DE3711978C2 - Elektrizitätszähler - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Elektrizitätszähler für niedrige Spannungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Elektrizitätszähler ist aus US-4 514 685 bekannt, in der eine integrierte Schaltung für den Einsatz bei Halleffektsensoren beschrieben ist, bei der eine Vorrichtung für die Kompensation eine Offset-Spannung des Hallsensors vorgesehen ist. Hierbei wird das von einem Hallsensor abgegebene Steuersignal zum Erzeugen von Impulsen mit in Abhängigkeit von der verbrauchten Energie variabler Frequenz erzeugt. Der Hallsensor enthält eine erste und zweite Brückenschaltung und die erste Brückenschaltung dient zum Umkehren der Polarität eines Meßsignals zum Erfassen der verbrauchten Energie in den Stromeingangsanschlüssen des Hallsensors. Die zweite Brückenschaltung ist mit den Spannungsanschlüssen des Hallsensors so verbunden, daß eine Offset-Spannung des Hallsensors ausgeglichen wird.

Weiterhin wird bei analog-digitalen Elektrizitätszählern eine strenge Linearität der Umwandlung der Ausgangsspannung der Sensorschaltung hinsichtlich der Frequenz gefordert, was bei sehr niedrigen Ausgangsspannungen des Hallsensors und zudem einem breiten Meßbereich besonders wichtig ist.

Spannungs-Meß-Wandler sind beispielsweise aus der Patentanmeldung YU P-757/75 und der hieraus hervorgegangenen DE 26 12 764 A1 sowie aus der DE 26 42 397 A1 bekannt. Hier wird der Einfluß der Eingangsspannungswanderung des Integrier- Operationsverstärkers durch eine Umpolung der Eingangsspannung des Integrators herabgesetzt. Der Einfluß des Integrierkondensators wird durch die Anwendung eines genau festgelegten Kompensationsstromimpulses beseitigt.

Da die Dauer der Anschlußzeiten der Spannungen verschiedener Vorzeichen nicht gleich ist, wird eine von der Eingangsspannungswanderung des Integrier- Operationsverstärkers stammende Ungenauigkeit der Umwandlung nicht behoben. Ein derartiger Wandler ist demnach für niedrige Eingangsspannungen, besonders noch für niedrige Eingangsspannungen in einem breiten Meßbereich ungeeignet. Seine weitere Unzulänglichkeit besteht im großen Einfluß des Verlustwinkels bei einer begrenzten Verstärkung des Operationsverstärkers.

Demnach besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Elektrizitätszählers bei dem Schwankungen der Eingangsspannung eines Integrier-Operationsverstärkers und Veränderungen des Kapazitätswerts eines Intgerierkondensators während dessen Lebensdauer vollständig ausgeglichen werden und bei dem eine Ausgangsspannung einer Sensorschaltung einen maximalen Bereich mit Vorzeichenwechsel aufweisen kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Elektrizitätszähler gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Demnach ist am Ausgang des Komparators eine Steuerschaltung zum Erzeugen eines ersten Umpolungssignals und eines zweiten Umpolungssignals mit gleicher Zeitdauer vorgesehen. Ein Komparator ist an den Anschlüssen des Integrierkondensators angeschlossen. Aufgrund der Steuerung der einzelnen Schalter des Elektrizitätszählers fällt die Umpolung der Ausgangsspannung der Sensorschaltung mit der Umpolung der Anschlüsse des Integrierkondensators zusammen. Die integrierte Spannung am Integrierkondensator fällt deswegen gleichmäßig zu einem Schwellpegel des Komparators ab.

Aufgrund der gleichen Zeitdauer des ersten Umpolungssignals und des zweiten Umpolungssignals und der Steuerung der Schalter des Elektrizitätszählers werden die Beiträge der Spannungsschwankungen am Eingang des Integrier- Operationsverstärkers und der Einfluß der Schwankung des Kapazitätswerts des Integrierkondensators unabhängig voneinander kompensiert.

Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltung des Elektrizitäts­ zählers in Grundausführung,

Fig. 2 einen Zeitverlauf der integrierten Spannung U_i und der Steuersignale für die Schaltung in Fig. 1,

Fig. 3, 4 eine weitere Ausführung der Zählerschaltung, einen analogen Teil der Schaltung bzw. eine Steuerschaltung,

Fig. 5 einen (K, F; Z) Frequenzkomparator,

Fig. 6 einen Zeitverlauf der integrierten Spannung U_i, der Ausgangsspannung U_H einer Sensorschaltung und der Steuersignale sowie die Schwellenpegel für drei verschiedene Spannungsamplituden U_H, alles für die Schaltung in Fig. 3, 4, und

Fig. 7, 8 Ausführungen der Sensorschaltung.

