegeben, die an einem Ende bei 17 zusammenge-

Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Schal- schlossen sind. Die sich ergebenden Spannungstung liegt darin, daß die mit ihrer Hilfe erzielbare ao abfalle an den Widerständen A₁ und R₂ werden durch Meßgenauigkeit zu wünschen übrigläßt, und es kann eine Meßeinrichtung 18 verglichen,
ausgehend von diesem Stande der Technik als Aufgabe Der Strom in der Sekundärwicklung 14 ist dem der der Erfindung betrachtet werden, eine Differenz- Primärwicklung 11 proportional und wird durch die schaltung für den Vergleich zweier Widerstände an- Last im Sekundärstromkreis nicht wesentlich beeinzugeben, die eine volle Ausnutzung der durch den 25 flußt. Der Strom im Sekundärstromkreis ist voader Einsatz von Stromwandlern an sich gegebenen Widerstandsänderung in den Zuleitungen der zu verMöglichkeit zur Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit gleichende'n Widerstände praktisch unabhängig. Die gestattet. "~ - Meßeinrichtung vergleicht nur die Spannungsabfälle

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltung an den Widerständen, so daß die Leitungswiderstände der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch 3° ohne Einfluß auf die Vergleichsmessung sind,
gelöst, daß die Primärwicklungen der Stromwandler Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist als mit der Wechselstromquelle eine Reihenschaltung Meßeinrichtung ein Galvanometer 18 zwischen 'die bilden und die Stromwandler-Sekundärwicklungen freien Enden 19 der Widerstände A₁ und A₂ geschaltet, je über zur Gleichstromsperrung dienende Konden- Wenn das Galvanometer 18 den Strom Null anzeigt, satoren mit der zugeordneten Gleichrichteranordnung 35 sind die Spannungsabfälle an den beiden Widerverbunden sind, daß die zu vergleichenden Wider- ständen R₁ und R₂ gleich. Der gleichgerichtete Strom stände parallel zu den Ausgangsanschlüssen der in den beiden Widerständen stellt einen bestimmten Gleichrichteranordnung liegen und daß die Meß- Bruchteil des Wechselstromes in der Sekundäreinrichtung von der Differenz der Spannungsabfälle wicklung 14 dar, und das Verhältnis des Stromes in an den zu vergleichenden Widerständen gespeist ist. 4° der Sekundärwicklung 14 zu dem in der Primär-

Die Erfindung macht zur Lösung der obenerwähnten wicklung 11 entspricht dem Übersetzungsverhältnis K

Aufgabe unter anderem von der in der Meßtechnik an des Stromwandlers 12.

sich bekannten und beispielsweise in der deutschen Der Strom in der Sekundärwicklung 14 des einen

Auslegeschrift 1 105 965 oder der britischen Patent- Stromwandlers 12 berechnet sich zu K₁I und der in der

schrift 634 577 behandelten Möglichkeit Gebrauch, 45 Sekundärwicklung 14 des anderen Stromwandlers 12

Widerstände auf dem Wege über eine Spannungs- zu K₂i, da beide Primärwicklungen 11 den gleichen

differenzmessung miteinander in Beziehung zu setzen, Strom i aufweisen. Haben die Gleichrichterbrücken 16

und außerdem macht sich die Erfindung zu dem die gleichen Charakteristiken, dann haben die in dea

gleichen Zweck die ebenfalls für sich genommen Widerständen R₁ und R₂ fließenden Ströme dasselbe

bekannte und in der Zeitschrift »PTB-Mit.« von 1964 50 Verhältnis oc zu den Strömen in den Sekundärwicklun-

auf den Seiten 515 bis 519 beschriebene Möglichkeit gen 14. Der Spannungsabfall an dem Widerstand R₁

zunutze, miteinander zu vergleichende Meßwiderstände beträgt dann OcK₁R₁I, und der an dem Widerstand R₃

über Gleichrichter an Stromwandler anzuschließen und ist OiK₂R₂L Wenn ein Übersetzungsverhältnis K₁ oder

auch dabei eine Differenzspannungsmessung vorzu- K₂ oder der Widerstand R₂ so verändert wird, daß das

nehmen. 55 Galvanometer 18 den Strom Null anzeigt, dann gilt:

