DE1126502B

DE1126502B - Circuit arrangement for determining the usable capacity of electrical lead collectors

Info

Publication number: DE1126502B
Application number: DEL35456A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Swoboda
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-02-24
Filing date: 1960-02-24
Publication date: 1962-03-29

Description

Schaltungsanordnung zum Bestimmen der nutzbaren Kapazität von elektrischen Bleisammlern Um eine eindeutige Überwachung von Bleisammlern und damit eine definierte Auf- und Entladung zu gewährleisten, ist es erforderlich, die jeweils nutzbare Kapazität hinreichend genau zu kennen. Unter nutzbarer Kapazität wird dabei die jeweils dem Sammler entnehmbare Ladung verstanden. Circuit arrangement for determining the usable capacity of electrical Lead collectors To ensure a clear monitoring of lead collectors and thus a defined To ensure charging and discharging, it is necessary to use the respective usable capacity to know sufficiently well. The usable capacity is the Collector understood removable charge.

Die vom Hersteller angegebene Kapazitätsgröße ist ein Richtwert, aber keinesfalls eine Konstante. The capacity size specified by the manufacturer is a guideline, but by no means a constant.

Die nutzbare Kapazität eines Sammlers ist nicht nur von der jeweiligen Ladung abhängig, sondern verändert sich auch mit der Zeit und mit der Anzahl der Entladungen. The usable capacity of a collector is not only dependent on the particular one Charge dependent, but also changes with time and with the number of Discharges.

Bisher wurde diese nutzbare Kapazität eines Sammlers mit Ampere-Stundenzähler gemessen. Dabei wurde die Größe des Entladestromes und die Zeit, in welcher dieser Entladestrom fließt, mit Hilfe von Zweifachschreibern aufgenommen und die Stromaufzeichnung über die Zeit graphisch integriert. Für kleine Spannungen sind elektrolytische Ampere-Stundenzähler unbrauchbar. So far, this usable capacity has been a collector with an ampere hour meter measured. The size of the discharge current and the time in which this Discharge current flows, recorded with the help of double recorders and the current record graphically integrated over time. Electrolytic ampere hour counters are used for low voltages unusable.

Eine Bestimmung der nutzbaren Kapazität eines Sammlers mittels Zweifachschreibern, die den Strom und die Spannung messen und schreiben, ist mit großem Aufwand verbunden. Um eine Aussage über die Kapazitätbezogen auf eine bestimmte Zeit -machen zu können, muß der Entladestrom in gewünschter Weise konstant gehalten werden. Häufig ist es wünschenswert, die Kapazität von zwei- oder mehrzelligen kleinen Sammlern nicht nur in einfacher Weise, sondern auch ortsunabhängig zu messen, wozu eine Meßeinrichtung erforderlich ist, welche nicht nur wenig aufwendig, sondern auch tragbar sein muß, Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung erfüllt nicht nur diese Forderung, sondern sie erzielt auch eine hinreichende Meßgenauigkeit in weitgehender Unabhängigkeit von der Anzahl der Zellen. A determination of the usable capacity of a collector by means of double-recorders, which measure and write the current and voltage is associated with great effort. In order to be able to make a statement about the capacity related to a certain time, the discharge current must be kept constant in the desired manner. Often it is desirable not the capacity of two- or multi-cell small collectors to measure only in a simple way, but also independent of location, including a measuring device is required, which not only has to be inexpensive, but also portable, The measuring device according to the invention not only fulfills this requirement, but it also achieves a sufficient measurement accuracy largely independent of the number of cells.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen der nutzbaren Kapazität von elektrischen Bleisammiern durch Sammlerentladung bei konstantem Strom bis zur Entladeschlußspannung unter Festhalten der Entladezeit und besteht darin, daß ein transistorgesteuertes Relais den Entladestrom nach Kurzschließen einer Schalttaste einschaltet und eine transistorisierte Regeleinrichtung den Strom konstant hält, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Erreichen der Entladeschlußspannung die Schaltungsanordnung dadurch stillsetzen, daß eine über einem Potentiometer abgreifbare Teilspannung des Sammlers an die Basis und eine von einer Stabilisierungszelle abgeleitete konstante Spannung an den Emitter eines dem Relais vorgeschalteten Transistors angelegt ist und daß das Relais ein Zeitwerk ein- bzw. ausschaltet. The invention relates to a circuit arrangement for determining the usable capacity of electrical lead collectors through collector discharge at constant Current up to the final discharge voltage while maintaining the discharge time and exists in that a transistor-controlled relay controls the discharge current after short-circuiting a switch button and a transistorized control device turns on the current keeps constant that means are provided, which when the final discharge voltage is reached shut down the circuit arrangement in that one can be tapped off via a potentiometer Partial voltage of the collector to the base and one derived from a stabilization cell constant voltage applied to the emitter of a transistor connected upstream of the relay and that the relay switches a timer on or off.

