DE1243780B - Elektronischer Elektrizitaetszaehler - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIr

Deutschen.: 2Ie-21

L 36109 IX d/21 e
10. Mai 1960
6. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Elektrizitätszähler, bei dem eine Impulsfolge, deren Impulsfrequenz der jeweiligen elektrischen Leistung proportional ist, von einem Impulszähler gezählt wird, so daß das Zählergebnis ein Maß für das Zeitintegral der elektrischen Leistung und damit für die elektrische Arbeit ist.

Bei einem bekannten 'elektronischen Elektrizitätszähler dieser Art wird zunächst eine der Wirkkomponente des Netzstromes proportionale Gleichspannung dadurch erzeugt, daß der Sekundärstrom eines in einer Netzleitung liegenden Stromwandlers in einer aus Transistoren als Gleidmchterelementen bestehenden Mktelpunkts-Gleichrichterschaltung gleichgerichtet wird, wobei die Transistoren von der in eine Rechteckform umgewandelten Netzwechselspamiung so gesteuert werden, daß der eine Ventilzweig nur während der Dauer der positiven, der andere nur wahrend der Dauer der negativen Halbwelle der Netzspannung freigegeben werden.

Die dem Wirkstrom proportionale Gleichspannung lädtüber einen Widerstand und einem Verstärker einen Kondensator auf. An diesem Kondensator liegt außerdem unter Zwischenschaltung einer Diode eine weitere Gleichspannung, die sich aus einer der Netzspannung proportionalen und einer entgegengesetzt gerichteten, konstanten Teilspanaung zusammensetzt und sich damit gegensinnig mit dem Effektivwert der Netzspannung ändert. Sobald die Spannung am Kondensator infolge seiner Aufladung durch den dem Wirkstrom proportionalen Ladestrom den Wert der genannten Gleichspannung erreicht hat, wird ein Transistor leitend, über den sich dann der Kondensator schlagartig durch die Primärwicklung eines Transformators entlädt, dessen Sekundärwicklung an ein Impulszählgerät angeschlossen ist. Nach Entladung des Kondensators geht der letztgenannte Transistor wieder in den Sperrzustand zurück, und das Spiel wiederholt sich.

Der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entladeimpulsen des Kondensators ist also um so kürzer, je größer der Wirkstrom des Netzes und je niedriger die am Kondensator Hegende Vergleichsspannung, je höher also die Netzspannung ist. Die dem Impulszählgerät zugeführte Impulsfrequenz ist damit ein Maß für 'die Netzleistung.

Die bekannte Anordnung stellt im wesentlichen einen Kippschwingungserzeuger dar, und die von Kippschwingungserzeugem erzeugte Frequenz unterliegt vielen zusätzlichen Einflüssen, so daß sie als Meßgröße nur für geringe Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit brauchbar ist. Bei der bekannten Elektronischer Elektrizitätszähler

Anmelder:

Landis & Gyr A. G., Zug (Schweiz)
Vertreter:

Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,
Berlin 31, Jenaer Str. 14

Als Erfinder benannt:

Dr. Rai-Ko Sun, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 25. April 1960 (4630)

Anordnung werden mehrere Hilfsspannungen verwendet, die nur mit großem Aufwand stabilisiert werden können, und die Kippfrequenz hängt stark von den jeweiligen Kennlinien der benutzten Dioden und Transistoren ab, die sich wiederum erheblich mit der Temperatur ändern. In der Literatur ist auf die Schwierigiceiten hingewiesen, die die Stabilisierung von Kippschwingungen macht, denen Frequenz einer Gleichspannung proportional sein soll.

Gerade bei Elektrizitätszählern wird aber eine be-' sonders hohe Anzeigegenauigkeit verlangt, und diese Forderung mit einem !elektronischen Elektrizitätszähler zu erfüllen, ist Aufgabe der Erfindung. Die Erfindung setzt eine Multiplikationsstufe voraus, die aus Netzspannung und Netzstrom die elektrische Leistung ermittelt und eine der Leistung proportionale Gleichspannung abgibt. Solche Multiplikationsstufen sind bekannt. Sie können, wie später noch beschrieben wird, vorzugsweise mit Thermistoren, mit HaIlsonden oder mit magnetfeldabhängigen Halbleitern arbeiten.