Der Elektrizitätszähler in Grundausführung umfasst eine Sensorschaltung S_H, einen Integrator B1, eine Steuerschaltung CO und eine Kompensationsschaltung B3 (Fig. 1).

Zwischen der Eingangsklemme der Schaltung S_H und dem Ausgang eines Operationsverstärkers 1 sind ein Widerstand 5, ein Schalter 6, ein Hall-Sensor 4 mittels seiner Stromklemmen und ein Schalter 8 reihengeschaltet. Der Schalter 6 und der Sensor 4 sind durch einen Schalter 9, der Sensor 4 und der Schalter 8 durch einen Schalter 7 überbrückt. Die Schalter 6, 8 werden mit einem Umpolungssignal P, die Schalter 7, 9 mit einem Umpolungssignal P gesteuert. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 1 ist an die Masse und der invertierende Eingang an die erste Spannungsklemme des Sensors 4 ange­ schlossen, dessen andere Spannungsklemme an die Ausgangs­ klemme der Schaltung S_H angeschlossen ist.

An den Ausgang eines Integrieroperationsverstärkers 2, an dessen nichtinvertierenden Eingang der Ausgang der Schaltung S_H angeschlossen ist, sind ein Schalter 13, ein Integrierkondensator 22, ein Schalter 11 und ein Widerstand 20 reihengeschaltet. Der Schalter 13 und der Kondensator 22 sind durch einen Schalter 10, der Kondensator 22 und der Schalter 11 durch einen Schalter 12 überbrückt. Die Schalter 11, 13 werden mit dem Signal P, die Schalter 10, 12 mit dem Signal P gesteuert. Die gemeinsame Klemme der Schalter 11, 12 und des Widerstandes 20 ist an den invertierenden Eingang des Verstärkers 2 angeschlossen.

Die Eingänge des Komparators B2 sind an die Klemmen des Kondensators 22 angeschlossen. Vom Ausgang des Komparators B2 wird ein Komparatorsignal C an den D-Eingang eines D-Flipflops 21 in der Steuerschaltung CO geleitet. An den Takteingang des Flipflops 21 wird von einer Schaltung 24 ein z. B. in einem Quarzoszillator erzeugtes Taktsignal CL zugeführt. Von der Schaltung 24 werden auch die Umpolungssteuersignale P, P, deren Periode eine Mehrfachperiode des Signals CL ist, und ein kurzzeitiges Signal S, das zwischen den aufein­ anderfolgenden Signalen P, P den logischen Zustand 1 annimmt, gebildet. Ein Kompensationssignal Q erscheint am Q-Ausgang des Flipflops 21.

In der Schaltung B3 sind Klemmen für Referenzspannungen U⁺ _R,U⁻_R über Schalter 14 bzw. 15 an die gemeinsame Klemme des Wider­ standes 20 und eines Schalters 16, der an die Masse ange­ schlossen ist, angeschlossen. An je einen Eingang der UND-Tore 17, 18 werden die Signale P, P und an den gemeinsamen Eingang das Signal Q zugeführt. Die Ausgangssignale der Tore 17, 18 steuern die Schalter 14, 15. Der Schalter 16 wird mit dem Ausgangssignal eines NOR-Tores 19, an dessen Eingänge die Signale Q, S zugeleitet werden, gesteuert.

An die Eingangsklemme der Sensorschaltung S_H ist eine an der elektrischen Schaltung, deren Verbrauch oder Erzeugung der elektrischen Energie vom Elektrizitätszähler gemessen wird, herrschende Spannung angeschlossen. Dem Strom in der genannten Schaltung ist die Magnetfelddichte an der Stelle des Hall-Sensors 4 proportional. Die Ausgangsspannung U_H der Schaltung S_H ist daher der elektrischen Leistung dieser Schaltung proportional.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Elektrizitätszählers wird anhand Fig. 2 erläutert. Die Umpolung der Ausgangsspannung U_H der Schaltung S_H fällt mit der Umpolung der Klemmen des Kondensators 22 zusammen. Die integrierte Spannung U_i am Kondensator 22 fällt deswegen gleichmässig bis zu einem Schwellenpegel U_o des Komparators B2 ab, wonach am Komparator­ ausgang das Signal C erscheint. Die Schaltung 24 erzeugt gleichdauernde Signale P, P, d. h. t₂ -t₁ = t₃ -t₂. Gerade deswegen werden die Beiträge der Spannungswanderung am Eingang des Verstärkers 2 und der Unbeständigkeit des Kondensators 22 zur integrierten Spannung U_i jeder einzelne in sich kompensiert. Der erste Impuls CL nach dem Erscheinen des Signals C löst einen Impuls des Signals Q aus. Mittels Steuerung der Schalter 14, 15 wird die Ladungskompensation aus zwei Referenzquellen ein Einklang mit der Umpolung des Kondensators 22 gebracht. Der Widerstand 20 hat den Masse­ anschluss über den Schalter 16, ausgenommen während des Impulses Q und während des Impulses S, wodurch bei der Umpolung des Kondensators 22 jeder Strom zum Verstärker 2 vermieden wird.

