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Meßgerät für Gleich- und Wechselstrom bzw. Gleich- und Wechselspannung
mit einem an eine Gleichrichteranordnung angeschlossenen Drehspulmeßwerk Meßgeräte,
die für Gleich- und Wechselstrom bzw. Gleich- und Wechselspannung b.estimmt sind,
werden, sofern les sich nicht um Präzisionsmessungen handelt, in der Regel mit einem
an eine Gleichrichteranordnung angeschlossenen Drehspulmeßwerk ausgerüstet, wobei
häufig auch die Gleichstrom-bzw. Spannungsmessung über G1eichrichter erfolgt Bei
Verwendung von quadratisch ausgesteuerten Gleichrichtern würde die Anzeige für Wechselstrom
mit leiner sich dem Wert Null nähernden Frequenz ohne weiteres gleich der Anzeige
bei Gleichstrom sein.
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Wenn man aber, wie allgemein üblich, die Gleichrichter nicht quadratisch,
sondern möglichst linear aussteuert, so ergeben sich für die beiden Stromarten wesentlich
verschiedene Ausschläge bei der üblichen Eichung in Effektivwerten, und zwar erhält
man hei Gleichstrom einen größeren Ausschlag als bei Wechselstrom.
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Es ist bekannt. daß man diesen Nachteil durch den Einbau einer Vorrichtung
zum wahlweisen Einschalten beim Wechsel der Stromart beseitigen kann, wobei die
betreffenden Stromkreise so bemessen werden können, daß sich beildem gleichen Wert
der zu messenden Größe unabhängig von der Stromart der gleiche Ausschlag ergibt.
Die Verwendung eines solchen Stromartwählers hat aber den Nachteil, daß bei nicht
besonderes sorgfältiger Bedienung leicht Irrtümer vorkommen
köi-,nen.
In solchen Fällen, wo die Stromart nicht bekannt ist, ist die Bedienung aul?;erdem
recht umständlich.
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Dic vorliegende Erfindung betrifft nun ein Meßgerät mit einem an
eine nicht quadratisch ausgesteuerte Gleichrichter,anordnung angeschlossenen Drehspulmeßwerk,
vorzugsweise mit mehreren Meßbereichen, wobei p,arallel zur Gleichrichteranordnung
ein induktiver oder parallel zu einem Vorwiderstand ein kapazitiver Widerstand angeordnet
ist, wobei das Gerät ohne Rücksicht auf die Stromart benutzt werden kann. Dies wird
gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß diese Widerstände so bemessen sind, daß
der das Drehspulmeßwerk beim Messen einer Wechselstromgröße gegebener Frequenz durch
fließende Wellenstrom den gleiche linearen Mittelwert hat wie der beim Messen einer
Gleichstromgröße das Drehspulmeßwerk durchfließende Gleichstrom, vorausgesetzt,
daß die zu messende Gleichstromgröße den gleichen Wert hat wie der Effektivwert
d!er zu messenden Wechselstromgröße.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungs beispiele der Erfindung
in Schaltbildern dargestellt.
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In Fig. I ist angenommen. daß es sich um eine Strommessung handelt
und der zu messende Strom J bzw. J in jedem Falle ,ein und dieselbe Gleichrichtel-allordnung
I durchfließt, an die in an sich bekannter Weise ein Gleichstrominstrument 2 angeschlossen
ist. Ausgehend von der Anschlußklemme 3 flIeßt der zu messende Strom nun einerseits
über die Gleichrichteranordnung 1 und einen Ohmschen Widerstand 4 zu der Anschlußklemme
5, andererseits liegt parallel dazu eine Drosselspule 6 in Reihe mit einem zweiten
Ohmschen Widerstand, 7.
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Es findet somit in jedem Falle eine Stromverzweigung statt. Da nun
der Betrag des Scheinwiderstandes in dem Parallelstromkreis bei Gleichstrom geringer
ist als bei WLechselstrom, ist die Stromverteilung bei den beiden Stromarten verschieden.
und man kann die Drosselspule 6 so bemessen bzw. den induktiven Widerstand des Parallelzweiges
durch -eine geeignete Wahl des Widerstandes 7 so abgleichen, daß man bei Gleich-
undWechselstrom gleicher Stromstärke den gleichen Ausschlag am Instrument 2 erhält.
Dabei ist es zweckmäßig, die Bemessung so zu wählen, daß die infolge von Frequenz
änderungen ilmerhalb des gewünschten Frequenzbereiches auftretenden Änderungen des
über die Drosselspule 6 fließenden Wechselstromes vernachlässigbar bleiben.
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Wenn mehrere Strommeßbereiche erforder. lich sind; so kann man-den
Meßbereich in der üblichen Weise durch entsprechend abgeglichene Nebenwiderstände
erweitern. Die gleiche Schaltung kann man unter Verwendung eines Vorwiderstandes
auch für Spannungsmessungen benutzen; die Abweichung zwischen Gleich- und Wechsel
spannung kann in diesem Falle aber nur für einen Spannungsmeßbereich genau beseitigt
werden.