Die von der Multiplikationsstufe gelieferte, der elektrischen Leistung proportionale Gleichspannung muß in eine Impulsfolge umgewandelt werden, deren Impulsfrequenz dem Betrag der Gleichspannung proportional ist, worauf dann schließlich das Zeitintegral der elektrischen Leistung durch Zahlung der Impulse gemessen wird.
Der elektronische Elektrizitätszähler gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgleichspannung der Multiplikationsstufe die Ausgangsfrequenz zweier Multivibratoren gegensinnig

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steuert, indem dem Steuereingang des einen Multivi- Gleichspannungskomponenten die Steuerspannung brators die Summe, dem des anderen Multivibrators für die Gegentakt-Multivibratorschaltung I ist.
die Differenz einer aus einer für beide Multivibra- Zur Erzeugung einer Spannung, die der Netztoren gemeinsamen Speisespannungsquelle entnom- leistung proportional ist, kann die Multipliziervormenen Vorspannung und der Gleichspannung züge- 5 richtung M beispielsweise mit den aus der Analogieführt wird, daß die Ausgangsimpulsreihen der beiden Rechentechnik bekannten Rechenthermistoren ar-Multivibratoren mit unterschiedlichen Impulsfrequen- beiten, oder es können, wie schon erwähnt, zu diesem zen einer aus bewickelten, geschlossenen ferromagne- Zweck der thermoelektrische Effekt und von gewissen tischen Kernen angenähert rechteckförmiger Hyste- Halbleitern der Halleffekt oder die Magnetfeldreseschleife aufgebauten Subtraktionsstufe zugeführt io abhängigkeit ihres Innenwiderstandes ausgenutzt und in dieser in eine von einem Impulszähler gezählte werden. Wird beispielsweise für die Ermittlung der Impulsfolge verwandelt werden, deren Impulszahl der Wirkleistung die letztere Methode verwendet, so Differenz der Ausgangsfrequenzen der beiden Multi- kann für Zweileitemetze die Multipliziervorrichvibratoren entspricht. rung M aus einer gleichstromgespeisten Meßbrücke

Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der 15 mit zwei gleichen, magnetf eldabhängigen WiderZeichnung veranschaulicht, in der ein Ausführungs- stand'skörpern und zwei gegenüber diesen einen beispiel näher erläutert ist. Es zeigt großen Widerstandswert aufweisenden Widerständen

F ig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbei- sowie einem Erregerstromkreis mit zwei in Reihe ge-

spiels, schalteten, je einen Widerstandskörper magnetisch

Fi g. 2 die Frequenz-Steuerspannungs-Kennlinien 20 beeinflussenden Erregerwicklungen bestehen. Im

der beiden Multivibratoren II und ΠΙ des Block- Erregerstromkreis kann weiter, parallel zu den Er-

schaltbildes, r-egerwicklungen, eine einen Abgriff aufweisende

Fig. 3 den Schaltungsaufbau der Multivibra- Impedanz vorgesehen sein, oder jeder Widerstandstoren Π und HI und der Subtraktionseinrichtung IV körper wird zusätzlich einem konstanten Magnetfeld des Blockschaltbildes, 25 ausgesetzt. Bei der ersteren Ausführung werden die

F i g. 4 mehrere Impulsdiagramme, der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechen-

F i g. 5 und 6 je eine Magnetisierungskennlinie von den Spannungen an die in Reihe geschalteten Erreger-

ferromagnetischen Kernen der Subtraktionseinrich- wicklungen bzw. zwischen den Erregerwicklungen