Eine weitere Ausführung des Elektrizitäts­ zählers umfasst eine Sensorschaltung S_H, die an die Eingangs­ klemme eines Integrators B1 angeschlossen ist, einen Komparator B2, eine Kompensationsschaltung B3 und einen Detektor B5 der Energieflussrichtung (Fig. 3) und eine Steuerschaltung CO (Fig. 4).

Der Komparator B2 ist mit einem Folgeverstärker versehen, bei dem der nichtinvertierende Eingang eines Operations­ verstärkers 130 an eine Klemme eines Integrierkondensators 122 im Integrator B1 angeschlossen ist, während die andere Klemme des Kondensators 122 an einen Kondensator 127, dessen andere Klemme an die Masse angeschlossen ist, und an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 132 angeschlossen ist. Der Verstärker 132 mit Rückkopplungs­ widerständen 133, 134, 137 und einem Widerstand 131, der an den Ausgang des Verstärkers 130 und an seinen nicht­ invertierenden Eingang angeschlossen ist, bildet einen Schmitt-Trigger. Durch die Überbrückung einzelner Widerstände mit Schaltern 135, 136, die mit Signalen Z1, Z2 gesteuert sind, werden unterschiedliche obere und untere Schwellenpegel U_Hn, U_Ln gebildet.

Die Schaltung B3 ist mit einer einzigen Referenzspannungs­ klemme U⁺ _R ausgeführt, an die ein Schalter 114, der durch ein Signal Q gesteuert ist, angeschlossen ist. Die andere Klemme des Schalters 114 ist an einen Schalter 116, der an die Masse angeschlossen und durch das invertierte Signal Q gesteuert ist, und an den Eingang eines Folgeverstärkers B3' angeschlossen, dessen Ausgang an einen Integrierwiderstand 120 angeschlossen ist.

Der Detektor B5 ist mit einem Operationsverstärker 141 ausgeführt. An seinen nichtinvertierenden Eingang sind ein Rückkopplungswiderstand 142 und ein Widerstand 140 angeschlossen, dessen andere Klemme an einen Ausgang eines Verstärkers 102 angeschlossen ist. An den invertierenden Eingang des Verstärkers 141 ist eine Kette aus Widerständen 143-146 angeschlossen, die an einer Seite an eine Spannungsklemme U⁺ und an der anderen Seite an die Masse angeschlossen ist und in welcher einzelne Widerstände durch Schalter 147, 148 überbrückbar sind. Diese Schalter sind durch Signale Z1, Z2 gesteuert und mit ihrer Hilfe wird jeweils ein einziger Schwellenpegel des Detektors B5 festgelegt. Ein invertiertes Ausgangssignal des Verstärkers 141 wird an die Steuerklemme eines Schalters 117, der den Kondensator 122 überbrückt, und an den Takteingang eines Flipflops 150 geführt. Der D-Eingang des Flipflops 150 und sein Q-Ausgang sind mitein­ ander verbunden. Am Q-Ausgang des Flipflops 150 wird ein invertiertes Signal S' gebildet.

Das invertierte Komparatorsignal C wird an ein UND-Tor 152 in der Steuerschaltung CO geleitet. Das Ausgangssignal eines Multiplexers C4 wird an den anderen Eingang des Tores 152 geleitet. Der Ausgang des Tores 152 ist an den D-Eingang eines D-Flipflops 154 angeschlossen, an dessen Takteingang ein Taktsignal CL vom Ausgang einer phasen­ gesteuerten Schaltung 153 geleitet wird. An den Eingang der Schaltung 153 wird ein Signal N geführt, das ein invertiertes Ausgangssignal eines an die Netzspannung angeschlossenen Nulldetektors 165 ist. Am Q-Ausgang des Flipflops 154 wird ein Signal Q gebildet, das an eine Signalklemme X der Schaltung B3, an den Eingang eines Multi­ plexers C3 und an den Takteingang eines D-Flipflops 156 geleitet wird. Der Q-Ausgang des Flipflops 156 ist an seinen D-Eingang angeschlossen. An seinem Q-Ausgang wird ein Signal Q' gebildet, das an den Eingang eines Frequenz­ teilers 157 geführt wird, dessen Ausgangssignal Q'' und das Signal Q' an den Eingang eines Frequenzkomparators C1 geleitet werden.

