146592. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolás impedancia mérésére
Megjelent: 1960. április 30. OBSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.592 SZÁM 21, g. 17—21. OSZTÁLY — Hl—88. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Kapcsolás impedancia mérésére Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet, Budapest Feltaláló: Pásztor Gyula tudományos munkatárs, budapesti lakos A bejelentés napja: 1958. november 21. A bejelentés impedanciamérő kapcsolásra vonatkozik, amely alkalmas váltóáramú impedancia mérésére, mialatt a mérendő elemen egyenáram folyik, vagy sarkaira egyenfeszültség jut. Számos olyan feladat ismeretes, amelyeknél a mérendő elem impedanciája függvénye ezen egyenáramoknak, illetve egyenfeszültségeknek. Ilyenek pl. a ferromágneses magú induktív tekercsek, fém félvezető kontaktusok, félvezető diódák és tranzisztorok, a ráhelyezett egyenfeszültség hatására változó kapacitású kondenzátorok. A példaképpen felhozott esetekben a mérési feladat megoldása a következő követelményeket tartalmazza. Miután a mérendő impedancia a rajta átfolyó áram, illetőleg a sarkain megjelenő fe^ szültség függvénye, a mérés alkalmával a mérendő elemre eső váltóáramú jel amplitúdója akkora lehet csupán, amely még nem okoz az impedanciában észlelhető változást. A imérőelem egyenáramú betáplálását úgy kell megoldani, hogy a váltóáramú kör működését ne befolyásolja. További szempont, hogy a mérendő elem és a föld közötti szórt kapacitás ne okozzon mérési hibát. Az indikátor, valamint a jelforrás úgy kapcsolódjék az impedanciamérőbe, hogy azok egyik pontja földelt legyen. A mérési pontosságot befolyásoló elemek száma minimális legyen. A gyakorlatban impedancia mérésére váltóáramú mérőhidak vannak alkalmazva, melyeknél a váltóáramú jel betáplálása úgy történik, hogy annak egyik pontja földelt. Ez esetben az; alkalmazott indikátornak földeléstől független szimmetrikus elemet kell felhasználni. Ilyen kivitelű erősítők kivitelezésénél különböző nehézségekkel kell számolni. További hátrányok mutatkoznak a mérendő elemek betáplálásánál egyenáramra, mivel ez a gyakorlatban nem valósítható' meg oly módon, hogy ez hé zavarja a híd váltóáramú működését. Végül ezekben a mérőhidakban a mérési pontosságot befolyásoló elemek legkisebb száma három. Fenti hátrányokat küszöböli ki jelen bejelentés tárgyát képező impedanciamérő kapcsolás. Ezt oly módon éri el, hogy mind a váltóáramú jel betáplálása, mind annak indikálása a földelési pontnak tekintett hideg ponthoz képest történik. Az egyenáram betáplálása a mérendő elemre váltóáramú szempontból földpotenciálon levő pontokon történik. A mérőberendezés nem érzékeny a mérendő impedanciának föld felé mutatkozó szórt kapacitására, mivel annak helyes kiegyenlítése esetén a mérendő elem egyik sarka földpotenciálon van, míg a másik sarka kis ellenállásértékű feszültségosztó ellenálláson keresztül kapcsolódik a földhöz. Az 1. ábrán vázolt kapcsolás szerint a mérendő Zx elem és az összehasonlító elem —R m — ohmos és —Xm — reaktív része külön-külön eltérő feszültségre kapcsolódnak. Ha a mérendő impedancia úgy fogható fel, mint egy párhuzamosan kapcsolt ohmos és reaktív komponens eredője, akkor a helyes kiegyenlítés feltétele a következő: K3 U JT J. - K 2 U KiU Zx Rx j • Xx Rm j' Xm ahol: '_L _L 1 Zx Rx j • Xx A felírt egyenleteikből következik: Ka __ Rx •— Rm „ , xx — v A Ki, K2, K3 reális számokat jelentenek és meghatározzák az osztásviszonyt a közös U feszültség és az ábrán bejelölt feszültségek között. A mérendő impedancia ohmos és reaktív komponenseit külön-külön mérhetjük meg. A mérendő értékeket
