DE521632C

DE521632C - Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Phasenmasses eines mit einer sinusfoermigen Spannung beschickten Vierpols

Info

Publication number: DE521632C
Application number: DEG75528D
Authority: DE
Inventors: Dr Martin Gruetzmacher
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1929-02-01
Filing date: 1929-02-01
Publication date: 1931-03-25

Description

Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Phasenmaßes eines mit einer sinusförmigen Spannung beschickten Vierpols Zur Bestimmung des Phasenmaßes eins Vierpols sind Kompensationsmethoden bekannt, bei denen dem Spannungsvektor am Ausgange des Vierpols mit Hilfe eines größeren Aufwandes an Apparaten ein Vektor gleicher absoluter Größe, aber entgegengesetzter Richtung überlagert wird. Es wird also stets der Summenvektor (Ausgangsspannung + Kompensationsspannung) zu Null gemacht, was für jede neue Frequenz sowohl eine Neueinstellung der Amplitude wie auch des Winkels bedeutet.
In der Erfindung wird ein wesentlich einfacheres. Verfahren beschrieben, das diese :Nachteile vermeidet, da hierbei lediglich drei Werte abzulesen sind, aus deren Zusammenstellung der Phasenwinkel eindeutig bestimmt wird. Der Vierpol wird mit sinusf8r1niger Spannung beschickt, und es wird der Spannung am Ausgange des Vierpols eine ebenfalls sinusförmige Spannung überlagert, deren Phase gleich der der Eingangsspannung ist oder sich von ihr nur um einen konstanten, frequenzunabhängigen Betrag unterscheidet. Der absolute Betrag der sich dann ergebenden resultierenden Spannung wird gemessen. Danach wird der Betrag der überlagerten Spannung für sich und ebenso der der Ausgangsspannung für sich gemessen. Diese drei Vektoren bilden zusammen ein unsymmetrisches Dreieck. Die drei Seiten sind bekannt, der Phasenwinkel kann also nach einfachen trigonometrischen Formeln oder auf graphischem Wege leicht errechnet werden.
Eine mögliche Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung angegeben. Es bedeuten darin: r, Z, R, w und W Ohmsche Widerstände verschiedener Wertigkeit nach folgender Ordnung r<R y+sR---Z W> Z Der Widerstand w ist möglichst groß zu wählen, so daß er im wesentlichen ausschlaggebend für die Belastung der Stromduelle ist und dem Überlagerungssummer praktisch ein für alle Frequenzen konstanter Strom i entnommen wird.
Der eigentliche Meßvorgang geht folgendermaßen vor sich. Zunächst sind die Schalter U i und U a geschlossen, wobei die vektorielle Differenz der am Vierpolausgang wirkenden und der kompensierenden Spannungen gemessen wird. Dann wird U i geöffnet, also die Überlagerungsspannung gemessen, und schließlich werden U i geschlossen und U 2 geöffnet, um die Ausgangsspannung am Vierpol bzw. an Z zu bestimmen. Die Hirizufiigung eines Transformator; T ist nötig, wenn es sich um die Messung eines symmetrischen Vierpols handelt, da ohne Transformator ein Teil des Vierpols, d. h. zweipolig über R, kurzgeschlossen würde. Die links von den Schaltern U i und U a liegenden Kondensatoren haben nur den Zweck, die Gitter der nachfolgenden Verstärkerröhren zu blockieren.
Um störende Verzerrungen, die bei einem direkten Hinzufügen der Zusatzspannung zur Ausgangsspannung des Vierpols, infolge des frequenzabhängigen Wellenwiderstandes des Vierpols auftreten würden, zu vermeiden, findet die Abtrennung bzw. Hinzufügung 1°r Kompensationsspannung an den Punkten U i, L? 2 an den Gittern der beiden in Gegentaktschaltung arbeitenden Verstärkerröhren I und II statt. Die Gitterwiderstände dieser Röhren sind hoch im Vergleich zum Scheinwiderstand Z des Vierpols zu wählen. Die vektorielle Addition findet also erst hinter den Verstärkerröhren statt.
Um den Verlauf des Phasenmaßes für einen größeren Frequenzbereich zu ermitteln, wird beispielsweise als Tongenerator ein Überlagerungssummer verwandt, und die drei sich am Ausgange ergebenden Spannungen werden für die verschiedenen Frequenzen mit einem Registrierapparat aufgezeichnet (siehe Elektrische Nachrichtentechnik, Bd. a, S. :203 bis -211 und Telegraphen- und Fernsprechtechnik, Bd. 18, Heft 5, S. 143 bis 49, 19a9).
Der Registrierapparat kann demnach aus einer Trommel mit photographischem Papier bestehen, die mit einem Frequenzkondensator aus dem Z?berlagerungssummer und mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist. Vorzugsweise wird die Kopplung so getroffen, daß die Registriextrommel eine ganze Umdrehung mitmacht, wenn der Drehkondensator eine halbe Umdrehung erfährt. Jeder Stellung des die Frequenz des Überlagerungssummers bestimmenden Drehkondensators entspricht dann eine bestimmte Stellung der Registriertrommel bzw. eine bestimmte Tage der zur Frequenz gehörigen, von der Lichtquelle über das Spiegelgalvanometer gemachtenAufzeichnung. Man erhält dadurch die Spannungsbeträge unmittelbar in Abhängigkeit von der Frequenz registriert. Die erfindungsgemäße Anordnung erreicht also mit drei Wertablesungen und deren Zusammenstellung die schnelle Ermittlung des gesuchten Phasenbetrages, während bei den bisherigen Anordnungen (z. B. Frankesche Maschine, Schleifendämpfungsmesser nach H. F. Mayer us,##.) ein nicht unbeträchtlicher Apparataufwand notwendig war und eine mehrfach gleichzeitige Änderung von Schaltelementen zur Einstellung des Minimums benötigt wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Bestimmung des Phasenmaßes eines mit einer sinusförmigen Spannung beschickten Vierpols, dadurch gekennzeichnet, daß man der in ihrem Betrage gemessenen Ausgangsspannung eine ebenfalls in ihrem Betrage gemessene, sinusförmige Spannung der gleichen Frequenz überlagert, deren Phase gleich der der Eingangsspannung ist oder sich von ihr nur um einen konstanten, frequenzunabhängigen Betrag unterscheidet, und daß man den Betrag der Summe dieser beiden Spannungsvektoren durch Messung feststellt, worauf sich aus den drei Meßwerten das Phasenmaß errechnen oder graphisch ermitteln läßt. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Phasenmaßes über einen größeren Frequenzbereich ein Überlagerungssummer als Tongenerator benutzt wird und der Frequenzkondensator dieses Überlagerungssummers so finit einer Antriebsvorrichtung und einem Registrierapparat gekoppelt ist, daß die Spannungsbeträge in Abhängigkeit von der Frequenz aufgezeichnet werden. 3. Schaltung zur Durchführung ,:fies Verfahrens nach Anspruch i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenspannung nicht unmittelbar am Ausgange des Vierpols hinzugefügt wird, sondern daß sowohl die Ausgangsspannung des Vierpols als auch die Gegenspannung den Gittern zweier Verstärkerröhren zugeführt werden und die vektorielle Addition hinter diesen Verstärkerröhren stattfinde.