DE1286210B - Schaltung zum Messen eines aus einzelnen Teilwiderstaenden bestehenden ohmschen kapazitiven oder induktiven Widerstandes nach der Strom-Spannungsmethode - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Messen eines aus einzelnen Teilwiderständen bestehenden ohmschen kapazitiven oder induktiven Widerstandes nach der Strom-Spannungsmethode, der im Bereich zwischen den Anschlußstellen eines die Spannung erfassenden Spannungsmessers mit Störwiderständen, z. B. Kontaktübergangs- oder Zuleitungswiderständen, eine Reihenschaltung bildet.
• Es ist bekannt, Widerstände ihrem Betrag nach zu ermitteln, indem sie mit einer einen definierten Strom liefernden Quelle verbunden werden und der Spannungsabfall an den Widerständen gemessen wird. Aus Strom und Spannung kann dann nach bekannten Gesetzen der Widerstandswert errechnet werden. -Bei diesem Meßverfahren werden naturgemäß alle in der Meßschleife vorhandenen Widerstände, also z. B. auch die irgendwelcher Zuleitungen oder tJbergangswiderstände von Kontakten, erfaßt und verfälschen das Meßergebnis.
• Die Erfindung vermeidet diese Nachteile in der im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Weise. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
• Nach dem Stand der Technik ist die Kompensation von Störspannungen in Meßstromkreisen an sich bekannt. Dabei handelt es sich um in einem Meßkreis von außen induzierte oder galvanisch oder thermogalvanisch bedingte Störspannungen, die durch entsprechende Gegenspannungen ganz oder teilweise eliminiert werden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die im Prinzip bekannte Störspannungskompensation vorteilhaft bei dem eingangs näher bezeichneten Meßproblem dadurch anwenden läßt, daß die Störspannungen unmittelbar in den sie verursachenden Störwiderständen erfaßt und beseitigt werden können.
• In der Zeichnung ist eine Schaltung nach der Erfindung dargestellt. Da das Problem, den Betrag eines aus mehreren Einzelwiderständen bestehenden Widerstandes zu ermitteln, vor allem bei Kabelmessungen (Schleifenmessung) auftritt und hier die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu erkennen sind, soll die erfindungsgemäße Anordnung an Hand eines solchen Beispiels erläutert werden. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt; sie ist überall dort verwendbar, wo die beschriebene Aufgabenstellung vorkommt.
• Ein Kabel A habe beispielsweise zwei Adern a und b, deren Ersatzwiderstand mit Ra und Rb bezeichnet ist. Bei einer Schleifenmessung soll der Widerstand beider Adern (Ra + RU) ermittelt werden. Dazu werden am einen Ende des Kabels die Adern a und b über einen Kontakt K, der z. B. ein Relais oder ein Halbleiterschalter sein kann, miteinander verbunden.
• Schließt man an dem anderen Ende des Kabels A an die Adern a und b eine Stromquelle D an und sorgt dafür, daß durch die Adern ein definierter Strom IM fließt, dann kann mit Hilfe des von einem Spannungsmesser U angezeigten Spannungsabfalles und des (bekannten) Meßstromes 1M der Widerstand der Meßschleife errechnet werden. Der so ermittelte Widerstand ist aber nicht identisch mit dem gesuchten Schleifenwiderstand, der Summe der Aderwiderstände Ra und Rb, vielmehr ist er zu hoch, da der Übergangswiderstand Rs des Kontaktes K sowie der Widerstand RZ der beiden Zuleitungen Z mitgemessen worden ist.
• Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird der Einfluß der Störwiderstände Rs und RZ möglichst verringert und nach einer Weiterbildung der Erfindung eliminiert. Dazu wird an den Punkten B und C, welche die Kabelader-Enden kennzeichnen sollen, eine Stromquelle E angeschlossen, die einen Hilfsstrom Ifl liefert, der die Störwiderstände (Widerstände R2 der Zuleitungen Z und Rs) entgegen der Richtung des Meßstromes 1M durchfließt. Der Hilfsstrom soll möglichst in der Größenordnung des Meßstromes liegen.
• Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der mit dem Spannungsmesser U gemessene Spannungsabfall, der eigentlich nur aus den Spannungsabfällen an Ra und Rb bestehen soll, nicht mehr um den Wert = IM-(RS + 2-RZ), sondern nur noch um = (IM-IH) (Rs + 2R2) verfälscht wird. Das Meßergebnis ist demzufolge genauer geworden, denn der Einfluß der Störwiderstände wurde durch den Hilfsstrom IH verkleinert.
• Werden noch genauere Messungen von Ra + Rb gewünscht, dann ist dies ohne Schwierigkeit möglich, wenn man nur dafür sorgt, daß der Betrag des Hilfsstromes IH möglichst genau mit dem des Meßstromes IM übereinstimmt. Bei Gleichheit der beiden Ströme beeinflussen die Störwiderstände das Meßergebnis überhaupt nicht mehr. Letzteres kann man durch eine (in der Zeichnung gestrichelt gezeichnete) gegenseitige Beeinflussung der beiden Stromquellen D und E erreichen.
• Durch die Erfindung ist es überflüssig geworden, die heute, vor allem in der Kabelmeßtechnik noch gebräuchlichen, umständlichen und kostspieligen Methoden zur Ausschaltung unerwünschter Einflüsse der Zuleitungen Z oder des Übergangswiderstandes Rs anzuwenden. So entfällt die übliche Eichung der Endzangenkabellänge, die Temperaturkompensation derselben sowie eine Kompensationsschaltung. Weiterhin ist es bei der erfindungsgemäßen Schaltung, im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen, nicht notwendig, als Kurzschlußkontakte K hochwertige Relais mit sehr kleinem, konstantem Übergangswiderstand zu verwenden, die bekanntlich teuer sind. Es genügen nun übliche Relais oder sonstige Schalter. Auch können die Zuleitungen Z bei der Anordnung nach der Erfindung bei großer Meßgenauigkeit verhältnismäßig lang (z. B. 25 m) gewählt werden, was gerade in der Kabelmeßtechnik von besonderer Bedeutung ist.
• Patenansprüche: 1. Schaltung zum Messen eines aus einzelnen Teilwiderständen bestehenden ohmschen kapazitiven oder induktiven Widerstandes nach der Strom-Spannungsmethode, der im Bereich zwischen den Anschlußstellen eines die Spannung erfassenden Spannungsmessers mit Störwiderständen, z. B. Kontaktübergangs- oder Zuleitungswiderständen, eine Reihenschaltung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Störwiderstände (Rs, RZ) zusätzlich an einer Hilfsstromquelle (E) liegen, die einen dem Meßstrom (1M) zumindest annähernd betragsgleichen, jedoch entgegengerichteten Hilfsstrom (IH) durch die Störwiderstände liefert.

Claims (1)

1. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstromquelle (D) und die Hilfsstromquelle (E) Konstantstromquellen sind.

   3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromquelle (E) vom Strom der Meßstromquelle (D) im Sinne der Er- zielung der Betragsgleichheit von Hilfs- und Meßstrom gesteuert ist.

   4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zu messende Widerstand durch Adern (Ra, Rb usw.) eines Kabels oder einer Leitung gebildet ist.