DE1961002B2 - Akustischer spannungspruefer, insbesondere fuer eisenbahnsicherungseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen akustischen Spannungsprüfer, insbesondere für Eisenbahnsicherungseinrichtungen, unter Verwendung einer Oszillatorschaltung, die in Abhängigkeit von der Amplitude einer Eingangsspannung ein Ausgangssignal unterschiedlicher Frequenz erzeugt und mit einem elektroakustischen Wandler.

Auf vielen technischen Gebieten besteht vielfach der Wunsch, festzustellen, ob eine beliebige elektrische Leitung Spannung fühn. Unabhängig davon, ob es sich dabei um eine Gleich- oder Wechselspannung handelt, werden zu diesem Zweck billige und robuste Spannungsprüfer verwendet, die im wesentlichen eine Glimmlampe enthalten. Derartige Spannungsprüfer haben sich für orientierende Messungen weitgehend durchgesetzt. Es besteht jedoch ein Nachteil, der darin zu sehen ist, daß die anzu- 4» zeigende Spannung jedoch einen bestimmten oberen Wert überschritten haben muß, damit die Glimmlampe zünden kann. Außerdem kann die Spannungshöhe, wenn überhaupt, nur sehr ungenau an Hand der Länge der jeweiligen Glimmstrecke festgestellt werden. Bekannt ist ferner ein berührungsloser Hochspannungsanzeiger (Elektrie, Heft 9 [1964], S. 296) als Prüfungseinrichtung, die im wesentlichen aus einer Transistorschaltung besteht, die einen monostabilen Multivibrator steuert. Die Höhe der jeweils berührungslos einwirkenden Wechselspannung beeinflußt außerdem die Kippfrequenz des monostabilen Multivibrators. Dabei können allerdings nur Kippfrequenzen erzeugt werden, die sich aus ganzzahliger Teilung der Netzfrequenz ergeben. Da die als Anzeigeorgane verwendeten Schauzeichen und Glühlampen fernerhin auf Grund ihrer Eigenschaften wenig geeignet sind, eine differenzierte Aussage über die jeweilige Höhe der zu testenden Wechselspannung zu mp'jhen, ist der bekannte Hochspannungsanzeiger im wesentlichen nur dazu geeignet, auf eine bestimmte gefährliche Hochspannung aufmerksam zu machen. Eine orientierende Spannungsprüfung in einem weiten Meßbereich ist damit nicht möglich.

Weiterhin ist ein tragbares Gerät zur Anzeige und akustischen Meldung von Hochspannungen bekannt (CH-PS 4 69 270). Bei diesem Gerät werden die zu testenden Spannungen einem kapazitiven Fühler zugeführt, dem ein Wechselspannungsverstärker nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignale nach Gleichrichtung und Siebung zur Speisung eines Tonfrequenzgenerators dienen. Die Wechselspannungssignale dieses Generators steuern einen Miniaturlautsprecher dann, wenn eine Hochspannung vorgegebener Amplitude vorhanden ist.

Nachteilig bei diesem Gerät ist nicht nur der große Bauteileaufwand, sondern auch die Tatsache, daß nur Hochspannungen gemeldet werden können, und zwar lediglich in Form einer Ja-Nein-Aussage. Eine Art Analogmessung ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen robusten Spannungsprüfer anzugeben, der die genannten Nachteile vermeidet, und insbesondere für die Verwendung in Stellwerksanlagen, deren Schaltwerke mit Relais ausgerüstet sind, keine Beeinflussung der jeweiligen Zustände durch einen Meßvorgang hervorruft. Außerdem besteht fernerhin die Aufgabe, daß der Spannungsprüfer in einem möglichst großen Bereich ohne eine Umschaltung arbeitet.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine Oszillatorschaltung mit einer spannungsabhängigen Frequenz und einem nachgeschalteten elektroakustischen Wandler geeignet ist, als akustischer Spannungsprüfer, verwendet zu werden, der eine orientierende Spannungsprüfung auf Grund der über einen elektroakustischen Wandler abgegebenen Tonhöhe zuläßt. Aus der Vielzahl der bekannten Oszillatorschaltungen, die eine Wechselspannung mit einer Frequenz abgeben, deren Wert von der angelegten Steuer- bzw. Versorgungsspannung abhängt, ist diejenige nur brauchbar, die unter Berücksichtigung der gestellten Aufgabe ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Vorteilen in der Anwendung, insbesondere bei Eisenbahnsicherungseinrichtungen gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe gelöst, durch die Verwendung eines Relaxations-Osz'illators mit einer Doppelbasisdiode, deren Basiselektroden an einer festen Gleichspannung liegen, wobei ein an die Emitterelektrode angeschlossenes frequenzbestimmendes flC-Glied über eine Gleichrichterbrückenschaltung an die zu prüfende Spannung gelegt ist.