Zur weiteren Erläuterung der Differenzschaltung

nach der Erfindung und ihrer Vorteile sollen nunmehr d _ JSl . R^. (1)

einige mögliche Ausführungsbeispiele näher beschrie- K₁
ben werden, die in der Zeichnung veranschaulicht

sind. Dabei zeigt 60 Das Ausführungsbeispiel von F i g. 1 kann gemäß

F i g. 1 ein Schaltbild für ein erstes Ausführungs- F i g. 2 abgeändert werden, wobei ein Widerstand 21

beispiel, als Potentiometer ausgelegt ist und das Galvano-

F i g. 2 ein Schaltbild für eine Variante mit ge- meter 18 an einen Schleifkontakt 22 des Potentio-

änderter Anordnung der Meßeinrichtung, meters und nicht an dessen freies Ende 19 ange-

F i g. 3 ein Schaltbild für ein weiteres Ausführungs- 65 schlossen ist. Das Galvanometer 18 vergleicht dann

beispiel, den Spannungsabfall an dem unbekannten Wider-

F i g. 4 ein Schaltbild für eine Variante für einen stand R₁ mit dem Spannungsabfall an dem Teilwider-Teil einer erfindungsgemäßen Schaltung, stand R_t zwischen dem Schleifkontakt 22 und dem

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Ende 17, an dem die Widerstände miteinander ver- geschaltet, um den gesamten effektiven Nebenschluß

bunden sind. Das Potentiometer 21 kann so geeicht für die Hauptsekundärwicklung 14 auf einen ge-

sein, daß es den Wert R₂ oder den Wert R₁ anzeigt, wünschten Wert zu bringen.

der durch die Gleichung (1) gegeben ist, wenn das F i g. 5 zeigt eine weitere bekannte Schaltung zur

Galvanometer 18 keinen Strom führt. Der Ausgang 5 Beseitigung des Einflusses der Nebenschlußimpedanz Z

des Galvanometers 18 kann an einen in der Zeichnung eines Stromwandlers 12. Der Stromwandler hat zwei

nicht dargestellten Servomotor zum Antrieb des zusätzliche Sekundärwicklungen, von denen eine

Schleifkontaktes 22 angeschlossen sein, der die Span- Wicklung 51 mit einer Last Zp und dem Eingang eines

nungsabfalle an den Widerständen R₁ und R₂ aus- Leistungsverstärkers 53 in Reihe geschaltet ist und die

gleicht. ίο andere Wicklung 52 mit dem Ausgang des Verstärkers

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 wird 53 in Verbindung steht.

ein 5-Hz-Signal eines Oszillators 31 zur Modulation Wenn eine Spannung V an der Hauptsekundär-

der 1-kHz-Frequenz der Quelle 13 benutzt und außer- . ,, _Λ . , „^ ,, _{tl Vi} . _A . „ ν

dem einem phasenempfindlichen Detektor 32 als wicklung 14 des Stromwandlers auftritt, ist ein Strom ^

Bezugssignal zugeführt. Der Detektor 32 spricht auf 15 in der Nebenschlußimpedanz verbraucht. Wenn sich

Signale von 5 Hz an, jedoch nicht auf Signale von eine Spannung V in der Hauptwicklung 14 mit N₁

1 kHz und höheren Frequenzen. Die Übersetzungs- „₇. , . , „. ^ . . „ JV₂ V

Verhältnisse K₁, K₂ oder der bekannte Widerstand i?₂ ^Windun§^{en ei}»^stellt> tritt eine Spannung -^- an

können so lange verändert werden, bis der phasen- der ersten zusätzlichen Wicklung 51 mit N₂ Windungen

empfindliche Detektor 32 den Strom Null anzeigt, 20 auf, und da der Verstärker 53 als Leistungsverstärker

worauf dann der unbekannte Widerstand R₁ aus der ausgelegt ist, ist die Spannung am Eingang vernach-

Gleichung (1) errechnet werden kann. lässigbar klein. Eine im wesentlichen gleiche Spannung

Dieses Ausführungsbeispiel verbindet die Vorteile ... , _Ttr7· .· · _c* ^Nz^v

von Wechselstrom- und Gleichstromanordnungen. ^{erscheint an der Last Z}*" ^{die einen Strom} Ivfe*

Mit dem modulierten 1-kHz-Signal gespeiste Strom- 25 auslöst, der in die zweite zusätzliche Wicklung'52

wandler werden wesentlich kleiner als mit 5-Hz- fließt.