Das erfindungsgemäße Meßgerät bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, sowohl die Entladeschluß spannung als auch den konstant zu haltenden Entladestrom in weiten Grenzen einzustellen. Das Meßgerät arbeitet ohne zusätzliche Spannungsquelle und bewirkt über die Transistoren eine automatische Stromregelung sowie eine bestimmte, rechtzeitige Abschaltung. The measuring device according to the invention advantageously offers the possibility of both the final discharge voltage and the discharge current to be kept constant set within wide limits. The measuring device works without an additional voltage source and causes an automatic current regulation as well as a certain, timely shutdown.

An Hand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles der Erfindung wird der schaltungstechnische Aufbau und die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Meßgerätes dargestellt und erläutert. On the basis of the embodiment of the invention shown in the figure the circuit structure and the mode of operation of the invention Measuring device shown and explained.

In der Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Meßgerätes werden sowohl pnp- als auch npn-Transistoren verwendet. Die Transistoren 1 und 2 sind solche des pnp-Typs, 3 und 4 sind Transistoren des npn-Typs. Der veränderbare Widerstand 10 dient der Einstellung des Entladestromes über den Entladewiderstand (Verbraucher) 13. Die Emitter der Transistoren 3 und 4 sind zusammengeschaltet und mittels einer Stabilisierungszelle oder Zenerdiode 12 auf konstantem Potential gehalten. Die Widerstände 5, 6 und 7 begrenzen die Einsteuerung der Transistoren 1, 2 und 3. Der Kondensator 11 ermöglicht ein sicheres Einschalten und somit ein sicheres Ansprechen der Schaltungsanordnung, während der Kondensator 14 zur Glättung bestimmt ist. Am Potentiometer 9 wird die Entladeschlußspannung und somit auch die Basissteuerung des Transistors 4 beliebig festgelegt. In the circuit arrangement of the measuring device according to the invention used both pnp and npn transistors. The transistors 1 and 2 are such of the pnp type, 3 and 4 are transistors of the npn type. The changeable resistance 10 is used to set the discharge current via the discharge resistor (consumer) 13. The emitters of transistors 3 and 4 are connected together and by means of a Stabilization cell or Zener diode 12 held at constant potential. The resistances 5, 6 and 7 limit the activation of transistors 1, 2 and 3. The capacitor 11 enables safe switching on and thus safe response of the circuit arrangement, while the capacitor 14 is intended for smoothing. The potentiometer 9 is the End-of-discharge voltage and thus also the base control of the transistor 4 as desired set.

Die Schalttaste 16 überbrückt den Relaiskontakt 17'.The switch button 16 bridges the relay contact 17 '.

In Reihe mit dem Transistor 4 liegt das Relais 17, welches beim Ansprechen die Relaiskontakte 17' und 17' gleichzeitig ein- oder ausschaltet. Ein mechanisches Zeitzählwerk 15 wird durch den Relaiskontakt 17" ingang- oder stillgesetzt. Über den parallel zum Sammler 18 in Reihe mit der Kopplungsschaltung des Zeitzählwerkes liegenden Relaiskontakt 17" fließt ein Strom von der Größenordnung einiger mA.In series with the transistor 4 is the relay 17, which when responding the relay contacts 17 'and 17' switches on or off at the same time. A mechanical one Time counter 15 is started or stopped by the relay contact 17 ". Via the parallel to the collector 18 in series with the coupling circuit of the time counter Relay contact 17 ″ flows a current of the order of magnitude of a few mA.

Der auf seine Kapazität zu untersuchende Sammler 18 wird an die positive und negative Eingangsklemme des erfindungsgemäßen Meßgerätes angeschlossen. The collector 18 to be examined for its capacity is connected to the positive and negative input terminal of the measuring device according to the invention connected.

