DE602495C - Pegelmessverfahren nach der Nullmethode in Fernmelde-leitungen und Schaltung zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pegelmessung nach der Nullmethode in Fernmeldeleitungen, dessen kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß die Vergleichsspannung von der zu messenden Spannung abgezweigt und gegen diese durch Phasenwandler der Phase nach um i8o° verschoben und dieser durch einstellbare Verstärker oder Spannungsminderer oder sowohl durch Verstärker wie durch Spannungsminderer der Amplitude nach gleichgemacht wird. Die Schaltung zur Ausübung dieses Verfahrens kann erfindungsgemäß so ausgeführt sein, daß der Phasenwandler zwischen zwei Verstärkern liegt, von denen der eine ein Spannungsverstärker und der andere ein Leistungsverstärker ist, während der Nullanzeiger an einem festen Widerstand im Ausgangskreis des Verstärkers angeschlossen ist. Als NuIlanzeiger kann dabei ein telephonischer Hörer von großer Impedanz dienen. Auch kann in Reihe mit dem festen Widerstand ein in Neper geeichtes Meßgerät liegen.

Es sind bereits Pegelmeßeinrichtungen bekannt, bei denen die Vergleichsspannung dem zu messenden Stromkreis über einen Verstärker entnommen und die Messung nach der Nullmethode bewirkt wird. Hierbei wird die zu messende Spannung mit der Spannung am Ausgangspunkt der Leitung verglichen, während erfindungsgemäß die Vergleichsspannung an der Stelle, wo die Messung stattfindet, dem Stromkreis entnommen wird. Außerdem ist man bei diesen bekannten Pegelmeßschaltungen praktisch genötigt, einen örtlichen Spannungserzeujjer zu benutzen, was bei dem Verfahren nach der Erfindung vermieden wird, das sich dabei auch durch gioße Empfindlichkeit und hohe Genauigkeit auszeichnet.

Man hat auch schon vorgeschlagen, bei der Pegelmessung nach der Nullmethode in Fernmeldeleitungen die Vergleichsspannung unmittelbar dem zu messenden Stromkreis und nicht einem örtlichen Spannungserzeuger zu entnehmen. Von dieser mit einem Potentiometer arbeitenden Schaltung unterscheidet sich das die Verwendung eines Phasenwandlers erfordernde Verfahren nach der Erfindung ganz wesentlich dadurch, daß die Vergleichsspannung der zu messenden Spannung nicht nur in Maß, sondern gleichzeitig auch in Phase entgegengesetzt und somit eine doppelte Gegensätzlichkeit von Vergleichs- und Meßspannung besteht.

Die Zeichnung zeigt die Pegelschaltung nach der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform in den Abb. ι und 2 in schematischer Darstellung. Es bezeichnet i, 1' die Fernmeldeleitung, 2 und 3 die Anschlußklemmen der Pegelmeß schaltung, 4 einen Spannungsverstärker, 5 einen Phasenwandler, 6 einen Leistungsverstärker, 7 einen Spannungsmesser, 8 einen festen· Widerstand, 9 einen Nullanzeiger.

Die Anschlußklemmen 2 sind in der Fernmeldeleitung i, 1' an der Stelle vorgesehen, wo die Pegelmessung erfolgen soll. Die Klemmen 3, an denen die Vergleichsspannung dem Stromkreis 1, 1' entnommen wird, sind den Klemmen 2 benachbart. Die Abzweigstellen 2 und 3 können auch zusammengelegt werden. Die an den Klemmen 3 entnommene Spannung wird durch die Verstärker 4 und 6 verstärkt. Der Spannungsverstärker 4 weist eine sehr hohe Eingangsimpedanz auf, um nicht den Übertragungsbereich zu ändern, und sein Verstärkungskoeffizient hat einen festen Wert. Der Leistungsverstärker 6 hat einen veränderlichen Verstärkungskoeffizienten, so - daß das Maß der Spannung an den Klemmen des Widerstandes 8 verändert werden kann. Diese Spannung wird dem Nullanzeiger 9 zugeführt, der eine sehr große Impedanz besitzt, um eine Rückwirkung des Verstärkers 6 auf die Eingangsseite des Verstärkers 4 und auf den Stromkreis 1, 1' zu vermeiden.

