DE525321C

DE525321C - Arrangement for comparative measurement and for the adjustment of two alternating voltages, especially for level measurements in long-distance cable connections

Info

Publication number: DE525321C
Application number: DES76259D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1926-09-22
Filing date: 1926-09-22
Publication date: 1931-05-22

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Anordnung zur selbsttätigen Messung von elektrischen Wechselspannungen und kann insbesondere Anwendung finden zur Messung der Dämpfung von Fernkabelverbindungen (Pegelmessungen).The invention relates generally to an arrangement for the automatic measurement of electrical AC voltages and can be used in particular to measure the attenuation of trunk cable connections (Level measurements).

Anordnungen zur Vergleichsmessung und zum Abgleich zweier Wechselspannungen sind bekannt. Bei Einrichtungen, die insbesondereArrangements for comparative measurement and for balancing two alternating voltages are known. For facilities that in particular

ίο für Pegelmessungen benutzt werden, hat man jedoch den Meßstrom zur Betätigung eines Relais benutzt, welches die Einstellung der Abgleichwiderstände vornimmt. Eine solche Einrichtung weist den Nachteil auf, daß sie im höchsten Grade von der Genauigkeit des Relais und des Verstärkers abhängig ist.ίο be used for level measurements, one has However, the measuring current used to operate a relay, which the setting of the Makes balancing resistors. Such a device has the disadvantage that it is highly dependent on the accuracy of the relay and the amplifier.

Gemäß der Erfindung wird dieser Mangel dadurch vermieden, daß der Motor,- der die selbsttätige Umschaltung und Steuerung der Vergleichs- und Regeleinrichtungen bewirkt, durch ein polarisiertes Relais gesteuert wird, welches unabhängig von den Meßströmen arbeitet. Dies wird in der Weise bewirkt, daß das Relais in den Ausgangskreis eines abwechselnd an eine feste Hilfsspannung und an die unbekannte Spannung gelegten Gleichrichters gelegt wird und durch einen den Ausgang des Gleichrichters im gleichen Takt umpolenden Polwechsler abwechselnd von einem Teil der zu messenden Spannung und von der Hilfsspannung erregt wird.According to the invention, this deficiency is avoided in that the motor - the causes automatic switching and control of the comparison and control devices, is controlled by a polarized relay, which is independent of the measuring currents is working. This is done in such a way that the relay in the output circuit of one alternate to a fixed auxiliary voltage and to the rectifier connected to the unknown voltage is placed and by a pole changer reversing the polarity of the rectifier in the same cycle alternately from part of the voltage to be measured and is excited by the auxiliary voltage.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt.An example embodiment of the invention is shown in the figures.

In Abb. ι bedeutet FL eine Fernsprechleitung, an deren fernem Anfang ein an die Leitung angepaßter Generator wirkt, wodurch an den Spannungsteiler S₁, der einen genügend großen Widerstand aufweisen muß, die zu messende Wechselspannung B der Frequenz ω auftritt. HG bedeutet einen Hilfsgenerator, der entweder selbsterregt oder von der Linie FL aus gesteuert sein kann. Dieser Generator sei zunächst so eingestellt, daß an dem Widerstand W eine konstante Spannung F₂ = / · W auftritt. Die Spannung F₂ wird zweckmäßig so bemessen, daß sie der kleinsten an S₁ vorkommenden Spannung E entspricht.In Fig. Ι FL means a telephone line at the distant beginning of which a generator adapted to the line acts, whereby the alternating voltage B to be measured occurs at the frequency ω at the voltage divider S ₁ , which must have a sufficiently large resistance. HG means an auxiliary generator, which can either be self-excited or controlled from the line FL. This generator is initially set so that a constant voltage F ₂ = / · W occurs across the resistor W. The voltage F ₂ is expediently dimensioned so that it corresponds to the smallest voltage E occurring at S _1.

Die Einrichtung enthält ferner einen Gleichrichter G, einen Umschalter U, einen Polwechsler PW, einen Kondensator C, ein Relais R und einen Motor M. Der Umschalter U wird durch einen Motor oder ein Relais oder ein Schrittschaltwerk in kurzen Zeitabschnitten — etwa alle 50 m/s — umgelegt, so daß bald die Spannung V₁, bald die bekannte Spannung F₂ an den Eingang der Gleichrichtanordnung zu liegen kommt. Die Umschlagzeit des Umschalters U soll möglichst kurz und die beiden Kontaktzeiten T₁ und T₂ müssen möglichst gleich groß sein. Am Eingang der Gleichrichtanordnung liegt dann eine Wechselspannung, wie sie in Abb. 2 dargestellt ist.The device also contains a rectifier G, a changeover switch U, a pole changer PW, a capacitor C, a relay R and a motor M. The changeover switch U is operated by a motor or a relay or a stepping mechanism in short time intervals - about every 50 m / s - transferred, so that soon the voltage V ₁ , soon the known voltage F ₂ comes to lie at the input of the rectifier arrangement. The changeover time of the changeover switch U should be as short as possible and the two contact times T ₁ and T ₂ must be as equal as possible. An alternating voltage, as shown in Fig. 2, is then present at the input of the rectifier arrangement.