tunglV. und dem Abgriff der Impedanz angeschlossen. Bei

In der Fig. 1 ist M eine Multiplizierstufe, die mit 30 der zweiten Ausführung werden die der Netzspaneinem Eingangsklemmenpaar e parallel und mit nung und dem Netzström entsprechenden Spannuneinem Eingangsklemmenpaar i in Reihe mit einem gen an der Meßbrücke bzw. an die in Reihe geschalnicht gezeichneten Netz geschaltet ist. Sie liefert zwei teten Erregerwicklungen angeschlossen. Die Aus- Ausgangsgleichspannungen£_v—E_s xmd E_v+E_s,wonn gangsgleichspannung bzw. die Gleichspannungskom- E_s eine der Netzleistung proportionale und E_v eine 35 ponente der Ausgangsspannung der Meßbrücke ist in konstante Gleichspannung ist. I ist eine Gegentakt- beiden Fällen ein Maß für die Wirkleistung und dient schaltung von zwei gleichen, symmetrischen, astabilen zur Steuerung der Multivibratorvorrichtung M.
Multivibratoren H und III. Von diesen wird der Im allgemeinen ist es notwendig, um die Multi-Multivibrator II mit der Spannung is_v—E_s und :der vibratoren genügend aussteuern zu können, die Aus-Multivibrator ΠΙ mit der Spannung E_v+E_s hinsieht- 40 gangssignale der Multipliziervorrichtung M zu verlieh der Ausgangsfrequenz gesteuert. Die in den MuI- stärken. Dazu eignet sich insbesondere eine Gegentivibratoren Π und ΠΙ erzeugten. Impulsreihen α taktschaltung von zwei in der Zeichnung weiter nicht bzw. b werden über einen Ausgang 4 des Multivibra- dargestellten Magnetverstärkern, deren Arbeitswicktors II und die Leitung 1 bzw. einen Ausgang 5 des lungen von einem netzgespeisten Transformator mit Multivibrators ΠΙ und die Leitung 2, beide gegen 45 in der Mitte angezapfter Sekundärwicklung gespeist Erde, einer Subtraktionseinrichtung IV zugeführt, in werden. Mit einer geeigneten Vormagnetisierung, beider die Differenz der Impulse beider Impulsreihen α spielsweise durch Anordnung der Magnetverstärker und b gebildet wird, so daß an ihrem Ausgang 6 nur in Selbstsättigungsschaltung, können deren Steuereine einzige Impulsreihe c erscheint, die über eine kennlinien derart verschoben werden, daß beim Leitung 3 einem Impulszähler V zugeführt wird. Die 5.0 Steuerstrom Null ihre Ausgangsspannung gleich der Polarität der einzelnen Impulsreihen α bzw. b zuein- gewünschten Vorspannung E_v ist. Eine separate ander ist ohne Bedeutung, so daß entweder solche Spannungsquelle braucht für diese Vorspannung nicht mit gleicher oder mit unterschiedlicher Polarität von- bereitgestellt zu werden. Je ein Multivibrator ist in einander subtrahiert werden können. einen Strompfad der beiden Arbeitswicklungen ein-

Im Diagramm der Fig. 2 sind Frequenz-Steuer- 55 geschaltet. Werden dieSteuerwicklungen der Magnetspannungs-Charakteristiken f_x und /₂ der beiden MuI- verstärker an den Ausgang der Multipliziervorrichtivibratoren II bzw. ΙΠ dargestellt. Sie bilden zusam- tung, beispielsweise zur Ermittlung der Wirkleistung, men eine 'resultierende Frequenz-Steuerspannungs- angeschlossen, so werden die Multivibratoren von der Kennlinie/₂—f_v die nunmehr bei der Steuerspannung Spannung E_v + E_s bzw. E_V-~E_S gesteuert. Netz- E_s = 0 bei Null beginnt. Die Impulse der Impuls- 60 Spannungsänderungen beeinflussen bei dieser Gegenreihe c der Subtraktionsemrichtung IV, deren Im- taktschaltung nur die Größe der Spannung E_v und pulszahl, wie erwähnt, der dem Netz entnommenen nicht diejenige der Spannung E_s, da sich die Steuerelektrischen Arbeit proportional ist, werden in einem kennlinien der Magnetverstärker bei Netzspannungsimpulszähler V dauernd gezählt. Zur Messung der Schwankungen parallel zu sich selbst verschieben und entnommenen Elektrizitätsmenge für Mehrleiternetze 55 ihr Schnittpunkt auf der dem Steuerstrom Null zusind eine dementsprechend« Anzahl Multipliziervor- geordneten Ordinate bleibt. Die Änderung von E_v richtungen vorzusehen, wobei die Summe der an hat auf den Verlauf der resultierenden Frequenzihren Ausgängen auftretenden Gleichspannung bzw. Steuerspannungs-Kennlime (/₂ — Z₁) keinen Einfluß.

