148129. lajstromszámú szabadalom • Vezetőképességet közvetlenül mérő elektronikus áramkör
Megjelent: 1961. március lo. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.129. SZÁM 42. 1. 3. OSZTÁLY — NA—592. ALAPSZÁM Vezetőképességet közvetlenül mérő elektronikus áramkör Nádas Béla vegyészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. november 24. A technika különböző ágaiban, különösen a vegyi analíziseknél, szükség van olyan áramkörre, mely közvetlenül a vezetőképességet — az ellenállás reciprok értékét méri. Ezek a mérések eddig Wheatstone-híd kapcsolásban történtek, amikor a leolvasott ellenállásértékeknek a reciprok értékét minden esetben ki kell számolni, mert csak a vezetőképesség változik lineárisan a vegyi koncentrációval. Az r = f (c) összefüggés parabolát ad ami grafikusan sem. értékelhető. Forgalomba kerültek ezenkívül közvetlen mutató vezetőképesség mérők, melyeknél azonban a leolvasás mutatós műszeren történik, ezért a leolvasás pontossága csak két jegy, míg a harmadik jegyet csak becsülni lehet. További hibája ezeknek a mutatós műszeres vezetőképesség mérőknek, hogy a mérési pontosság a skála elején is csak 1,5— 2%. A skála végén, a nagyobb vezetőképességek felé menve, a mérési pontosság tovább romlik 2—5%-ra. Ez, fenti mérőberendezések kapcsolástechnikai megoldásából okszerűen következik és a pontosság növelésére nincs mód. Jelen találmány a fenti hátrányokat kiküszöböli és olyan vezetőképességmérő berendezés építését teszi lehetővé, mely 1. lineáris skálán 4 jegy pontossággal közvetlen vezetőképességet mér, 2. 1% pontosság az egész skálán biztosítva van a skála középső részén a 0,2% pontosság is elérhető, 1 3. tágabb értelemben, mivel az y = — függvényt állítja elő — mint analógiái számológép működik és mindazon esetekben felhasználható, mikor a fenti összefüggést kell kiszámítani. Jelen találmány tárgyát az 1. ábra szemlélteti. Az áramkör speciális összeadó áramkörnek tekinthető, melyben az egyik cső anódmunkaellenállásának egy változtatható részéhez kapcsolódik az ellenütemben vezérelt másik cső. Az ellenütemű táplálást a Tr transzformátor „lebegő" seconder oldalához csatlakozó Z„ normálimpedanciából és Zx ismeretlen impedanciából álló közös pontján, földelt feszültségosztó biztosítja. .Az áramkör matematikája rendkívül egyszerű. Az 1. ábra jelöléseivel: Ei ill. E2 az 1. ill. a 2. cső anódváltófeszültsége, Si ill. S2 az 1. ill. 2. cső meredeksége, ex az ismeretlen Z x impedancia felöli rácsvezérlő feszültség, en a normál Z n impedancia felőli rácsvezérlő feszültség, R a P potenciométer ellenállása, Y a P potenciométer leosztott részének ellenállása, i a sorbakötött Z„ és Zx impedanciákon áthaladó áram. Ha most a P potenciométer karjának helyzetét addig változtatjuk, míg a kimeneten zéró váltófeszültséget nem kapunk, akkor a két anódváltófeszültség ellenüternben egyenlő egymással vagyis abszolút értékük egyenlő ( Ej | = | E2 I 1 Ha csövek áthatása a mérés pontossága szempontjából elhanyagolható, vagy pentódák alkalmazása esetén, melyek anód-rács áthatása minimális, írhatjuk, hogy Ei=ex Si y ill. E2 = e„ S 2 R 2 Másrészről ex = i Zx ill e„ = iZ„ 3 mivel mindkét impedancián ugyanaz az áram folyik keresztül. Ha 3-at 2-be és 2-t 1-be helyettesítjük akkor 1-Zx-Siy— i-Zn -S 2 -R 4 Egyszerűsítve és átrendezve y~~ Z x S, . 5 Mivel Z„, Sí, S2 , R állandók, ha ezeket, összevonjuk, kapjuk, hogy 1 y = ~z • const. Zx 6 vagyis a P potenciométeren leosztott y részellenállás az ismeretlen Zx impedancia reciprok értékével, vagyis annak vezetőképességével arányos. Ez pedig éppen az a hasznos cél, melynek megoldását jelen találmány céljául kitűzte. A találmány egy lehetséges kiviteli formáját a 2. ábra szemlélteti. Itt az R és P katódellen-