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Fig. 2 zeigt eine Schaltung, die insbesondere für Spannungsmessungen
geeignet ist. Hier ist in Reihe mit der Gleichrichterschaltung ein Vorwiderstand
8 angeordnet, dem ein Kondensator g parallel geschaltet ist. Liegt nun an den Klemmen
3 und 5 eine zu messende Spannung U bzw. U, so tritt bei einer Wechseispannung eine
Stromversorgung ein, während bei einer Gleichspannung der Strom nur den Ohmschen
Widerstand S durchfließt. Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung von 8 und 9
ist daher bei Gleichspannung größer ais bei Wechsel spannung und kann durch Wahl
der Kapazität des Kondensators 9 und des Widerstandes S so bemessen werden, daí:i
man bei gleichem Wert einer zu messenden Cl eich- und Wechsel spannung den gleichen
Ausschlag erhält.
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Durch eine Vereinigung der Schaltungen nach Fig. I und 2 ist es möglich.
das Meßgerät sowohl für Strom- als auch für Spannungsmessungen unter Verx-endung
der üblichen Neben- bzw. Vorwiderstände mit beliebig vielen Meßbereichen auszuführen.
Damit man für die Spannungsmeßbereiche einen genauen Abgle ich durch Vorschalten
einfacher Widerstände erhält, ist es nötig. in diesem Falle die Widerstände so zu
bemessen. daß der Gesamtwiderstand der Schaltung bei dem gleichen Wert der zu messenden
Stromstärke oder Spannung unabhängig von der Strom art der gleiche ist. Eine derartige
Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Bezeichnungen der einzelnen Schaltelemente
die gleichen sind wie bei den Fig. I und 2.
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Ein ausführliches Schaltbild eines Meßgerätes mit mehreren Meßbereichen
für Strom und Spannung gemäß der Erfindung zeigt Fig. 4. Sowohl der Strom- als auch
der Spannungsmessung ist die Schaltung nach Fig. 1 zugrunde gelegt, wobei zur Eru-eiterung
des Strommeßbereiches in an sich bekannter Weise ein als Strombereichwähler dienender
regelharer Nebenwiderstand vorgesehen ist. Ferner ist angenommen, daß aucll die
Erweiterung des Spannungsmeßbereiches, wie üblich, durch Vorwiderstände erfolgt.
Das ist praktisch zulässig, wenn auch für den niedrigsten Spannungsmeßbereich d!er
Vorwiderstand genügend groß ist im Vergleich zu dem Widerstand der Gleichrichterschaltung,
so daß die bei den einzelnen Siel'-bereichen auftretenden Abweichungen in den zulässigen
Grenzen bleiben.
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Ein die Gesamtschaltung aufnehmendes Gehäuse 10 ist mit drei Anschlußklemmen
versehen, die mit U, J und G bezeichnet sind.
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An die bei Spannungsmessungen zu blenutzende Klemme U ist der Schaltarm
11 eines regelbaren Vorwiderstandes 12 angeschlossen; ebenso ist mit der bei Strommessungen
zu benutzenden Klemme J der Schaltarm 13 eines Spannungsteilerwiderstandes 14, 15
verbunden. Die Widerstände 12 und 14, 15 sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise
untereinander und mit der gemeinsam für Strom und Spannung zu benutzenden Anschlußklemme
G verbunden.
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In das Gehäuse 10 ist ferner ein Drehspulmeßwerk eingebaut, das mit
zwei Drehspulen 16, 17 versehen ist, die einerseits zmtereinande,r und mit der Klemme
G verbunden und andererseits an je einen Gleichrichter I-8, 19 mit entgegengesetzter
Durchlaßrichtung angel schlossen sind. Zur Justiemng sind noch Parallelwiderstände
20, 21 vorgesehen. Die bei den Gleichrichter 18, 19 sind andlenerseits miteinander
verbunden und über einen Vorwiderstand 22 an die Verbindungsleitung zwischen den
Widerständen 12 und 14 angeschlossen.
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Parallel zu der aus den Teilen I6 bis 22 bestehenden Gleichrichterschaltung
liegt nun die Reihenschaltung einer Drosselspule 6 und eines Ohmschen Widerstandes
7 entsprechend der Schaltung nach Fig. I.
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Beim Anschluß einer zu messenden Sp;annung an die Klemmen U, G fließt
ein Strom über den Schaltarm 1 1 und den regelbaren Vorwiderstand 12 zur Gleichrichterschaltung,
wobei sich der Strom entsprechend Fig. I verzweigt, und zur Klemme G. Der Schaltarm
I I dient als Spannungsmeßbereichwähler, wobei der Spannungsmeßbereich durch Rechtsdrehen
erweitert wird. Beim Anschluß leimes zu messenden Stromes an die Klemmen J und G
fließt dieser zum Teil über den Widerstand 14 und die Gleichrichterschaltung zur
Klemme G, während der andere Teil den Nebenwiderstand 15 durchfließt. Durch Drehen
des als Strommeßbereichwähler wirkenden Schaltarmes 13 nach rechts wird der Nebenwiderstand
15 verkleinert und gleichzeitig der Vorwiderstand 14 vergrößlert, wobei der Strommeßbereich
erweitert wird.
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In jedem Falle fließt der Meßstrom, falls es sich um einen Wechselstrom
handelt, abwechselnd bei jeder Halbewelle durch eine der beiden Drehspulen 16, 17,
während ein Gleich-Strom je nach der Stromrichtung nur eine der beiden Drehspulen
durchfließt. Im übrigen erfolgt der Abgleich der Widerstände wie bei der Schaltung
nach Fig. 1.