DE1286210B

DE1286210B - Circuit for measuring an ohmic capacitive or inductive resistance consisting of individual partial resistances using the current-voltage method

Info

Publication number: DE1286210B
Application number: DE1964W0035976
Authority: DE
Inventors: Beck Walter
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1964-01-16
Filing date: 1964-01-16
Publication date: 1969-01-02

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. The invention relates to a circuit for measuring one of the individual Partial resistances after existing ohmic capacitive or inductive resistance the current-voltage method, which is used in the area between the connection points of a die Voltage measuring voltmeter with interference resistors, e.g. B. Contact transitional or lead resistors, forms a series circuit.

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. It is known to determine resistances according to their amount by they are connected to a source supplying a defined current and the Voltage drop across the resistors is measured. From current and voltage can then the resistance value can be calculated according to known laws. - With this measurement method are naturally all existing in the measuring loop resistors, so z. Belly any supply lines or transition resistances of contacts, detected and falsify the measurement result.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile in der im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Weise. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. The invention avoids these disadvantages in the labeling part of claim 1 specified manner. The sub-claims contain advantageous ones Refinements of the invention.

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. The state of the art is the compensation of interference voltages known per se in measuring circuits. It is in a measuring circle of externally induced or galvanically or thermo-galvanically induced interference voltages, which are completely or partially eliminated by corresponding counter voltages. the The invention is based on the knowledge that the interference voltage compensation, which is known in principle can be used advantageously in the measurement problem described in detail at the beginning, that the interference voltages are detected directly in the interference resistances causing them and can be eliminated.

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. In the drawing, a circuit according to the invention is shown. Since the problem is the amount of a resistor consisting of several individual resistors to determine, especially with cable measurements (loop measurement) occurs and here the advantages of the invention can be seen particularly clearly, the inventive Arrangement will be explained using such an example. It goes without saying the invention is not limited to this application; it can be used anywhere where the task described occurs.

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. For example, a cable A has two wires a and b, their equivalent resistance is denoted by Ra and Rb. With a loop measurement, the resistance of both Cores (Ra + RU) can be determined. To do this, the wires are attached to one end of the cable a and b via a contact K, the z. B. be a relay or a semiconductor switch can, connected to each other.

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.If you connect the other end of the cable A to the wires a and b a current source D and ensures that a defined current through the wires IM flows, then with the help of the voltage drop indicated by a voltmeter U and the (known) measuring current 1M, the resistance of the measuring loop can be calculated. However, the resistance determined in this way is not identical to the loop resistance sought, the sum of the wire resistances Ra and Rb, rather it is too high because the contact resistance Rs of contact K and the resistance RZ of the two leads Z are also measured has been.

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. In the circuit according to the invention, the influence of the interference resistances Rs and RZ reduced as possible and eliminated according to a development of the invention. For this purpose, at points B and C, which are to mark the cable core ends, a current source E is connected, which supplies an auxiliary current Ifl, which the interference resistances (Resistors R2 of the leads Z and Rs) against the direction of the measuring current 1M flows through. The auxiliary current should, if possible, be in the order of magnitude of the measuring current.

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.This measure ensures that the voltmeter U measured voltage drop, which actually only consists of the voltage drops across Ra and Rb should exist, no longer around the value = IM- (RS + 2-RZ), but only by = (IM-IH) (Rs + 2R2) is corrupted. The measurement result is therefore more accurate because the influence of the parasitic resistances was reduced by the auxiliary current IH.

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.If even more precise measurements of Ra + Rb are desired, then this is it possible without difficulty if one only ensures that the amount of the auxiliary current IH matches that of the measuring current IM as closely as possible. If the two are equal The interference resistances no longer influence the measurement result at all. The latter can be achieved by mutual influencing (shown in dashed lines in the drawing) of the two power sources D and E.

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. The invention made it obsolete, especially today In the cable measurement technology still common, cumbersome and costly methods to eliminate undesired influences of the supply lines Z or the contact resistance Rs apply. The usual calibration of the end clamp cable length, the temperature compensation, is no longer necessary the same as well as a compensation circuit. Furthermore, it is with the invention In contrast to known devices, circuitry is not necessary as short-circuit contacts K to use high-quality relays with a very small, constant contact resistance, which are known to be expensive. Conventional relays or other switches are sufficient. In the arrangement according to the invention, the leads Z can also be used with great measuring accuracy relatively long (e.g. 25 m) can be selected, which is especially true in cable measurement technology is of particular importance.

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. Patent claims: 1. Circuit for measuring one of individual partial resistances existing ohmic capacitive or inductive resistance according to the current-voltage method, that in the area between the connection points of a voltmeter that measures the voltage with interference resistors, e.g. B. contact transition or lead resistances, a Series connection, characterized in that the interference resistors (Rs, RZ) are also connected to an auxiliary power source (E) which has at least one of the measuring current (1M) approximately the same amount, but opposing auxiliary current (IH) through the Provides parasitic resistances.

Claims

2. Circuit according to claim 1, characterized in that that the measuring current source (D) and the auxiliary current source (E) are constant current sources.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the auxiliary power source (E) from the current of the measuring current source (D) in the sense of the aim of equal amounts is controlled by auxiliary and measuring current.

4. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the resistance to be measured by wires (Ra, Rb etc.) of a cable or a Line is formed.