Die Gleichrichtanordnung G kann aus einer Röhrenanordnung bestehen, deren letzte StufeThe rectifying arrangement G can consist of a tube arrangement, the last stage of which

beispielsweise eine Röhre in Richtverstärkerschaltung enthält. Der Gleichrichter bewirkt, daß nur die einen (positiven) Halbwellen des Wellenzuges nach Abb. 2 übrigbleiben.
Von der Wirkung der Kette K sei zunächst abgesehen. Die am Ausgang des Gleichrichters auftretenden Halbwellen werden zunächst dazu benutzt, einen Kondensator C aufzuladen. Der Polwechsler PW ist mit dem Umschalter U gekuppelt, so daß gleichzeitig mit dem Eingang der Gleichrichtanordnung auch deren Ausgang umgepolt wird. Der den Kondensator C ladende Strom hat dann einen in Abb. 3 dargestellten Verlauf, d. h. der Kondensator C wird während der Zeit T₁ positiv, während der Zeit T₂ negativ aufgeladen. Sind die beiden Spannungen V₁ und V₂ genau gleich groß, so wird die mittlere Ladung des Kondensators gleich Null, d. h. der durch das Relais R fließende Strom enthält keine Gleichstromkomponente, so daß dieses, falls es genügend träge ist, in Ruhe bleibt. Um die in einem Wellenzug nach Abb. 3 enthaltenen Wechselstromkomponenten von dem Kondensator C und dem Relais R abzuhalten, kann eine Kette, beispielsweise eine Spulenleitung, vorgesehen werden, deren Grenzfrequenz ω₀ for example contains a tube in a directional amplifier circuit. The rectifier ensures that only the one (positive) half-waves of the wave train according to Fig. 2 remain.
The effect of the chain K is initially disregarded. The half-waves occurring at the output of the rectifier are first used to charge a capacitor C. The pole changer PW is coupled to the changeover switch U so that the polarity of the rectifier's output is reversed at the same time as the input of the rectifier arrangement. Of the capacitor C charging power then has a waveform shown in Fig. 3, that is the capacitor C is positive during the time T _1, during the time T ₂ is negatively charged. If the two voltages V ₁ and V _{2 are} exactly the same, the average charge of the capacitor is zero, ie the current flowing through the relay R does not contain any direct current components, so that it remains at rest if it is sufficiently sluggish. In order to keep the alternating current components contained in a wave train according to FIG. 3 from the capacitor C and the relay R , a chain, for example a coil line, can be provided whose cutoff frequency is ω ₀

<C —jf gewählt ist, wobei T die Dauer eines Wechsels bedeutet. <C -jf is selected, where T means the duration of a change.

Für den Fall, daß die beiden Spannungen V₁ und V₂ nicht gleich groß sind, fallen auch die Ladeströme des Kondensators C verschieden aus. Die in dem Wellenzug nach Abb. 3 enthaltene Gleichstromkomponente lädt den Kondensator entweder positiv oder negativ auf. Die Ladung des Kondensators wird über den periodisch sich öffnenden und schließenden Kontakt S auf ein polarisiertes Relais gegeben, wodurch in einer der bekannten Methoden der Motor M entweder rechts oder links umlaufend gesteuert wird. Die Kontakt- und Öffnungszeiten des Kontaktes S werden zweckmäßig zu einem Vielfachen der Zeiten T₁ und T₂ gewählt. Dieses wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß der Kontakt ,S* von dem Umschalter U aus gesteuert wird. Mit dem Motor M ist der bewegliche Arm A des Spannungsteilers S₁ gekuppelt. Der Motor verschiebt diesen Arm so lange, bis die von ihm abgegriffene Spannung V₁ genau gleich der festen Hilfsspannung V₂ geworden ist. In diesem Augenblick wird das Relais R stromlos und schaltet den Motor M aus. Der Spannungsteiler S₁, der zweckmäßig in Dämpfungseinheiten geeicht ist, zeigt dann den gesuchten Pegel an.In the event that the two voltages V ₁ and V _{2 are} not equal, the charging currents of the capacitor C are also different. The direct current component contained in the wave train according to Fig. 3 charges the capacitor either positively or negatively. The charge of the capacitor is given to a polarized relay via the periodically opening and closing contact S , whereby, in one of the known methods, the motor M is controlled to rotate either to the right or to the left. The contact and opening times of the contact S are expediently chosen to be a multiple of the times T ₁ and T _2. This is achieved in a simple manner in that the contact, S * is controlled by the changeover switch U. The movable arm A of the voltage divider S _{1 is} coupled to the motor M. The motor moves this arm until the voltage V ₁ it has tapped has become exactly the same as the fixed auxiliary voltage V _2. At this moment the relay R is de-energized and switches the motor M off. The voltage divider S ₁ , which is expediently calibrated in attenuation units, then indicates the level sought.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for comparative measurement and for the adjustment of two alternating voltages, in particular for level measurements in long-distance cable connections, characterized in that that an automatic switching and control of the comparison and control devices by one of a polarized relay controlled motor o. The like. Is effected, which relay in the output circuits one alternately to a fixed auxiliary voltage and to the unknown voltage is applied to the rectifier and through a rectifier output in the same cycle polarity reversal alternately with part of the voltage to be measured and is excited by the auxiliary voltage.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the switching of input and output of the rectifier with the help of a motor or a stepping mechanism.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that between the rectifier and relay a choke chain is provided, which is present at the output of the rectifier alternating current components suppressed.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the rectifier charges a capacitor to a positive or negative voltage, its charge in periods that are longer than the contact times of the changeover switch or pole changer, flows through the relay.

1 sheet of drawings