Signalen betriebene Stromwandler. Die Blindwerte her- Diese zweite zusätzliche Wicklung 52 ist so geschalvorrufenden Teile der Leitungen und Lastimpedanzen tet, daß in dem Kern des Stromwandlers 12 ein zusind bei 5 Hz, im Vergleich zu 1 kHz vernachlässigbar sätzlicher Fluß induziert wird und einen zusätzlichen klein, und der Detektor wird sehr einfach. Störspan- 30 Strom in der Hauptwicklung 14 hervorruft, der dem nungen, z. B. auf Grund thermischer Einflüsse, sind Verlust in der Nebenschlußimpedanz Z gleich ist, wenn Gleichspannungen und bleiben daher unschädlich.

Der phasenempfindliche Detektor ermöglicht es, die V N₂V N₃

Richtung der Abweichung anzuzeigen. ~^~ ~ -κτ ■? ' ~77~

Bei Meßkreisen dieser Art können falsche Signale 35 1 ρ 1

mit der Frequenz der Hauptspeisequelle induziert _{beziehungsweise}
werden und den Betneb stören. Um diesen Einfluß

herabzusetzen, wird der 5-Hz-Oszillator 31 durch Tei- z_v = ^{a 3}

lung der Hauptfrequenz durch eine ganze Zahl über N₁ ²

einen Digitalzähler gesteuert. Dadurch ist sicher- 40

gestellt, daß jeder Meßvorgang des phasenempfind- ist, wobei Z₂, der Wert der mit der zweiten zusätzlichen

liehen Detektors eine fast ganzzahlige Periodenzahl Wicklung zu verbindenden Impedanz ist, um die

der Hauptfrequenz erfaßt. Der 5-Hz-Oszillator 31 ist Nebenschlußimpedanz auszugleichen,

vorzugsweise ein Rechteckoszillator. F i g. 6 veranschaulicht eine Schaltung, bei der das

Die Kerne der Stromwandler bestehen aus dünnen 45 Übersetzungsverhältnis eines Stromwandlers im Be-

Streifen eines ferromagnetischen Materials hoher reich einer fünfstelligen Dezimalzahl proportional

Permeabilität, das zu einem nicht dargestellten Ring- veränderbar ist. Es sind fünf Wicklungen vorgesehen,

kern gewickelt ist. Bei derartigen Kernen kann das jeweils eine für jede Stelle, von denen jede in zehn

Übersetzungsverhältnis zwischen den Strömen in der gleiche Abschnitte mit einer Anzapfung zwischen

Primär- und Sekundärwicklung konstant gehalten 5° jedem Abschnitt unterteilt ist.

werden. Wenn der durch das nicht ideale Verhalten Der erste Hauptkern 60 hat eine Primärwicklung 61 de>* Sekundärwicklung gegebene Nebenschlußwider- mit einhundert Windungen und eine weitere Primärstand für die Sekundärwicklung (infolge des induktiven wicklung 62 mit zehn Windungen. Der Eingangsstrom Blindwiderstandes, des effektiven Verlustwiderstandes wird in die erste Wicklung mittels eines verstellbaren und der Wicklungskapazität) fällt und mit der Last 55 Kontaktes 63 eingespeist, so daß er eine Anzahl Wick- und der Sekundärwicklung vergleichbar wird, bleibt lungsabschnitte durchläuft, die für eine erste Ziffer das Übersetzungsverhältnis nicht konstant. Der Wider- des gewünschten Übersetzungsverhältnisses kennstand eines Widerstandsthermometers beträgt nur zeichnend ist. Von dem Null-Anschlußpunkt 64 der wenige hundert Ohm, so daß der Nebenschlußwider- ersten Wicklung gelangt er zu einem verstellbaren stand nicht sehr hohe Werte aufzuweisen braucht, um 60 Kontakt 65 der zweiten Wicklung 62.
das Übersetzungsverhältnis bei einer derartigen An- Ein zweiter von dem ersten unabhängiger Kern 66 Wendung konstant zu halten. hat zwei entsprechende Primärwicklungen, die die