Solange die Spannung des Sammlers größer als die Entladeschlußspannung ist, solange wird über das Potentiometer 9 der npn-Transistor 4 in Durchlaßrichtung gesteuert. Die Einschaltung der Meßanordnung erfolgt über eine Schalttaste 16. Als Grenzwert zur Aussteuerung des npn-Transistors 4 wird der Wert der Entladeschlußspannung über die Einstellung des Potentiometers 9 und des durch die Zenerdiode oder Stabilisierungszelle 12 am Emitter des Transistors 4 anliegenden konstanten Potentials festgelegt. Der npn-Transistor 4 wird nur dann in Durchlaßrichtung ge steuert, wenn das Potential seiner Basis positiver ist als das seines Emitters. Wird nun das Potential des Emitters konstant gehalten, so kann durch entsprechende Einstellung des Potentiometers 9 ein für den Sammler 18 genau definierter Spannungswert zur Abschaltung bestimmt werden.As long as the voltage of the collector is greater than the final discharge voltage is, as long as the potentiometer 9 of the npn transistor 4 is in the forward direction controlled. The measuring arrangement is switched on via a switch key 16. As The limit value for modulating the npn transistor 4 is the value of the final discharge voltage via the setting of the potentiometer 9 and the through the Zener diode or stabilization cell 12 fixed at the emitter of the transistor 4 applied constant potential. Of the npn transistor 4 is only controlled in the forward direction when the potential its base is more positive than that of its emitter. Now becomes the potential of the emitter kept constant, by setting the potentiometer 9 a voltage value precisely defined for the collector 18 for switching off is determined will.

Mit dem infolge der Durchschaltung des npn-Transistors 4 fließenden Strom von einigen mA wird das Relais 17 zum Ansprechen gebracht, so daß über den Kontaktl7' der Entladestromkreis geschlossen und gleichzeitig über den Kontakt 17" das mechanische Zeitzählwerk 15 in Betrieb gesetzt wird. Im Augenblick des Einschaltens mittels der Schalttaste 16 wird nicht nur der npn-Transistor 4 in Durchlaßrichtung gesteuert, sondern auch der pnp-Transistor 1. With the flowing due to the switching of the npn transistor 4 Current of a few mA, the relay 17 is made to respond, so that over the Kontaktl7 'the discharge circuit is closed and at the same time via contact 17 " the mechanical timer 15 is put into operation. At the moment of switching on by means of the switch key 16, not only the npn transistor 4 is turned on controlled, but also the pnp transistor 1.

Der Kondensator 11 bewirkt ein sicheres Einschalten.The capacitor 11 causes a safe switch-on.

Die pnp-Transistoren 1 und 2 sowie der npn-Transistor 3 arbeiten als Regeleinrichtung zur automatischen Konstanthaltung des Entladestromes. Mit dem Transistor 1 werden auch die Transistoren 2 und 3 in Durchlaßrichtung gesteuert. Der gewünschte Entladestrom wird mit dem Potentiometer 10 eingestellt.The pnp transistors 1 and 2 and the npn transistor 3 work as Control device for automatically keeping the discharge current constant. With the transistor 1, the transistors 2 and 3 are also controlled in the forward direction. The one you want Discharge current is set with potentiometer 10.

Am Potentiometer 10 ruft ein konstanter Entlade strom auch einen konstanten Spannungsabfall hervor.At the potentiometer 10, a constant discharge current also calls a constant one Voltage drop.

Treten irgendwelche änderungen des Entladestromes auf, so müssen auch Spannungsänderungen am Potentiometer 10 auftreten. Da der Spannungsabfall am Potentiometer 10 in Abhängigkeit von der konstanten Spannung der Stabilisierungszelle oder Zenerdiode 12 den Transistor 3 steuert, wird sofort jede Abweichung des Entladestromes von seinem konstanten Wert zur Regelung ausgenutzt. Wird beispielsweise der Entladestrom und damit auch der Spannungsabfall am Potentiometer 10 kleiner, so wird die Basis des npr-Transistors 3 positiver gegenüber seinem Emitter, und der npn-Transistor 3 wird in Durchlaßrichtung mehr ausgesteuert.If there are any changes in the discharge current, they must also Voltage changes at the potentiometer 10 occur. Since the voltage drop on the potentiometer 10 as a function of the constant voltage of the stabilization cell or Zener diode 12 controls the transistor 3, any deviation of the discharge current from its constant value is used for regulation. For example, the discharge current and thus the voltage drop at the potentiometer 10 is also smaller, so the basis becomes of the npr transistor 3 is more positive with respect to its emitter, and the npn transistor 3 is more modulated in the forward direction.