Der Vorteil eines derartigen akustischen Spannungsprüfers liegt einerseits in seinem einfachen und preiswerten Aufbau der Schaltung, die unter Umständen nur einen einzigen Halbleiter enthalten braucht, und andererseits in einem großen Meßbereich zwischen einigen Volt und beispielsweise 380 V, ohne daß eine Meßbereichumschaltung erforderlich wäre.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Der eigentliche, an sich bekannte Relaxations-Oszillator besteht im wesentlichen aus einer Doppelbasisdiode 1 und einem an die Emitterelektrode E angeschlossenen i?C-Glied 2, 3. Im Entladestromkreis des Kondensators 3 über die Emitter-Basis-ß 1-Strecke ist ein elektroakustischer Wandler, z. B. ein kleiner und billiger Lautsprecher 4 vorgesehen, an den keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden brauchen. Ferner ist an die Basiselektrode B 2 ein Widerstand 5 angeschlossen, über den und den Lautsprecher 4 die beiden Basen Bl und Bl eine feste Gleichspannung t/₀ in der angegebenen Polarität erhalten. Auf der anderen Seite wird die Oszillatorschaltung über eine Gleichrichterbrückenschaltung 6, 7, 8 und 9 ge-

speist. Der dieser Gleichrichterrrrückenschaltung nachgeschaltete Kondensator 14 dient zur Spannungsglättung, wenn an die Klemmen Kl und Kl eine zu messende Wechselspannung angelegt wird. Damit der akustische Spannungsprüfer auch bei einem etwaigen Defekt eines oder mehrerer Bauelemente ausreichend hochohiftig bleibt und somit kein derartiger Fehlstrom erzeugt wird, der eventuell Relais in Stellwerksanlagen zum Ansprechen bringen kann, sind zusätzlich Vorwiderstände 10, 11, 12 und 13 vorgesehen.

Die Wirkungsweise des akustischen Spannungsprüfers für Gleich- und Wechselspannung ist folgende. Sobald sich der Kondensator 3 über den Vorwiderstand 2 auf eine Spannung aufgeladen hat, die der Spannung η · U₁₁ entspricht, wird die Strecke Emitter E und Basis B1 der Doppelbasisdiode 1, die vorher nichtleitend war, niederohmig, so daß sich der Kondensator 3 über diese Strecke und den Lautsprecher 4 entladen kann, η ist hierbei das innere Spannungsteileverhältnis der Doppelbasisdiode 1. Unter der Voraussetzung, daß der Widerstand 2 ausreichend hochohmig bemessen ist, wird nach einer bestimmten Zeit der sogenannte Haltestrom der Doppelbasisdiode 1 mit zunehmender Entladung des Kondensators 3 unterschritten, so daß die Strecke Emitter E und Basis Bl wieder hochohmig wird. Von diesem Zeitpunkt an wird der Kondensator 3 wieder aufgeladen, bis schließlich der Spannungswert η ■ U₀ erreicht ist, bei dem die Doppelbasisdiode 1 wieder leitend wird. Diese periodischen Vorgänge werden durch den Lautsprecher 4 hörbar gemacht. Es ist leicht einzusehen, daß der Kondensator 3 bei höheren Spannungen an den Klemmen Kl und Kl schneller aufgeladen ist, wodurch sich eine höhere Impulsfolgefrequenz ergibt. Damit wird die von Lautsprecher 4 abgegebene Tonhöhe proportional zur Höhe der zu prüfenden Spannung.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen akustischen Spannungsprüfers liegt nicht nur in einem sehr großen Meßbereich und seinem großen Eingangswiderstand, insbesondere durch den Widerstand 2, sondern auch noch darin, daß sowohl Gleich- als auch Wechselspannungen geprüft werden können.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. In vorteilhafter Weise kann auf den Kondensator 14 verzichtet werden, wodurch beim Prüfen von Wechselspannungen durch den Lautsprecher 4 ein modulierter Ton abgegeben wird, so daß zwischen Gleich- und Wechselspannungen akustisch unterschieden werden kann. Ferner ist es möglich, in den Stromkreis der Basis Bl an Stelle des Lautsprechers 4 ein Verstärkerelement einzufügen, das beispielsweise durch die fest vorgegebene Spannung U₀ gespeist wird, und dem als Last der Lautsprecher 4 zugeordnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Akustischer Spannungsprüfer, insbesondere fur Eisenbahnsicherungseinrichtungen, unter Verwendung einer Oszillatorschaltung, die in Abhängigkeit von der Amplitude einer Eingangsspannung ein Ausgangssigna! unterschiedlicher Frequenz erzeugt und mit einem elektroakustischen Wandler, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Relaxations-Oszillators mit einer Doppelbasisdiode (1), deren Basiselektroden (Bl, Bl) an einer festen Gleichspannung (U₀) liegen, wobei ein an die Emitterelektrode angeschlossenes fiequenzbestimmendes /<C-Glied (2, 3) über eine Gleichrichterbrückenschaltung (6,7,8,9) an die zu prüfende Spannung gelegt ist.