Wenn eine exakte Konstanz des Verhältnisses zwi- dritte und vierte Wicklung darstellen, von denen die sehen den beiden Übersetzungsverhältnissen gefordert dritte Wicklung 67 einhundert Windungen und die

wird, kann gemäß F i g. 4 in an sich bekannter Weise 65 vierte Wicklung 68 zehn Windungen aufweist. Ein bei einem Stromwandler eine zusätzliche Sekundär- dritter Kern 71 hat eine Primärwicklung, die eine wicklung 41 vorgesehen werden. Die zusätzliche Wick- fünfte Wicklung 69 darstellt und einhundert Winlung 41 ist mit einer zusätzlichen Last 42 in Reihe düngen hat.

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Der Strom durchläuft von der Anzapfung einer auf dem dritten Kern 91 ist in Reihenschaltung mit

jeden Wicklung die Anzahl der Abschnitte, die einer einer dritten Primärwicklung 94 (JV₇ Windungen) auf

geeigneten kennzeichnenden Zahl eines Übersetzungs- dem Hauptkern 82 verbunden. Die Schleifkontakte 92

Verhältnisses entspricht, und gelangt von dem Null- können durch einen nicht dargestellten Servomotor

Anschlußpunkt dieser Wicklung zu dem verstellbaren 5 gesteuert werden, der von der Meßeinrichtung gespeist

Kontakt der nächsten Wicklung, bis der NuIl-An- wird.

Schlußpunkt auf der Primärwicklung des dritten Kernes Der durch die erste Primärwicklung 81 in dem

erreicht ist. Hauptkern 82 hervorgerufene Fluß F₁ ist dem mit der

Der dritte Kern 71 weist eine Sekundärwicklung 72 Anzahl der Windungen JV₁ der Wicklung 81 multiplivon eintausend Windungen auf, die an eine weitere io zierten Eingangsstrom proportional (.F₁ ~ ZiV₁). Der Primärwicklung 73 mit zehn Windungen auf dem auf Grund der zweiten Wicklung 87 hervorgerufene zweiten Kern 66 angeschlossen ist, und der zweite Kern Fluß F₂ ist zu dem mit der Anzahl der Windungen JV₄ steht in gleicher Weise mit dem ersten Kern 60 über der zweiten Wicklung 87 multiplizierten Eingangsstrom eine Wicklung 74 auf dem zweiten Kern und eine proportional, der zusätzlich mit dem Übersetzungs-Wicklung 75 auf dem ersten Kern in Verbindung. 15 verhältnis der Wicklungen 84, 86 auf dem zweiten

Unter Verwendung dieser Schaltungen induziert ein _T, _or ,,· ,. - . - . IF₂ ~iN,N₂ \ ~ .

-,-.,„ · , j . a -j · · Kern 85 multipliziert ist ——n-¹—· Der auf

Fluß von einhundert Amperewindungen in einem * \ N₃ j

Kern einen Fluß von einhundert Amperewindungen Grund der dritten Wicklung 94 hervorgerufene Fluß F₃

in dem nächsten Kern. ist dem mit der Anzahl der Windungen JV₇ der dritten

Der Gesamtfluß in dem ersten Kern 60 ist gleich 20 Wicklung 94 multiplizierten Eingangsstrom, der ferner

der Summe der ersten Zahl des Verhältnisses mit zehn mit dem Produkt des Übersetzungsverhältnisses der

multipliziert, da zehn Windungen zwischen den Windungen auf dem zweiten und dritten Kern multir

Anzapfstellen der ersten Primärwicklung vorgesehen ,. . . . , .. , / F₃ ~/ JV₇ N, N₂ \

sind, zuzüglich einmal der zweiten Zahl plus einem ^{pllziert wird}' P^roP^ort'°^nal ( ^iV₆ J · ^...

