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'IMeßperiodengeber für Darifiergeräte, insbesondere zur Erfassung
von Mittel- bzw. Maximumwerten umgesetzter Energie" Meßperiodengeber werden da benötigt,
wo zu bestimmten Zeiten oder in bestimmten Intervallen wiederkehrende Schaltungen
vorgenommen werden müssen. Beispielsweise sind sie erforderlich bei Maximumzählern,
mit denen zur Registrierung von brauchbaren Mittelwerten die Leistungsmessung auf
eine größere Zeiteinheit, nämlich die Meßperiode bezogen wird. Eine Meßperiode erstreckt
sich im allgemeinen in der Elektrizitätswirtschaft über 15 Min., kann aber auch
auf eine größere Zeit ausgedehnt werden. Das Leistungsmaximum ist demnach die höchste
mittlere Leistung einer Meßperiode, die innerhalb eines Verrechnungszeitraumes gemessen
wird.
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Bei bekannten Maximumzählern wird ein mechanisches Maximumwerk verwendet,
das einen vom Zähler angetriebenen Mitnehmer enthält, der seinerseits eine Maximumrolle
mitschleppt. Nach Ablauf einer Meßperiode wird der Mitnehmer entkuppelt, so daß
er
unter Wirkung einer Rückholfeder in die Nullstellung zurücklaufen kann, während
die Maximumrolle die erreichte Stellung beibehält. Der Meßperiodengeber besteht
dabei aus einem dauernd laufenden Synchronmotor, der über ein Getriebe und eine
Kurvenscheibe die Ein- und Auskupplung des Mitnehmers bewirkt. Die Entkupplungszeit
beträgt im allgemeinen 1 % der Heßperiodendauer, so daß bei einer Meßperiode von
15 Min.
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auf die Entkupplungszeit 9 Sec. entfallen. Der während der Entkupplungszeit
auftretende Verbrauch kann durch entsprechende Auslegung der tfbersetzungsgetriebe
eingeeicht sein, es sind aber auch Haximumwerke bekannt, bei denen dieser Verbrauch
gespeichert und nachträglich wieder eingegeben wird.
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Bei den bekannten Maximumwerken mit mechanischem Meßperiodengeber
ist der verzfendete Motor einem erheblichen Verschleiß unterworfen, da er ständig
in Betrieb sein muß. Eine Umstellung der eßperiodendauer bzw. der htkupplungszeiten
ist nur durch Umsetzen von Wechselrädern möglich. Ein Nachteil der mechanischen
Ausführung besteht auch darin, daß bei Netzausfall die Meßperiode gestoppt und bei
wiederkehrender Spannung von diesem Wert aus weitergezählt wird. Es ergeben sich
dadurch zwei Meßperioden kürzerer Dauer und somit falsche eßergebnisse.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Meßperiodengeber zu schaffen,
der praktisch keinem Verschleiß unterliegt, der eine Variation der Meßperioden bzw.
Entkupplungszeiten erlaubt und der nach Netzausfall eine neue Meßperiode startet.