Der Frequenzkomparator C1 ist mit zwei (K, F; Z) Frequenz­ komparatoren 191, 192 hergestellt. Die Schaltung des (K, F; Z) Komparators ist in Fig. 5 dargestellt. Sie mit mit zwei Frequenzteilern a, b mit einem Teilungsverhältnis J bzw. L ausgeführt, wobei der Rückstelleingang des Teilers a an den Zähleingang des Teilers b angeschlossen ist und den K-Eingang des (K, F; Z) Komparators darstellt und der Rückstell­ eingang des Teilers b an den Zähleingang des Teilers a angeschlossen ist und den F-Eingang des (K, F; Z) Komparators darstellt und die Ausgänge der Teiler a, b an den R-Eingang und an den S-Eingang eines RS-Flipflops c angeschlossen sind, dessen Ausgang den Z-Ausgang des (K, F; Z) Komparators darstellt. An die K-Eingänge der Komparatoren 191, 192 ist ein Signal N und an die F-Eingänge sind die Signale Q', Q'' zugeführt.

Das Signal Z1 am Ausgang des Komparators 192 wechselt von logisch 0 auf logisch 1 über, wenn die Frequenz des Signals Q' die Frequenz des Signals N überschreitet. Ebenso wechselt das Signal Z2 in logisch 1, wenn die Frequenz des Signals Q'' die Frequenz des Signals N überschreitet.

An je einen Eingang der ODER-Tore 176, 177 im Multiplexer C3 wird das Signal Q geleitet, an den anderen Eingang des Tores 176 wird das Signal N und an den anderen Eingang des Tores 177 ein Signal N' vom Frequenzteiler 166 geleitet, an dessen Eingang das Signal N geleitet wird. Der Ausgang des Tores 177 ist an den Eingang eines UND-Tores 180 und an den Takteingang eines D-Flipflops 167 angeschlossen, an dessen D-Eingang das Signal Z2 geleitet wird. Der Q-Ausgang des Flipflops 167 ist an einen Eingang eines UND-Tores 179, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Tores 176 ange­ schlossen ist, und über einen Inverter 181 an den anderen Eingang des Tores 180 angeschlossen. Die Ausgänge der Tore 179, 180 sind an die Eingänge eines ODER-Tores 178 angeschlossen, an dessen Ausgang ein Ausgangssignal des Multiplexers C3 gebildet wird, dessen Frequenz je nach dem Zustand des Signals Z2 der Frequenz des Signals N oder des Signals N' gleich ist und aus dem die Umpolungssignale P, P abgeleitet werden.

Eine Schaltung C5 zur Bildung der Signale P, P ist mit einer Kette, die mit einem NOR-Tor 184 ausgeführt ist, an dessen Ausgang Inverter 187, 188 reihengeschaltet sind, und mit einer zweiten Kette, die mit einem NOR-Tor 183 ausgeführt ist, an dessen Ausgang Inverter 185, 186 reihen­ geschaltet sind, errichtet. Ein Eingang des Tores 184 ist an einen Eingang eines Inverters 182, der an einen Eingang des Tores 183 angeschlossen ist, und an den Ausgang des Multiplexers C3 angeschlossen, während die zwei anderen Eingänge der Tore 183, 184 an die Ausgänge der Inverter 188, 186 angeschlossen sind, denen die Signale P, P entnommen werden.

Eine Schaltung C6 zur Bildung der Signale R, R ist mit einem exklusiven ODER-Tor 189 errichtet, an dessen ersten Eingang der Ausgang des Multiplexers C3 angeschlossen ist und an dessen anderen Eingang das Signal S' geleitet wird. Am Ausgang des Tores 189 werden das Signal R und das invertierte Signal R erzeugt.