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Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung ergibt sich sind in Reihe geschaltet und einerseits über ein dadurch, daß die Multivibratoren nicht von einem i?C-Glied 43, 44, einen Transistor 45 und einen stabilisierten Netzanschlußgerät gespeist zu werden Widerstand 46 mit der Eingangsklemme 25 der Vorbrauchen, da Netzspanmmgsschwankungen sich durch richtung und andererseits mit dem negativen Pol der eine einfache Maßnahme am Magnetverstärker korn- 5 Batterie B verbunden. Ebenso sind die Eingangs-· pensieren lassen. Die durch Netespannungsschwan- wicklungen 32, 34 und 35 in Reihe geschaltet, wobei klingen hervorgerufene Änderung der Multivibrator- das freie Ende der Emgangswicklung 32 über ein frequenz kann nämlich durch eine prozentual gleich 2?C-Gh'ed 47, 48, einen Transistor 49 und einen große Änderung der Spannung E_s ausgeglichen wer- Widerstand 50 mit der Eingangsklemme 26 und das den. Eine solche Änderung von E_s kann am Magnet- io freie Ende der Eingangswicklung 35 mit dem negaverstärker mit einer zusätzlichen Steuerwicklung, die tiven Pol der Batterie B verbunden ist. Die Eingangsvon einem von der Netzspannung abhängigen Strom wicklung 33 des Kernes 28 ist einerseits über ein gespeist wird, 'herbeigeführt werden·. Bedingung für i?C-GIied 51,52 und einen Transistor 53 mit der diese Kompensation ist es aber, daß die Multivibra- Ausgangswicklung 39 des Kernes 37 und andererseits toren vom gleichen Versorgungsnetz gespeist werden 15 über einen Widerstand 54 mit der negativen Klemme wie die Magnetverstärker, so daß sie denselben der Batterie B verbunden. Die Vormagnetisierungs-Spannungsschwankungen unterworfen sind. · wicklungen 37 bzw. 38 werden von der Batterie B

Die F i g. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, in der über Widerstände 55 bzw. 56 mit einem konstanten einzelne Bauteile einer Einrichtung, nach der das Strom gespeist. In den Ausgangsstromkreisen der Verfahren durchgeführt wird, näher erläutert sind, 20 Kerne 28 und 29 sind Dioden 57 bzw. 58 und Reguwobei für bereits angeführte Teile die gleichen Be- · lierwiderstände 59 bzw. 60 vorgesehen. Gemäß der zugszeichen verwendet werden. Die beiden Multi- Schaltung wirken die an den Regulierwiderständen vibratoren II und HI sind gleich und symmetrisch, so auftretenden Spannungen einander entgegen^ und die daß bei der Beschreibung für einen Multivibrator in resultierende Spannung erscheint an Klemmen 61,62, bezug auf seine Bauelemente und deren Schaltung 25 welche über eine Diode 63 und einen Regulierwiderdas gleiche gilt, wie für den anderen. Der Multi- stand 64 miteinander verbunden sind. Desgleichen vibrator II enthält zwei Transistoren 7 und 8, von befindet sich im Ausgangsstromkreis des Kernes 30 denen der Kollektor des Transistors 7 über eine eine Diode 65 und ein Regulierwiderstand 66. Die^: jRC-Kopplung 9,10 mit der Basis des Transistors 8, Regulierwiderstände 64, 66 sind wie die Regulierder Kollektor des Transistors 8 über eine ÄC-Kopp- 30 widerstände 59,60 geschaltet, so daß die an ihnen lung 11,12 mit der Basis des Transistors 7 gekoppelt auftretenden Spannungen ebenfalls einander entist. Die Emitter der beiden Transistoren liegen an gegenwirken. Die resultierende Spannung wird über Erde. Die Basen der beiden Transistoren 7,8 sind einen Widerstand 67 einem Schaltelement, beispielsüber ÄC-Kreise 15 bis 20 an eine Eingangsklemme weise einem Transistor 68, zugeführt, das über einen 13, analog dazu die Basen der Transistoren 7', 8' an 35 Widerstand 69 von der Batterie B gespeist wird. Der eine Eingangsklemme 14, gelegt. Die i?C-Kreise wer- Transistor 68 läßt nur Impulse mit negativer Polarität den aus je einem ohmschen Widerstand 15 bzw. 16 gegen Erde durch und gibt zwischen der Ausgangsund einer diesem parallelgeschalteten Reihenschal- klemme 6 und Erde gleichgerichtete, verstärkte Spantung, bestehend aus einem ohmschen Widerstand 17 nungsimpulse der neugebildeten Irnpulsreihe ab. bzw. 18 und einer Kapazität 19 bzw. 20, gebildet. .40 Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung Zur Vervollständigung der Schaltung seien noch ist mit Hilfe der in der F i g. 4 dargestellten Dia-Widerstände 21,22 erwähnt, 'die sich im Koüektor- gramme α bis k näher erläutert. Die beiden Impulskreis des Transistors 7 bzw. 8 befinden. Der Multi- reihen α und b, deren Difierenzfrequenz ermittelt vibrator ΠΙ, dessen dem Multivibrator II gleiche werden soll, werden den Eingangsklemmen 25 bzw. Schaltelemente mit T bis 22' bezeichnet sind, ist mit 45 26 zugeführt. Die Polarität der beiden zu vergleichenletzterem an den Anschlußpunkten 23 und 24 ver- den Impulsreihen α und b ist hierbei ohne Bedeutung, bunden, wobei am Anschlußpunkt 23 negatives und In der beispielsweisen Ausführung wird angenommen, am Anschlußpunkt 24 positives Potential angelegt ist. daß beide Impulsreihen aus Impulsen negativer Als Spannungsquelle dient hierfür eine Batterie B. Polarität zusammengesetzt sind. Sie gelangen nach Die Ausgänge 4 bzw. 5 der Multivibratoren Π und ΠΙ 50 Verstärkung durch die Transistoren 45 bzw. 49 an sind mit Eingangsklemmen 25,26 der Subtraktions- die Eingangswicklungen 31 und 36 bzw. 32,34 und vorrichtung IV verbunden, welche die Differenz der 35. Da die Eingangswicklungen 31 und 32 des Kernes beiden Impulsreihen α und b bildet. 27 einen entgegengesetzten Wicklungssinn naben, ist