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Der erfindungsgemäße Meßperiodengeber ist gekennzeichnet durch elektronische
J?unktionsstufen, die zu einer auf ein Ausgaberelais wirkenden kompakten Bunktionsgruppe
zusammengefaßt sind,
mit einem an einen Zeitmarkengenerator angeschlossenen,
über ein Programmiernetzwerk abfragbaren Zeitmarkenzähler und einer auf das Ausgaberelais
wirkenden Steuerkippstufe, über die vom Programmiernetzwerk vorgegebene Signalintervalle
frei wählbarer Dauer und wählbarem Puls-Pausenverhältnisses zum Ausgaberelais durchgreifen
sowie mit einem die zustandsveränderlichen Glieder der Funktionsgruppe bei Inbetriebnahme
und nach Spannungsausfall richtenden Normierglied. Der Zeitmarkengenerator kann
netzgeführt sein, er kann aber auch als selbstschwingendes Funktionsglied vorzugsweise
mit einer Quarzbasis ausgeführt werden. Der netzgeführte Zeitmarkengenerator besteht
aus einem RC-Glied mit nachgeschalteter, -vorzugsweise Komplementärkippstufe, wobei
die Triggerung durch das von einer Zenerdiode gekappte Wechselspannungssignal am
Gleichrichterausgang des Netzteiles erfolgt und die Kippdifferenzschwelle von der
geglätteten Drapezspannung an der besagten Zenerdiode abgeleitet ist. Das Normierglied
besteht aus einer Kippstufe mit Komplementärtransistoren, wobei durch das Einfügen
einer Zenerdiode ein eindeutiges Differenzniveau für den Ausgangszustand der Kippstufe
gegeben ist. Die gesamte Funktionagruppe kann modul-integriert auf Hybridbasis oder
wesentliche Teile davon als monolithischer Großschaltkreis (LSI-Technik) ausgeführt
sein. Nach einem Weiterbildungsgedanken der Erfindung dient zur Erweiterung des
mit dem Meßperiodengeber schaltbaren Bereiches ein Intervall-Vervielfacher, der
mit einem nachgeschalteten zweiten Programmiernetzwerk an dem mit dem Ausgangsrelais
verbundenen Ausgang der Steuerkippstufe liegt, wobei das zweite Programmiernetzwerk
über eine Oder-Verknüpfung zusammen mit dem erwähnten Ausgang der Steuerkippstufe
auf das Ausgangsrelais wirkt und besagte Teile in die Funktionsgruppe integriert
sind.
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An Hand der Zeichnung sei die Brfindunganeinem Ausfuhrungsbeispiel
näher erläutert.
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Der Meßperiodengeber besteht aus einem Netzteil 1, dem ein Zeitmarkengenerator
2 nachgeschaltet ist. Der Zeitmarkengenerator erzeugt Taktimpulse mit einer Frequenz
von 100 Hz.
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Er wirkt auf einen Zeitmarkenzähler 3, der als Frequenzteiler ausgebildet
ist. An den Zeitmarkenzahler ist ein Programmiernetzwerk 4 angeschlossen, das seinerseits
mit einer Steuerkippstufe 5 in Verbindung steht. Der eine Ausgang 5a der Steuerkippstufe
liegt an einem Oder-Glied 6, an dessen Ausgang ein Ausgangsrelais 7 angeschlossen
ist.
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Das Ausgangsrelais 7 weist zwei Umscbaltkonttkte 7a und 7b auf. Der
andere Ausgang 5b der Steuerkippstufe ist über ein Differenzierglied 8 mit dem Rückstelleingang
des Zeitmarkenzählers verbunden. Mit dem Ausgang 5a der Steuerkippstufe steht auch
ein Intervall-Vervielfacher 9 in Verbindung, dem ein zweites Programmiernetzwerk
10 nachgeschaltet ist. Das Programmiernetzwerk 10 wirkt einerseits auf den Rückstelleingang
des Intervall-Vervielfachers und andererseits auf den zweiten Eingang des Oder-Gliedes
6. Ein Normierungsglied 11 wirkt auf den Rückstelleingang des Zeitmarkenzählers
3 und des Intervall-Vervielfachers 9 sowie auf die Steuerkippstufe 5.
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Bei Beginn einer Meßperiode hat der Ausgang 5b der Steuerkippstufe
H-Signal (high-Signal), während am Ausgang 5a L-Signal (low-Signal) herrscht. Entsprechend
den vom Zeitmarkengenerator abgegebenen Signal-Intervallen verden die Teilerstufen
im Zeitmarkenzahler gekippt. tber das Programmiernetzwerk 4 wird der Zeitmarkenzähler
derart abgefragt, daß über die Steuerkippstufe 5 das Ausgaberelais entsprechend
der
eingetellten Zeit an Spannung gelegt oder spannungslos wird.
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Nach Ablauf der bei mechanischen Meßperiodengebern üblichen Entkupplungszeit
te von z. B. 9 Sekunden wird über den linken Teil 4a des Programmiernetzwerkes 4
die Steuerkippstufe 5 umgeschaltet, so daß der Ausgang 5a nunmehr H-Signal führt.
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Das Relais 7 wird über das Oder-Glied 6 mit Spannung versorgt, so
daß en seine Umschaltkontakte 7a und 7b in die andere Schaltstellung bringt. Der
Umschaltkontakt 7a dient zur Einkupplung des Meximumwerkes, während der Kontakt
7b als Kundendienstkontakt für besondere Schaltaufgaben verwendet werden kann. Am
Ende der Meßperiodenzeit tm wird die Steuerkippstufe über den rechten Teil 4b des
Programmiernetzwerkes 4 zurückgekippt, so daß am Ausgang 5a wieder L-Signal herrscht.