Das Signal Q wird vom Ausgangssignal des Multiplexers C4 mitgestaltet, dessen Schaltung und Signalbesorgung im folgenden beschrieben sind. Das invertierte Ausgangssignal des Tores 177 und das Signal N werden einem ODER-Tor 168 zugeführt, dessen Ausgang an den Eingang eines Monoflops 169 angeschlossen ist. Der Ausgang des Monoflops 169 ist an den Eingang des UND-Tores 173 und an den K-Eingang eines (K, F; Z) Frequenzkomparators 170, an dessen F-Eingang das Signal Q geleitet und an dessen Ausgang ein Signal Z3 erzeugt wird, und an einen Frequenzteiler 159 angeschlossen, an dessen Ausgang eine Schaltung zur Formung eines Ausgangsimpulses F des Elektrizitätszählers angeschlossen ist. Das Signal Z3 wird an den D-Eingang eines D-Flipflops 193 geleitet, dessen Takteingang an den Ausgang des Tores 177 angeschlossen ist und das Signal von seinem Q-Ausgang an einen Eingang eines UND-Tores 171 geleitet wird, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Tores 178 angeschlossen ist, während das invertierte Signal an einen Eingang eines UND-Tores 172 geleitet wird, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Tores 177 angeschlossen ist und dessen Ausgang an den anderen Eingang des Tores 173 angeschlossen ist. Die Ausgänge der Tore 171, 173 sind an den Eingang eines ODER-Tores 175 angeschlossen, an dessen Ausgang das Ausgangs­ signal des Multiplexers C4 erzeugt wird, dessen Signalpegel vom Signal Z3 am Ausgang des Komparators 170 abhängig ist. Die Signale Q erscheinen nur in der Wirkungsperiode der Signale P; folglich verläuft keine Kompensation während der Wirkungsperiode der Signale P. Durch diesen zweckbestimmten Vorgang wird ein einziger Referenzspannungsanschluss ermöglicht.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Ausführung des Elektrizitätszählers wird anhand Fig. 6 näher erläutert. Im ersten Drittel der Zeitachse ist der Ablauf bei einer geringen Ausgangsspannung U_H der Sensorschaltung S_H dargestellt. Die beiden Signale Z1, Z2 werden vom Frequenz­ komparator C1 im Zustand logisch 0 gelassen, was niedrige Schwellenpegel U_H0, U_L0 des Schmitt-Triggers im Komparator B2 bestimmt. Dadurch wird trotz der niedrigen Spannung U_H eine angemessene Umpolungsfrequenz und dadurch die Eliminierung des Einflusses sowohl der Eingangsspannungswanderung als auch der mangelhaften Beständigkeit des Kondensators 122 erzielt. Bei grösseren Ausgangsspannungen U_H werden höhere Schwellenpegel U_Hn, U_Ln eingestellt. Die Umpolungsfrequenz f₀ bleibt im gesamten Messbereich des Elektrizitätszählers etwa konstant und legt zusammen mit dem Verlustwiderstand R_L des Integrators die Kapazität (1/f₀R_L) des Kompensations­ kondensators 127 fest, mit dem der Verlustwinkel des Integrators B1 zusätzlich kompensiert wird.

Wenn der Energiefluss an den Verbraucherklemmen derweise gerichtet ist, dass die Spannung U_i in positiver Richtung zu steigen beginnt, wird das vom Detektor B5 aufgespürt, sobald die Spannung U'_i am Ausgang des Verstärkers 102 zum erstenmal den Schwellenpegel des Detektors B5 überschreitet. Dabei reicht ein einziger Detektorpegel aus, denn die Spannung U'_i wird im Rhythmus des Signals P umgepolt. Dabei wird der Kondensator 122 durch den Schalter 117 überbrückt und durch das Signal S' bedingt wird in der Schaltung C6 die Umformung der Signale P, P in die Signale R, R für die Steuerung der Schalter in der Sensorschaltung S_H durchgeführt.

Eine Ausführung einer Sensorschaltung S'_H für einen Dreiphasen­ elektrizitätszähler ist in Fig. 7 dargestellt. Die Schaltung S'_H ist aus Schaltungen S_HS, S_HR, S_HT, die der Schaltung S_H entsprechen, zusammengebaut, wobei an die Eingangsklemmen U_S, U_R, U_T entsprechende Phasenspannungen angeschlossen sind und der nichtinvertierende Eingang eines Verstärkers 1S an die Masse, der Ausgang der Schaltung S_HS an den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 1R in der Schaltung S_HR und der Ausgang dieser Schaltung an den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 1T angeschlossen ist, und der Ausgang der Schaltung S_HT zugleich der Ausgang der Schaltung S'_H ist.

Die Ausführung einer Sensorschaltung S''_H (Fig. 8) wird angewendet, wenn man eine gesteigerte Ausgangsspannung U_H gegenüber der Ausgangsspannung der Schaltung S_H erreichen will. Sensorschaltungen S_H1, S_H2, ... S_Hn sind wie bei der Schaltung S'_H kaskadengeschaltet, jedoch mit einem gemeinsamen Widerstand 5.