Der Nullanzeiger besteht vorteilhafterweise aus einem telephonischen Hörer mit hoher Impedanz. Ein solcher Hörer ermöglicht die Erzielung einer großen Genauigkeit und Empfindlichkeit bei der Ausführung der Messungen, und außerdem bemerkt eingeübtes Ohr leicht die Wirkung der Harmonischen, die sich in der zu messenden Spannung finden können. Der Phasenwandler 5, der von üblicher Bauart sein kann und zwischen den beiden Verstärkern 4 und 7 liegt, dient zur Änderung der Phase der Spannung an den Klemmen des Widerstandes 8 und ermöglicht eine Änderung der Stromphase ohne Änderung der Amplitude.

Abb. 2 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Phasenwandlers 5, bei der zwischen den Klemmen A, C einerseits und B, D anderseits je einer von zwei gleichen veränderlichen Widerständen R liegt und zwischen den Klemmen A, D und B, C je einer von zwei Kondensatoren K gleicher nichtveränderlicher Kapazität geschaltet ist. Da der an die Klemmen C, D angeschlossene Stromkreis keinen Strom verbraucht, ist die Spannung zwischen diesen Klemmen C, D im Maß gleich der Spannung an den Klemmend, B, während diese beiden Spannungen gegeneinander um einen Winkel φ versetzt sind, für den, wenn ω die Pulsation der gemessenen Spannung ist, die Gleichung gilt:

tg — —RCco.

Die Pegelmessung erfolgt bei der Schaltung nach Abb. 1 und 2 in der Weise, daß die Spannung an den Klemmen 2, welche die zu messende Größe darstellt, in Phase und Maß mit der an den Klemmen des Widerstandes 8 herrschenden bekannten Spannung verglichen wird. Diese Spannung wird durch das Meßgerät 7 bestimmt, das ein für allemal in Pegeleinheiten geeicht wird und bei dem vor jeder Messung nur die Nadel vor eine feste Marke gebracht werden braucht. Wenn die Spannungen an den linken und an den rechten Klemmen des Nullanzeigers 9 gleich in Maß und Phase sind, wird dieser von keinem Strom durchflossen.

Die für eine Pegelmessung auszuführende Maßnahme läuft demnach darauf hinaus, den Nullanzeiger 9, z. B. ein Telephon, zum Schweigen zu bringen, indem man auf den veränderlichen Verstärker 6 und den Phasenwandler 5 einwirkt. In der Regel beschränkt man-sich darauf, nur die Angabe des Spannungsmessers 7 abzulesen, ohne die Anzeige des Phasenwandlers 5 zu berücksichtigen, der vor allem zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Apparates bestimmt ist.

Statt wie bei dem beschriebenen Beispiel die Anpassung des Maßes der Vergleichsspannung an den entsprechenden Wert der zu messenden Spannung durch Änderung des Verstärkungsgrades eines Verstärkers zu bewirken, kann für diesen Zweck auch ein Spannungsminderer allein oder in Verbindung mit einer Änderung des Verstärkungskoeffizienten eines Verstärkers verwendet werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Pegelmeßverfahren nach der Nullmethode in Fernmeldeleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung von der zu messenden Spannung abgezweigt und gegen diese durch Phasenwandler der Phase nach um i8o° verschoben und dieser durch einstellbare Verstärker und/oder Spannungsminderer der Amplitude nach gleichgemacht wird.
2. 2. Schaltung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenwandler (5) zwisehen zwei Verstärkern (4, 6) geschaltet ist, von denen der eine (4) ein Spannungsverstärker und der andere (6) ein Leistungsverstärker ist, während der Nullanzeiger (9) an einem festen Widerstand (8) im Ausgangskreis des Leistungsverstärkers liegt (Abb. 1).
3. 3· Schaltung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Nullanzeiger (9) ein telephonischer Hörer von großer Impedanz vorgesehen ist.
4. 4. Schaltung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem festen Widerstand (8) ein in Neper geeichtes Meßgerät (7) liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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