Zehntel der dritten Zahl, da zehn Windungen zwischen 25 Der Strom Z₁ in der Sekundärwicklung des Haupt-

den Anzapfstellen der ersten Primärwicklung des kernes 14-ist zum Gesamtfiuß in dem Hauptkern 82

zweiten Kernes angeordnet sind und-das Verhältnis proportional: —-

der miteinander in Verbindung stehenden Windungen

zwischen dem zweiten und dem ersten Kern einhundert / ^ /(jy _}_ ^{2 4} , ^{2 5 7}

beträgt, plus einem Hundertstel der vierten Zahl plus 30 \ JV₃ JV₃ JV₆

einem Tausendstel der fünften Zahl. Der Ausgangsstrom

von der auf dem ersten Hauptkern 60 vorgesehenen Se- Da die Schleifkontakte 92, die die stromdurch-

kundärwicklung 14 ist diesem Gesamtfluß proportional flossene Windungszahl der Primärwicklungen 84, 89

und durch das Übersetzungsverhältnis, das durch die auf dem zweiten und dritten Kern 85 und 91 bestimmen,

Einstellung der Zapfhebel bestimmt ist, auf den Ein- 35 miteinander verbunden sind, ist JV₂ proportional zu

gangsstrom bezogen. . JV₅, d. h. N₆ = kN₂

Das Einstellen der Kontakte kann durch einen

Servomotor erfolgen, der durch den Ausgang der / ~ /[JV₁ + JV₂ -)- ⁷ N²\.

Meßeinrichtung regelbar ist. \ JV₃ JV₃ JV₆ /

Ein Umkehrschalter kann zwischen den Anschlüssen 40

der Wicklungen der Stromwandlerkerne vorgesehen Die Spannung V₂ an dem Widerstand R₁ stellt dabei

sein, so daß die Wicklungen, sofern erforderlich, eine einen gleichgerichteten Bruchteil des Stromes Z₁ dar, Flußverminderung in dem Hauptkern hervorrufen statt

einer Flußsteigerung. V₁ ~ iJiJl ^ -^-JV₂

F i 7 it i Shlt bi d d A JV JV

₁ iJ ^JV₂ HΛ

F i g. 7 zeigt eine Schaltung, bei der der Ausgangs- 45 \ JV₃ JV₁ JV₃ JV₆ JV₁

strom des einen Stromwandlers nicht nur linear proportional zu den Stellungen der Kontakte an den Der Widerstand R₂ wird von einem Strom i₂ durchPrimärwicklungen ist, sondern Komponenten auf- flössen, der direkt proportional zu dem Eingangsweist, die deren jeweiliger Stellung quadratisch pro- "strom/ist, wie es in den vorangegangenen Ausführungsportional sind. Diese Anordnung findet besonders bei 50 beispielen beschrieben wurde. Wenn sich die Tempe-Widerstandsthermometern Anwendung, wo die Wider- ratur von R₂ ändert, wird der Wert R₂ durch folgende Standsänderung in Abhängigkeit von der Temperatur Beziehung gesteuert
Ausdrücken erster und zweiter Potenz der Temperatur
folgt. R₂ = R₀(I + κί + β t²),

Bei dieser Anordnung durchläuft der Eingangsstrom 55

eine erste Primärwicklung 81 (JV₁ Windungen) auf dem worin α und β Konstanten sind. Der Spannungsab-Hauptkern 82 und von einem Anzapfpunkt 83 aus fall V₁ bei R₂ beträgt
durch einen Teilabschnitt (JV₂ Windungen) einer Primärwicklung 84 auf einem vom ersten unabhängigen V₂ ~ i R₀ (1 + ot t + β t²) .
zweiten Kern 85. Die Sekundärwicklung 86 (JV₃ Win- 60

düngen) auf dem zweiten Kern ist mit einer zweiten Hieraus ist ersichtlich, daß durch geeignete Wahl