Ein Vorteil des beanspruchten Elektrizitätszählers besteht vor allem darin, dass bei dem Spannungs-Frequenz- Wandler die Nichtlinearität der Umwandlung, die von der Spannungswanderung des Integrieroperationsverstärkers und von der Unbeständigkeit des Integrierkondensators herrührte, vollkommen beseitigt ist. Weitere Vorteile bestehen darin, dass der erfindungsgemässe Zähler in einem breiten Messbereich anwendbar ist und dass die Schaltung so beschaffen ist, dass man sie in monolithischer Technologie ausführen kann und dass sie eine Kaskadenschaltung mehrerer, in monolithischer Technologie ausgeführten Sensorschaltungen mit einem Hall-Sensor ermöglicht.

Claims (16)

1. Elektrizitätszähler für sehr niedrige Spannungen, enthaltend:

• a) eine Sensorschaltung (S_H) mit einem Hall-Sensor (4), dessen erster Stromanschluß an einen gemeinsamen Anschluß eines ersten Schalters (6) und eines zweiten Schalters (7) und dessen zweiter Stromanschluß an einen gemeinsamen Anschluß eines dritten Schalters (8) und eines vierten Schalters (9) angeschlossen ist, wobei ein gemeinsamer Anschluß des ersten Schaltes (6) und des vierten Schalters (9) über einen ersten Widerstand (5) mit einem Eingangsanschluß der Sensorschaltung (S_H) verbunden ist,
• b) einen Spannungs-Frequenz-Wandler mit
  • 1. einem Integrator (B1), der einen Integrier- Operationsverstärker (2; 102) enthält,
  • 2. einem Integrierkondensator (22, 122), und
  • 3. einem Komparator (B2), der für den Meßvorgang eine Impulsfolge (Q) erzeugt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) ein Ausgangsanschluß der Sensorschaltung (S_H) mit einem nicht invertierenden Eingang des Integrier- Operationsverstärkers (2; 102) verbunden ist,
• b) am Ausgang des Komparators (B2) eine Steuerschaltung (CO) zum Erzeugen eines ersten Umpolungssignals (P, R) und eines zweiten Umpolungssignals (P, R) mit einer Periode derselben Zeitdauer wie das erste Umpolungssignal (P, R) angeschlossen ist,
• c) dem Integrator (B1) über einen zweiten Widerstand (20; 120) von einer Kompensationsschaltung (B3) eine Kompensationsladung zugeführt wird,
• d) der Komparator (B2) mit beiden Anschlußpunkten des Integrierkondensators (22, 122) verbunden ist,
• e) ein gemeinsamer Anschluß des zweiten Schalters (7) und des dritten Schalters (8) an einem Ausgang eines ersten Operationsverstärkers (1) angeschlossen ist, dessen nicht invertierender Eingang an Masse liegt und dessen invertierender Eingang mit einem ersten Spannungsanschluß des Hall-Sensors (4) verbunden ist, und der zweite Spannungsanschluß des Hall-Sensors (4) der Ausgangsanschluß der Sensorschaltung (S_H) ist,
• f) die Anschlüsse des Integrierkondensators (22; 122) jeweils an einem gemeinsamen Anschluß eines fünften Schalters (10; 110) und eines sechsten Schalters (11; 111) und an einen gemeinsamen Anschluß eines siebten Schalters (12; 112) und eines achten Schalters (13; 113) angeschlossen sind und ein gemeinsamer Anschluß des fünften Schalters (10; 110) und des achten Schalters (13; 113) an einem Ausgang des Integrier- Operationsverstärkers (2; 102) angeschlossen ist und ein gemeinsamer Anschluß des sechsten Schalters (11; 111) und des siebten Schalters (12; 112) an einen invertierenden Eingang des Integrier- Operationsverstärkers (2; 102) und an den zweiten Widerstand (20; 120) angeschlossen ist, und
• g) der erste, dritte, sechste und achte Schalter (6, 8, 11, 13) durch das erste Umpolungssignal (P; R) und der zweite, vierte, fünfte und neunte Schalter (7, 9, 10, 12) durch das zweite Umpolungssignal (P, R) gesteuert sind.

2. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal (C) am Ausgang des Komparators (B2) in logisch 1 übergeht, wenn die Spannung (U_i) am Kondensator (22) im Verlauf des Integrierens bis zum Schwellenpegel des Komparators (B2) herabgesunken ist, wonach ein Signal (Q) am Q-Ausgang eines Flipsflops (21), an dessen D-Eingang das Signal (C) geleitet wird, erzeugt wird, sobald ein Impuls (CL) einläuft.

3. Elektrizitätszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen (P, P) in der Schaltung (CO) ein kurzzeitiges Signal (S) gebildet wird.

4. Elektrizitätszähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schaltung (B3) an Referenzspannungsanschlüsse (U⁺ _R, U^- _R) Schalter (14, 15) angeschlossen sind, die mit einem Ausgangssignal der UND-Tore (17, 18) gesteuert sind, an deren gemeinsamen Eingangsanschluss das Signal (Q) und an die anderen zwei Eingänge die Signale (P, P) geleitet werden, und die gemeinsame Klemme der Schalter (14, 15) an den Widerstand (20) und an einen Schalter (16) angeschlossen ist, der an die Masse angeschlossen ist und mit dem Ausgangs­ signal eines NOR-Tores (19) gesteuert wird, an dessen Eingänge die Signale (Q, S) geleitet werden.

5. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Folgeverstärker (130) im Komparator (B2) an einen Schmitt-Trigger angeschlossen ist, der mit einem Operations­ verstärker (132) ausgeführt ist und dessen Schwellenpegel (U_Hn, U_Ln) durch die Überbrückung der Widerstände (134, 137) in der Rückkopplungsschleife eines Verstärkers (132) mittels Schalter (135, 136), die durch Signale (Z1, Z2) gesteuert sind, eingestellt werden.

6. Elektrizitätszähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das invertierte Signal (C) an einen Eingang eines UND- Tores (152) in der Schaltung (CO) geleitet wird und an den anderen Eingang des Tores (152) das Ausgangssignal eines Multiplexers (C4) geleitet wird und der Ausgang des Tores (152) an den D-Eingang eines Flipflops (154) angeschlossen ist, an dessen Takteingang ein Zeitbasissignal (CL) geleitet wird und an dessen Q-Ausgang das Signal (Q) gebildet wird.

7. Elektrizitätszähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (B3) einen einzigen Referenzspannungs­ anschluss (U⁺ _R) besitzt, der an einen Schalter (114) ange­ schlossen ist, der mit dem Signal (Q) gesteuert ist und an einen Schalter (116), der an die Masse angeschlossen ist und mit dem invertierten Signal (Q) gesteuert ist und an den Eingang eines Folgeverstärkers (B3') angeschlossen ist, dessen Ausgang an den Widerstand (120) angeschlossen ist.

8. Elektrizitätszähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Frequenzkomparator (C1) in der Schaltung (CO) mit zwei (K, F; Z) Frequenzkomparatoren (191, 192) hergestellt wird, an deren K-Eingang ein Signal (N), das ein invertiertes Ausgangssignal eines an die Netzspannung (U) angeschlossenen Null-Detektors (165) ist, und an deren F-Eingang ein Ausgangs­ signal (Q') eines Flipflops (156) bzw. ein Ausgangssignal (Q'') eines Frequenzteilers (157) geleitet werden, und am Ausgang des Komparators (191) ein Signal (Z1) und am Ausgang des Komparators (192) ein Signal (Z2) erscheint, wobei beide Signale (Z1, Z2) im Zustand logisch 0 sind, wenn die Frequenz des Signals (Q') unter der Frequenz des Signals (N) liegt, und das Signal (Z1) logisch 1 wird, wenn die Frequenz des Signals (Q') die Frequenz des Signals (N) übersteigt, und auch das Signal (Z2) logisch 1 wird, wenn die Frequenz des Signals (Q'') die Frequenz des Signals (N) übersteigt.

9. Elektrizitätszähler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Multiplexer (C3) in der Schaltung (CO) mit ODER- Toren (176, 177) ausgeführt ist, an deren erste Eingänge das Signal (N) bzw. ein Signal (N') von einem Frequenzteiler (166), an dessen Eingang das Signal (N) geleitet wird, und an deren andere Eingänge das Signal (Q) geleitet wird, und der Ausgang des Tores (177) an einen Eingang eines UND-Tores (180) and an den Takteingang eines D-Flipflops (167) ange­ schlossen ist, an dessen D-Eingang das Signal (Z2) geleitet wird und ein Signal von seinem Q-Ausgang an einen Eingang eines UND-Tores (179) und der invertierte Wert dieses Signals an den anderen Eingang des Tores (180) geleitet wird, und der Ausgang des Tores (176) an den anderen Eingang des Tores (179) angeschlossen ist und die Ausgänge der Tore (179, 180) an die Eingänge eines ODER-Tores (178) angeschlossen sind, an dessen Ausgang ein Ausgangssignal des Multiplexers (C3) mit der Frequenz der Signale (P, P, R, R) erscheint, die der Frequenz des Signals (N') gleich ist, wenn das Signal (Z2) logisch 0 ist, und der Frequenz des Signals (N) gleich ist, wenn das Signal (Z2) logisch 1 ist.