Dieser Effekt ruft an der Basis des pnp-Transistors 2 und damit auch an der Basis des pnp-Transistors 1 eine negativere Einsteuerung hervor, so daß diese beiden pnp-Transistoren ebenfalls in Durchlaßrichtung mehr ausgesteuert werden und der Entladestrom wieder zum gewünschten Wert ansteigt. Die Kombination von pnp- und npn-Transistoren in dieser Regelschaltung wirkt sich in vorteilhafter Weise temperaturkompensierend aus. Die bei dem erfindungsgemäßen Meßgerät auftretenden Querströme liegen in der Größenordnung bis zu etwa 10 mA und sind damit gegenüber dem Entladestrom vernachlässigbar klein. This effect calls at the base of the pnp transistor 2 and thus also at the base of the pnp transistor 1 results in a more negative control, so that this both pnp transistors are also controlled more in the forward direction and the discharge current increases again to the desired value. the Combination of pnp and NPN transistors in this control circuit have an advantageous temperature-compensating effect the end. The cross currents occurring in the measuring device according to the invention are in the Order of magnitude up to about 10 mA and are therefore negligible compared to the discharge current small.

Wird die Entladeschlußspannung des Sammlers 18 unterschritten, so wird das Potential der Basis gegenüber dem konstanten Potential des Emitters des npn-Transistors 4 negativ und der Transistor wird somit gesperrt. Unterbricht der npn-Transistor 4 den Stromfluß, dann spricht auch das Relais 17 an und öffnet die Kontakte 17' und 17", so daß die gesamte Anlage abgeschaltet ist. If the final discharge voltage of the collector 18 is not reached, so is the potential of the base compared to the constant potential of the emitter of the npn transistor 4 negative and the transistor is thus blocked. Interrupts the npn transistor 4 the current flow, then the relay 17 responds and opens the Contacts 17 'and 17 ", so that the entire system is switched off.

Die auf dem Zählwerk abzulesende Entladezeit, multipliziert mit dem Wert des konstant gehaltenen Entladestromes, ergibt die Entladekapazität des Sammlers in Ah. Die mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät erzielte Meßgenauigkeit beträgt etwa +10/o. The discharge time to be read on the counter, multiplied by the The value of the constant discharge current gives the discharge capacity of the collector in Ah. The measurement accuracy achieved with the measuring device according to the invention is approximately + 10 / o.

Das erfindungsgemäße Meßgerät arbeitet ohne Zuhilfenahme einer Fremdspannung. Als Betriebsspannung des Meßgerätes findet die Spannung des Sammlers, dessen Kapazität gemessen wird, Verwendung. The measuring device according to the invention works without the aid of an external voltage. The operating voltage of the measuring device is the voltage of the collector, its capacity is measured, use.

Durch den geringen technischen Aufwand, die günstigen räumlichen Abmessungen sowie durch die Meßgenauigkeit und Zuverlässigkeit bietet sich das erfindungsgemäße Meßgerät besonders vorteilhaft zu ortsgebundener Verwendung an und entspricht somit vielen in der Technik auftretenden Forderungen. Due to the low technical effort, the favorable spatial Dimensions as well as the measuring accuracy and reliability is what the invention offers Measuring device particularly advantageous for stationary use and thus corresponds many requirements occurring in technology.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for determining the usable Capacity of electrical lead collectors through Sanimler discharge at constant current up to the final discharge voltage while maintaining the discharge time, characterized in that that a transistor-controlled relay (17) the discharge current after short-circuiting a Switch button (16) turns on and a transistorized control device controls the current keeps constant that means are provided, which when the final discharge voltage is reached shut down the circuit arrangement in that a potentiometer (9) tapped partial voltage of the collector (18) to the base and one from a stabilization cell (12) derived constant voltage to the emitter of a relay (17) connected upstream The transistor (4) is applied and that the relay (17) switches a timer (15) on or off. turns off.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that Means for setting the final discharge voltage and the discharge current to be kept constant are provided.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the voltage of the collector at the same time the operating voltage of the circuit arrangement is.

Documents considered: German Patent No. 561 840.