Die Subtraktionsvorrichtung IV besteht aus vier . im Diagramm α der F i g. 4 die Impulsreihe der Freferromagnetischen Kernen 27 bis 30, von denen die 55 quenz/₂ positiv und im Diagramm δ diejenige der Kerne 27 und 28 je zwei Eingangswicklungen 31, 32 Frequenz Z₁ negativ dargestellt worden. Der Gesamtbzw. 33, 34 und die Kerne 29 und 3© jeweils eine einfiuß der beiden Impulsreihen auf die Magnetisie-Eingangswicklung 35 bzw. 36 und eine Vormagne- rung des Kernes 27 läßt sich sowoW aus dem Diatisierungswickhmg 37 bzw. 38 tragen. Außerdem ist gramm c, das sich aus den Diagrammen α und b zuauf jedem Kern jeweils eine Ausgangswicklung 39, 60 sammensetzt, wie auch aus dem Verlauf der 40,41 bzw. 42 vorgesehen. Der Wicklungssinn der Hystereseschleife der Kerne in der F i g. 5 ersehen, beiden auf jeweils einem Kern 27 bzw. 28 angeord- Die durch die Impulse erzeugte Feldstärke ist nämneten zwei Eingangswicklungen 31, 32 bzw. 33, 34, lieh größer, als es für die eigentliche Sättigung des sowie der jeweils auf dem Kern 29 bzw. 30 angeord- Kernes erforderlich wäxe. Gemäß der Fi g. 5 ist dies neten Eingangs- und Vormagnetisierungswicklungen! 65 dadurch veranschaulicht, daß die Impulsamplitude 35,37 bzw. 36,38 ist derart, daß die durch sie er- der Impulse 70 und 71 die Sättigungsfeldstärke H_s zeugten Magnetfelder in ihrer Richtung einander ent- überragt. Beim Auftreten des ersten Impulses 72 der gegengesetzt sind. Die Eingangswicklungen 31 und 36 Impulsreihe c steigt die Magnetisierung des Kernes

Claims (8)