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Bei diesem Potential sprung wird über das Differenzierglied 8 ein
Impuls auf den Rückstelleingang des Zeitmarkenzählers 3 gegeben, der dadurch in
seine Ausgangsposition zurückspringt.
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Wenn der Intervall-Vervielfacher 9 nicht angeschlossen ist, verschwindet
bei dem letztgenannten Potentialsprung auch das H-Signal am Ausgang des Oder-Gliedes
6, so daß das Ausgangsrelais 7 spannungslos wird und die Kontakte 7a und 7b wieder
in die ursprüngliche Schaltstellung zurückkehren.
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Da der Zeitmarkenzähler aus Gründen des technischen Aufwandes nur
für eine Basis-Heßperiodendauer von z. B. tm X 15 Minuten, te = 9 s ausgelegt ist,
können längere Meßperioden mit ihm allein nicht gesteuert werden. Hierzu ist der
Intervall-Vervielfacher 9 erforderlich, mit dessen Hilfe die Meßperiodendauer vervielfacht
werden kann. Es sei å jetzt angenommen, daß der Eingang des Intervall-Vervielfachers
9 an den Ausgang 5a der Steuerkippstufe 5 angeschlossen ist. Am Ende der Zeit tm
wird dann beim Umkippen der Steuerkippstufe 5, wenn also der
Ausgang
5a wieder L-Signal annimmt, ein Impuls an den Intervall-Vervielfacher 9 gegeben,
durch den das Potential am Ausgang 9a von Null verschieden wird. Am Ausgang 10a
des zweiten Programmiernetzwerkes 10 entsteht dadurch eine Spannung, die über das
Oder-Glied 6 zum Ausgangsrelais 7 durchgreift. Das Ausgangsrelais 7 fällt also nach
Ablauf der Zeit tm, wenn am Ausgang 5a der Steuerkippstufe 5 L-Signal eintritt,
nicht ab. Erst nach Ablauf der Zeit n . tm wird über den Zugang 10b des zweiten
Programmiernetzwerkes X ein Rückstellimpuls auf den Intervall-Vervielfacher 9 gegeben,
so daß die Spannung am Ausgang 9a und 10a wieder verschwindet (Null) und somit gleichzeitig
an beiden Eingängen des Oder-Gliedes 6 L-Signal herrscht.
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Bei Inbetriebnahme oder nach Spannungsausfall sorgt das Normierungsglied
11 dafür, daß Zeitmarkenzähler, Intervall-Vervielfacher und Steuerkippstufe sich
in ihrer Ausgangsstellung befinden, so daß ein ordnungsgemäßer Betrieb gewährleistet
ist. Es klammert bei wiederkehrender Versorgungsspannung eine Nullstellung der erwähnten
Glieder solange, bis die Versorgungsspannung das Referenzniveau des Normiergliedes
überschreitet.
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Der elektronische Meßperiodengeber hat den Vorteil, daß er praktisch
keinem Verschleiß unterliegt, da nur ruhende Bauteile verwendet werden. Er läßt
sich mit geringem Anpassungsaufwand in bereits vorhandene Maximumzähler anstelle
des mechanischen Meßperiodengebers einsetzen. Die Kupplungszeiten und Pausenzeiten
lassen sich durch entsprechende Programmierung beliebig einstellen. Besonders vorteilhaft
ist auch, daß durch das Normrçerglied bei Netzausfall nach Spannungswiederkehr ein
Neustart
gewährleistet ist, so daß bei Spannungswiederkehr beginnend mit der Entkupplungsphase
sofort eine volle Meßperiode abläuft. Mit Hilfe des Normierungsgliedes läßt sich
auch eine Synchronisierung mehrerer Maximumwerke erreichen, da nur die gemeinsame
Spannung kurzzeitig unterbrochen zu werden braucht, um zu erreichen, daß bei Wiedereinschaltung
alle Maximumzählwerke synchron laufen.
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7 Seiten Beschreibung 1 Blatt Zeichnungen mit 1 Big.
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8 Patentansprüche