Primärwicklung 87 (JV₄ Windungen) auf dem ersten der Windungszahlen JV₃, JV₄, JV₆, JV₇ die Wahl der Kern 82 in Reihe geschaltet und mit einem Ende an Anzapfungen in Abhängigkeit von JV₂ direkt zur eine Anzapfung 88 (JV₅ Windungen) einer Primär- Anzeige der Temperatur dienen kann,
wicklung 89 auf einem weiteren dritten Kern 91 an- 65 Wenn R₁ auf eine feste steuerbare Temperatur eingeschlossen. Die Schleifkontakte 92, die die Wahl der gestellt bzw. nicht temperaturabhängig ist und R₂ einer Anzapfungen 83, 88 ausführen, sind miteinander ge- unbekannten Temperatur entspricht, kann die Ankoppelt. Eine Sekundärwicklung 93 (JV₆ Windungen) zapfung, wenn die Spannungsabfälle an den Wider-

ständen ausgeglichen sind, zur direkten Angabe.des unbekannten Temperaturwertes geeicht werden. Eine Verstellung des' Schleifkontaktes, der den Wert N₂ steuert, ermöglicht es dann, Temperaturänderungen genau und ohne Verzögerung abzulesen.

Die Primärwicklungen 84, 89 mit ihren Anzapfungen können durch mehrfach-dekadische Anordnungen ähnlich denen gemäß F i g. 6 ersetzt werden.

F i g. 8 zeigt eine Änderung für das Ausführungsbeispiel von F i g. 1, das Fehlersignale kompensieren io ' kann, die durch Kernverluste der Stromwandler induziert werden. Diese Kernverluste der Stromwandler treten deshalb auf, weil ein Spannungsabfall in den Stromwandlerwicklungen auch dann auftritt, wenn keine Last an den Sekundärwicklungen liegt. Ähnliche Änderungen können auch bei den anderen oben be- _·;. schriebenen Ausführungsbeispielen Anwendung finden.

In F i g. 8 ist ein zusätzlicher Stromwandler 101 in die Sekundärkreise beider Stromwandler 12 eingeschaltet, wobei eine Primärwicklung 102 des Stromwandlers 101 mit einer Sekundärwicklung 14 und eine Sekundärwicklung 103 des Stromwandlers 101 mit der zweiten Sekundärwicklung 14 in Reihe geschaltet ist. Der Stromwandler 101 weist eine zweite Sekundärwicklung· 104 auf, die über einen Leistungsverstärker 106 ein Signal an eine Primärwicklung 105 abgibt, die zusätzlich an dem Stromwandler vorgesehen ist. -,-.

Die Wicklungen 102, 103 arbeiten gegenläufig auf dem Kern des Stromwandlers 101. Wenn die Ströme Z₁, U₂ ungleiche Werte haben, wird ein Remanenzfluß in den Kern induziert. Die Sekundärwicklung mißt diesen Fluß, und ihr Meßstrom wird verstärkt und dem Stromwandler 12 zugeführt, um den Strom Z₁ zu ändern und so die beiden Ströme Z₁ und z₂ einander anzugleichen. Auf diese Weise wird, sobald Fehlmessungen in dem Stromwandler 12 zu Abweichungen von Z₁ gegenüber z₂ geführt haben, durch die Zuhilfenahme des Stromwandlers 101 die Beseitigung der Abweichung bewirkt. Der Leistungsverstärker 106 stellt sicher, daß die Wicklung 104 einen sehr geringen Strom aufnimmt und deshalb nur in sehr geringem Maße die Flußverteilung in dem Stromwandler 101 stört.

Sollte es erforderlich sein, die Ströme Z₁ und z₂ nicht auf dem gleichen Wert, sondern in einem bestimmten Verhältnis zu halten, so sind die Wicklung 103 und die Primärwicklung 11 des Kernes mit der zusätzlichen Wicklung 105 gekoppelt, wobei die Anzapfungen durch die Verbindung bei 108 zur Änderung des Verhältnisses Z₁: Z₂ zusammengeschlossen sind.

Bei allen erfindungsgemäßen Schaltungsvarianten können die Rückwärts-Sperrströme der Dioden in den Gleichrichterbrücken 16 dadurch wesentlich herabgesetzt werden, daß man die Dioden bei einer verminderten Temperatur arbeiten läßt. Die Kühlung kann durch halbleitende Peltier-Elemente erfolgen.