plötzlich bis zu seiner magnetischen Sättigung ein. In der Ausgangswicklung 39 wird daher an Stelle der Vorderflanke des Impulses 72 ein .differenzierter, positiver Spannungsimpuls induziert, wie es das Diagramm d zeigt. Die Rückflanfce des Impulses 72 ruft keinen so großen Impuls mehr in der Ausgangswicklung 39 hervor, da die Magnetisierung des Kernes nunmehr gemäß dem fast horizontalen oberen Ast der Hystereseschleife verläuft. Erst beim Ummagnetisieren des Kernes durch den erstfolgenden, negativen Impuls 73, tritt wieder ein differenzierter, diesmal negativer Spannungsimpuls in der Ausgangswicklung 39 auf. In letzterer wird auf diese Weise eine Spannung induziert, deren Verlauf aus dem Diagramm d hervorgeht. Der Transistor 53 verstärkt aber nur die negativen Impulse und verbreitert sie, so daß Impulse, wie sie im Diagramm e dargestellt sind, entstehen, die dann der Eingangswicklung 33 des nächsten Kernes 28 zugeführt werden. Der Einfluß der Impulse e zusammen mit dem der Eingangs-Wicklung 34 zugeführten Impuls α ergibt sich aus dem Diagramm/, in dem nun beide Impulsreihen summiert dargestellt sind. An der Ausgangswicklung 40 des Kernes 28 treten dann die im Diagramm g dargestellten Spannungsimpulse auf. Von diesen werden die negativen durch die Diode 57 gesperrt, so daß nur positive Impulse am Regulierwiderstand 59 erscheinen. Die an einer konstanten Spannung liegende Vormagnetisierungswicklung 37 bewirkt eine Vormagnetisierung des Kernes 29, in der Fi g. 6 mit 74 go veranschaulicht, die größer ist, als die Sättigungs-Mdstärke Hs dieses Kernes. Die Amplitude der der zweiten· Eingangswicklung35 zugeführten Impulse« ist so groß, daß der Kern 29 durch jeden Impuls a bis zur Sättigung ummagnetisiert wird. An der AusgangswicMung 41 erscheint daher ein© -Impulsfolge, wie sie im Diagramm h gezeigt wird. Die an der Vorder- und Rückflanke der Impulse α entstehenden Spannungsspitzen sind nun gleich groß. Die Diode 58 sperrt die negativen Ausgangsimpulse des Kernes 29 und läßt nur die positiven durch den RegtrlierwöJerstand 60 fließen. Da die Spannungen an den Regulierwiderständen 59 und 60 gegensinnig wirken, werden die an ihnen auftretenden Impulsreihen einander subtraktiv überlagert. Ihre Amplitude "kann durch 45, entsprechende Einstellung der Regulierwiderstände 59, 60 auf gleiche Größe gebracht werden. Da für jeden Impuls der Impulsreihe α und b am Regulierwiderstand 59 bzw. 60 ein positiver Impuls g bzw. h auftritt und die die Impulse b darstellenden positiven Impulse der Impulsfolge g immer mit positiven Impulsen der Impulsfolge h zusammentreffen, erscheint an den Klemmen 61,62 eine Impulsfolge, deren Impulsfolgefrequenz gleich der Differenz der Fiequenzen/2 und Z1 der Impulsreihen α und b ist, wie das Diagramm i zeigt. Hätten die Impulse der beiden Impulsreihen a und b gleiche Frequenz und gleiche Form und wären sie zueinander gegensinnig in Phase, so würden an den Klemmen 61,62 positive Impulse mit derselben Frequenz, wie die der Impulse α und b, auftreten. Um zu vermeiden, daß in diesem Fall am Ausgang der Vorrichtung Impulse erscheinen, die eine von Null abweichende Differenzfrequenz vortäuschen könnten, ist der ferromagnetische Kern 30 vorgesehen. 6g Seine Vormagnetisierungswicklung 38 liegt, ebenso wie die des Kernes 29, an einer Vorspannung, die die in der F i g. 6 mit 74 angedeutete Vormagnetisierung ergibt. Die über die Eingangswicklung 36 geleiteten Impulse b werden daher differenziert, und es entstehen die im Diagramm 7 dargestellten Impulse. Durch die Diode 65 wird erreicht, daß am Regulierwiderstand 66 nur positive Spannungsimpulse auftreten. Wenn die letzteren nun mit den am Regulierwiderstand 64 auftretenden Impulsen h zusammenfallen, was unter den angenommenen Umständen der Fall ist, so heben sie sieh bei zwei Impulsreihen nach dem vorstehend angeführten Beispiel gegenseitig auf, und die Ausgangsspannung zwischen der Klemme 6 und Erde ist gleich Null. Fallen die Impulsreihen h und 7 nicht zusammen, so werden nur die am Regulierwiderstand 64 auftretenden Impulse i durch den Transistor 68 verstärkt; die am Widerstand 66 auftretenden Impulse/ dagegen werden gesperrt, und zwar die positiven durch den Transistor 68 und die negativen durch die Diode 65, so daß zwischen der Ausgangsklemme 6 und Erde ebenfalls mittels des Transistors 68 entsprechend geformte Impulse k auftreten. Die ÄC-Netzwerfce 43 und 44 bzw. 47 und 48 sowie die Transistoren 45 und 49 dienen dazu, die Rechteckform der zugeführten Impulse zu verbessern. Der Transistor 53 mit den Netzwerken 51 und 52 dient dazu, die Ausgangsimpulse d des Kernes 27 um so viel zu verstärken, daß eine zur Erregung des Kernes 28 genügend große Stromamplitude entsteht Obschon die Ausgangsimpulse der Kerne 28 bzw. 29 mittels der Diode 57 bzw. 58 bereits gleichgerichtet sind, ist es doch vorteilhaft, die Spannung an den Klemmen 61, 62 nochmals über die Diode 63 gleichzurichten. Sind nämlich die an den Regulierwiderständen 59,60 auftretenden Impulse nicht ganz genau identisch und in Phase, so entstehen nach ihrer Überlagerung doch, noch Restimpulse entgegengesetzter Polarität. Zur Zählung und Registrierung der Impulse der auf diese Weise erzeugten Impulsfolge, deren Frequenz dem Produkt von Strom und Spannung, d. h. der Leistung proportional ist, wird die Impulsfolge, wie schon ausgeführt, über die Leitung 3 einem Impulszähler V zugeführt. Patentansprüche:

1. Elektronischer Elektrizitätszähler, bei dem die von einer Multiplikationsstufe ermittelte elektrische Leistung in eine der Leistung proportionale Gleichspannung und diese Gleichspannung in eine Impulsfolge mit ihrem Betrag proportionaler Impulsfrequenz umgewandelt und das Zeitintegral der elektrischen Leistung durch Zählung der Impulsfolge gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgleichspannung (E_s) der Multiplikationsstufe (M) die Ausgangsfrequenz (Z₁, /₂) zweier Multivibratoren (II, ΠΙ) gegensinnig steuert, indem dem Steuereingang des einen Multivibrators (III) die Summe (E_v+E_s), dem des anderen Multivibrators (II) die Differenz (E_v — E₃) einer aus einer für beide Multivibratoren gemeinsamen Speisespannungsquelle entnommenen Vorspannung (E_v) und der Gleichspannung (E_s) zugeführt wird, daß die Ausgangsimpulsreihen (b, d) der beiden Multivibratoren mit unterschiedlichen Impulsfrequenzen (/₂, Z₁) einer aus bewickelten, geschlossenen, ferromagnetischen Kernen (27 bis 30) mit an-

genähert rechteckrormiger Hystereseschleife aufgebauten Subtraktionsstufe (IV) zugeführt Und in dieser in eine von einem Impulszähler.(V) gezählte Impulsfolge (k) verwandelt werden, deren Impulszahl der Differenz (Z₂-Z₁) der Ausgangsfrequenzen Cf₂₅Z₁) der beiden Multivibratoren (ΙΠ, II) entspricht,

2. Elektronischer Elektrizitätszähler nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multivibratoren (II und.III) aus je zwei Transistoren! ίο (7, 8 bzw. 7', 8') bestehen, deren Emitter mit dem positiven Pol und deren Kollektor über je einen Widerstand mit dem negativen Pol einer Batterie (B) verbunden sind, und daß der Kollektor jedes Transistors (7,8 bzw. T₅ 80 über ein ÄC-Netzwerk mit der Basis des anderen Transistors gekoppelt ist sowie ferner die Basen der Transistoren (7,8 bzw. T, 8') über je ein .RC-Netzwerk mit einer dem jeweiligen Multivibrator (Π bzw. HI) zugehörigen Anschlußklemme (13 bzw. ao 14) verbunden sind.

3. Elektronischer Elektrizitätszähler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Subtraktionsstufe (IV) aus vier ferromagnetischen Kernen (27,28,29 und 30) bestellt, as von denen zwei Kerne (27 und 28) je zwei Eingangswicklungen (31,32 bzw. 33,34) und zwei Kerne (29,30) je eine Eingangswicklung (35,36) und je eine Vormagnetisierungswicklung (37,38) mit derartigem Wicklungssinn tragen, daß die im Kern durch die stromdurchflossenen Eingangswicklungen (35, 36) erzeugten Felder den durch die Vormagnetisierungswicklungen (37,38) erzeugten Feldern entgegengerichtet sind, daß ferner die vier Kerne je eine Ausgangswicklung (39,40, 41 und 42) aufweisen und daß für jede der in ihrer Impulsfolge unterschiedlichen Impulsreihen (a, b) jeweils eine EingangswicHung (31 bzw. 32) des ersten ferromagnetischen Kernes (27) vorgesehen ist und die Ausgangswicklung (39) des ersten Kernes über ein ÄC-Netzwerk (51,52) mit einem verstärkenden und gleichrichtenden Transistor (53) verbunden ist, für dessen Ausgangssignal auf dem zweiten Kern (28) eine Eingangswicklung (33) sowie für die Lnpulsreilhe (6) mit der größeren Frequenz (Z₂) eine weitere Eingangswicklung (34) angeordnet sind, und daß eine an konstanter Spannung liegende Vormagnetisierungswicklung (37) des dritten ferromagnetischen Kernes (29) zur Erzeugung einer Vormagnetisierung größer als die Sättigungsfeldstärke eingerichtet ist und daß der Eingangswicklung (35) des dritten ferromagnetischen Kernes (29) ebenfalls die Impulsreihe mit der größeren Frequenz (Z₂) zugeführt ist, wobei zur Gleichrichtung des auf der Ausgangswicklung (41) dieses Kernes (29) abgenommenen Signals eine Diode (58) vorgesehen ist und zur subtraktiven Überlagerung mit dem über die Ausgangswicklung (40) vom zweiten ferromagnetischen Kern (28) abgenommenen und in einer Diode (57) gleichgerichteten Signal Regulierwiderstände (59,60) derart geschaltet sind, daß die an .ihnen auftretenden Spannungen einander entgegenwirken und daß zur abermaligen Gleichrichtung des resultieren- 5g den Signals eine Diode (63) sowie zur abermaligen subtraktiven Überlagerung mit dem über die Ausgangswicklung (42) abgenommenen und in einer Diode (65) gleichgerichteten Ausgangssignal des vierten ferromagnetischen Kernes (30) Regulierwiderstände (64,66) vorgesehen sind und daß die Vormagnetisierungswicklung (38) des vierten ferromagnetischen Kernes (30) ebenfalls an gleichbleibender Spannung liegt, während der Eingangswicklung (36) dieses Kernes (30) die Impulsreihe (α) mit der'kleineren Frequenz (Z₁) zugeführt ist, und daß schließlich zur Gleichrichtung und Verstärkung des insgesamt resultierenden Signals ein Transistor (68) angeordnet ist.

4. Elektronischer Elektrizitätszähler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangshnpulsreihen (a, b) der Multivibratoren (II bzw. ΠΙ) den Eingangswicklungen (31 und 32) des ersten ferromagnetischen Kernes (27) der Subtraktionsstufe (IV) über je ein .RC-Netzwerk (43,44 bzw. 47,48) und je einen Transistor (45 bzw. 49) zugeführt werden.

5. Elektronischer Elektrizitätszähler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Multivibratoren (II und Hf) je in Reihe mit dem Eingang jedes Verstärkerelements, dessen Ausgang über ein ÄC-Netzwerk mit dem Eingang des anderen Verstärkerelements gekoppelt ist, ein ohmscher Widerstand (15 bzw. 16) sowie eine diesem elektrisch parallele Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand (17 bzw. 18) und einer Kapazität (19 bzw. 20) angeordnet ist.

6. Elektronischer Elektrizitätszähler nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplikationsstufe (M) eine aus zwei gleichen magnetfeldabhängigen Widerstandsköipern und zwei diesen gegenüber großen Widerständen bestehende gleichstromgespeiste Meßbrücke enthält und dieser ein Erregerstromkreis beigeordnet ist, welcher zwei in Reihe geschaltete, je einen der Widerstandskörper magnetisch beeinflussende Erregerwicklungen und eine Impedanz mit Mittelabgrifl aufweist, und daß die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen einerseits an die Reihenschaltung der Erregerwicklungen und andererseits am Verbindungspunkt derselben und am Abgriff der Impedanz angeschlossen sind.

7. Elektronischer Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplikationsstufe (M) aus mindestens einem Multiplikationsorgan besteht, das eine aus zwei gleichen magnetfeldabhängigen Widerstandskörpern und zwei diesen gegenüber großen Widerständen bestehende gleichstromgespeiste Meßbrücke enthält und dieser ein Erregerstromkreis beigeordnet ist, welcher aus zwei in Reihe geschalteten, je einen der Widerstandskörper magnetisch beeinflussenden Erregerwicklungen besteht, und daß jeder Widerstandskörper zusätzlich einem konstanten Magnetfeld ausgesetzt ist, wobei die der Netzspannung und dem Netzstrom entsprechenden Spannungen einerseits an die Meßbrücke und andererseits an die Reihenschaltung der Erregerwicklungen angeschlossen sind.

8. Elektronischer Elektrizitätszähler nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Multivibratoren (II, ΠΙ) ein bekannter Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung vorgeschaltet ist, deren jeder eine zusätzliche, in Abhängig-

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