10. Elektrizitätszähler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung (C5) zur Bildung der Signale (P, P) aus zwei parallelen Ketten besteht, die aus je einem NOR-Tor (183; 184) und aus je zwei reihen-geschalteten Invertern (185, 186; 187, 188) bestehen, deren Ausgänge, die zugleich Ausgänge der Schaltung (C5) darstellen, an die ersten Eingänge der Tore (183, 184) angeschlossen sind, an deren andere Eingänge das invertierte bzw. das direkte Ausgangs­ signal des Multiplexers (C3) geleitet wird.

11. Elektrizitätszähler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einen Ausgang des Integrierverstärkers (102) ein Detektor (B5) der Energieflussrichtung angeschlossen ist, der mit einem Operationsverstärker (141) ausgeführt ist, an dessen invertierenden Eingang eine an eine Spannungsklemme (U⁺) angeschlossene Kette von Widerständen angeschlossen ist, die mit Schaltern (147, 148) überbrückbar sind, die durch die Signale (Z1, Z2) gesteuert sind und durch welche jeweils ein einziger Schwellenpegel des Detektors (B5) festgelegt wird, und ein invertiertes Ausgangssignal des Verstärkers (141) an den Takteingang eines D-Flipflops (150) geleitet wird, dessen Q-Ausgang an seinen D-Eingang angeschlossen ist und an dessen Q-Ausgang ein invertiertes Signal (S') gebildet wird, das logisch 1 wird, sobald eine gleichzeitig mit den Signalen (P, P) umgepolte Spannung (U'_i) am Ausgang des Verstärkers (102) den genannten Schwellenpegel übersteigt, und gleichzeitig der den Kondensator (122) überbrückende Schalter (117) geschlossen wird.

12. Elektrizitätszähler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Multiplexers (C3) an einen Eingang eines exklusiven ODER-Tores (189) in einer Schaltung (C6) zur Bildung der Signale (R, R) und das Signal (S') an den anderen Eingang des Tores (189) geleitet werden und am Ausgang des Tores (189) das Signal (R) und durch das Invertieren des Signals (R) das Signal (R) gebildet werden.

13. Elektrizitätszähler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (CO) den Multiplexer (C4) umfasst, an dessen erstes UND-Tor (173) ein Eingangssignal eines Monoflops (168), das auch an den K-Eingang eines Frequenz­ komparators (170), an dessen F-Eingang das Signal (Q) zugeleitet wird und an dessen Ausgang ein Signal (Z3) gebildet wird, und ein Ausgangssignal eines UND-Tores (172) geleitet werden, an dessen ersten Eingang das Ausgangssignal des Tores (177) und an den anderen Eingang ein invertiertes Signal vom Q-Ausgang eines D-Flipflops (193) geleitet werden, an dessen D-Eingang das Signal (Z3) geleitet wird, während das direkte Augangssignal des Flipflops (193) an einen Eingang eines UND-Tores (171) und an seinen anderen Eingang das Ausgangssignal des Multiplexers (C3) geleitet werden, und Ausgänge der Tore (171, 173) an ein ODER-Tor (175) angeschlossen sind, dessen Ausgang der Ausgang des Multiplexers (C4) ist.

14. Elektrizitätszähler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers (132) gemeinsame Klemme des Kondensators (122) an einen Kompensations­ kondensator (127) angeschlossen ist, der an die Masse angeschlossen ist.

15. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Schaltung (S'_H) mit Schaltungen (S_HS, S_HR, S_HT) ausgeführt ist, an deren Eingangsklemmen (U_S, U_R, U_T) die Phasenspannungen angeschlossen sind, und der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers (1S) an die Masse angeschlossen ist und der Ausgang der Schaltung (S_HS) an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (1R) in der Schaltung (S_HR) und der Ausgang der Schaltung (S_HR) an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (1T) angeschlossen sind und der Ausgang der Schaltung (S_HT) der Ausgang der Schaltung (S'_H) ist.

16. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Schaltung (S''_H) aus Schaltungen (S_H1, S_H2, _... S_Hn) mit einem gemeinsamen Eingangswiderstand (5) ausgeführt ist und der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers (1') an die Masse angeschlossen ist und der Ausgang der Schaltung (S_H1) an den nichtinvertierenden Eingang eines nächstgeschalteten Operationsverstärkers angeschlossen ist und der Ausgang der letztgeschalteten Schaltung (S_Hn) zugleich der Ausgang der Schaltung (S''_H) ist.