Die Dioden der Brücken 16 sollten möglichst niedrige Speicherladung und Sperrströme haben. Da die üblichen Verfahren zur Herstellung von Halbleitern eine dieser beiden Forderungen ausschließen, ist es gewöhnlich erforderlich, eine Diode zu wählen, die zwischen den beiden extremen Forderungen liegt. Eine weitere Lösung dieses Problems besteht darin, in jedem Zweig der Brücke 16 ein Diodenpaar in Reihenschaltung vorzusehen. Eine Diode des Paares zeigt dann einen niedrigen Sperrstrom, jedoch nicht notwendigerweise niedrige Speicherladung, während die andere eine geringe Speicherladung, jedoch nicht notwendigerweise einen geringen Sperrstrom aufweist.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Zur Vergleichsmessung zweier Widerstände dienende Differenzschaltung mit zwei von derselben Wechselstromquelle gespeisten Stromwandlern, deren Sekundärwicklungen über je eine Gleichrichteranordnung' eine die Differenz der Widerstände anzeigende Meßeinrichtung beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen; (11) der Stromwandler (12) mit der Wechselstromquelle (13) eine Reihenschaltung bilden und die Stromwandler-Sekundärwicklungen (14) je über zur Gleichstromsperrung dienende Kondensatoren (15) mit der zugeordneten Gleichrichteranordnung (16) verbunden sind, daß die zu ■vergleichenden Widerstände (R₁, R₂) parallel zu den Ausgangsanschlüssen (17, 19) der Gleichrichtejanordnungen (16) liegen und daß die Meßeinrichtung (18) von der Differenz der Spannungsabfälle an den zu vergleichenden Widerständen (R₁, R₂) gespeist ist.

2. Differenzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (18) ein Nullinstrument und das Übersetzungsverhältnis der Stromwandler (12) veränderbar ist.

3. DifFerenzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (11) der Stromwandler (12) mehrere über ihre gesamte Länge verteilte Anzapfungen aufweisen.

4. DifTerenzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis der Stromwandler (12) in nichtlinearer Weise, insbesondere für Messungen mit Widerstandsthermometern quadratisch, von der Lage der jeweils benutzten Anzapfung abhängt.

5. Differenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Modulator (31), der das Ausgangssignal der Wechselstromquelle (13) mit einer unterhalb deren Frequenz liegenden Modulationsfrequenz moduliert.

6. Differenzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ein phasenempfindlicher Detektor (32) mit einem Bezugssignaleingang für die Zuführung eines Bezugssignals mit der Modulationsfrequenz ist.

7. Differenzschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsfrequenz ein ganzzahliger Teil der Frequenz der Wechselstromquelle (13) ist.

8. Differenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stromwandler (12) eine zusätzliche Sekundärwicklung (41) aufweist, an die zur Vergrößerung der Belastung durch den Nebenschluß der Hauptsekundärwicklung (14) eine zusätzliche Impedanz (42) angeschlossen ist (F i g. 4).

9. Differenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stromwandler (12) zwei zusätzliche Wicklungen aufweist, von denen die eine am Eingang und die andere am Ausgang eines Leistungsverstärkers (106) liegt, der den Stromwandler (12) mit einem die Nebenschlußbelastung der Hauptsekundärwicklung (14) ausgleichenden Kompensationsstrom speist (F i g. 5).

10. Differenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsekundärwicklungen (14) der Stromwandler

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(12) über zum Ausgleich der Wandlerverluste dienende Abgleichelemente mit den zugehörigen Gleichrichteranordnungen (16) verbunden sind.

11. Differenzschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Abgleichelementen ein dritter Stromwandler (101) gehört (F i g. 8).

12. Differenzschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Stromwandler (101) drei Wicklungen (102,103,104) aufweist, von denen die erste (102) und die zweite (103) jeweils mit der Hauptsekundärwicklung (14) des ersten bzw. des zweiten Stromwandlers (12) und die dritte (104) über einen Leistungsverstärker (106) eine

zusätzliche Wicklung (105) eines der beiden ersten Stromwandler (12) speist (F i g. 8).

13. Differenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Gleichrichteranordnungen (16) halbleitende Peltier-Elemente vorgesehen sind.

14. Differenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnungen (16) jeweils mehrere Gleichrichterpaare in Reihenschaltung enthalten, die jeweils aus einem Gleichrichter mit niedrigem Rückwärts-Sperrstrom und einem Gleichrichter mit geringer Kapazität und Speicherladung bestehen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen