147933. lajstromszámú szabadalom • Automatikus mérleg
147.933 3 határozza meg a „<pi" mérlegkar-kilengés egy egységének megfelelő P2 kiegyenlítő erőt. A J?" ezért az egész visszacsatoló-hurokban elért nyereség mértékét jelenti. Ez a tényező, és következésképpen a mérleg érzékenysége is, a visszacsatolóhurokban elért nyereség módosítása révén megváltoztatható. Ez vagy azáltal történhet meg, hogy a visszacsatolásba kötjük a változtatható 4 szabályozótagot (amint az 1. ábrán látható), például potenciómétert, vagy változtatható ellenállást, vagy pedig azáltal, hogy csökkentjük a tápfeszültséget, illetve a differenciál-áramátalakító primer ampermeneteinek számát. A primer ampermenetek számának csökkentése révén csökken az egész visszacsatoló áramkörben a kilengésre szállított energia, miáltal a „ß" tényező is csökken és ezért a mérleg érzékenysége megnövekszik. A differenciál-áramátalakító primer ampermeneteinek számát különösen előnyös csökkenteni, tekintettel arra, hogy az érzékenység változásakor nincs szükség arra, hogy közvetlenül a visszacsatoló áramkörbe nyúljanak be, de azért is mivel a most ismertetett elrendezés esetében nagyobb érzékenységeken a differenciál-áramátalakítónak a magra gyakorolt erőhatása teljesen elhanyagolható értékekre csökken. Az erőforrás — szolenoid —• mágnes-terek átfedés révén létrejött erők segítségével fejti ki hatását. A szolenoid magja erős, tengelyirányban mágnesezett állandó mágnes. A magot a mérleg karján függesztik fel és egyik végével hosszának közel fele távolságáig érintkezés nélkül benyúlik a hengeres kiképzésű tekercsbe, vagyis a szolenoidba. A magra tengelyirányban a mag állandó mágnesének mágneses tere és a szolenoid eredő mágneses tere között létrejött erő hat. A szolenoid mágneses terét két, olyképpen kapcsolt tekercs alkotja, hogy az általuk előidézett mágneses terek ellenkező irányúak, és egymásból levonódnak, következésképpen a magra csak különbségük hat. A két tekercs menetszámot és a tekercselés elrendezését (megoszlását) tekintve, teljesen azonos. A tekercselés azonosságát készítéskor úgy érjük el, hogy a két tekercset egyszerre tekercseljük. Ha a két tekercsen ugyanolyan erősségű áram halad keresztül, a két tekercs mágneses fluxusa azonos, de ellentétes irányú és így kölcsönösen megsemmisíti egymást. Ilyenkor a magra semmiféle erő sem hat. Amint a mágneses fluxusok egyensúlya azáltal bomlik meg, hogy az egyik tekercsen átfolyó áram erősebbé, a másik tekercsen átfolyó áram gyengébbé válik, a mágneses fluxusok különbsége többé már nem egyenlő nullával, és a szolenoid olyan erővel hat a magra, amely egyenlő a tekercsekben folyó két áram különbségével. Attól függően, hogy a szolenoid melyik tekercsében folyik erősebb áram a mag a szolenoid belsejébe hatol, vagy onnan kinyomódik. Gyártástechnikai szempontból a magnak állandó mágnesből való előállítására előnyös anyagként használható fel a mágnesesen kemény ferrit. A íerrites anyag főleg azért előnyös, mivel zsugorítása előtt könnyen kialakítható a szükséges méretre. A fémes állandó mágnesek nem megmunkálhatok és különleges alakok öntése költséges lenne. Az a tény, hogy a szolenoidnál a két tekercs mágneses hatása kivonódik egymásból, jól kihasználható arra, hogy jelentősen egyszerűsíthessük a villamos visszacsatoló áramkört, főleg akkor, ha differenciál-áramátalakítóval kapcsolatosan alkalmazzuk. Az említett szerkezetek használata esetében visszacsatolás bevezetésére alkalmas számos kapcsolás állítható össze, attól függően, milyen követelményeket támasztanak az érzékenységi változások és a linearitás vonalán, valamint aszerint, milyen az elektromos regisztráló, vagy mérőműszer érzékenysége. Az alanti példákban utalunk néhány ilyen kapcsolási lehetőségre, megjegyezve, hogy természetesen egyéb kapcsolási vázlatok is elképzelhetők. Az 5. ábrán sematikusan bemutatjuk azt a legegyszerűbb visszacsatoló áramkört, amely alkalmas arra, hogy megváltoztassa a mérleg érzékenységét, a súly változások elektromos regisztrálásának lehetőségével együtt. Ebben az áramkörben egyáltalában nincsenek elektroncsövek és csupán olyan alkatrészekből áll, amelyek semmiképpen sem használódhatnak el, valamint az idők során semmiféle változásnak nincsenek alávetve. Ez a tény jelentős mértékben megnöveli az egész berendezés pontosságát, stabilitását, és megbízhatóságát. Az 5. ábrán bemutatott áramkör a következőképpen működik: A differenciál-áramátalakító két (12 és 13) tekercséből származó feszültséget először a Graetzkapcsolásban működő 14 és 15 kontakt egyenirányító egyenirányítja és már mágneses fluxusok formájában vonódnak ki egymásból a szolenoidban. Ha a mérleg egyensúlyi állapotban, a 8 differenciál-áramátalakító magja pedig nulla helyzetben van, akkor a 12 és a 13 tekercsben azonos feszültségek indukálódnak és az egyenirányítás után a szolenoid 5.a. és 5.b. két tekercsén azonos nagyságú áram folyik át. Az 5a. és 5b. tekercsek mágneses fluxusai kölcsönösen megsemmisítik egymást és a szolenoid magjára nem hat erő. A 6 elektromos mérő- vagy regisztráló műszeren keresztül a két, azonos ii és i2 áram ellenkező irányban folyik keresztül és ezért kölcsönösen megszüntetik egymást, következésképpen a mérőműszer kilengése nulla. Ha most már például valamely súlyváltozás a mérleg karját olyan irányban téríti el az egyensúlyi állapottól, hogy a differenciál-transzformátor magja nulla helyzetből felfelé haladó irányban térítődik el, a primer-tekercs és a 12 szekunder-tekercs csatolása megnövekszik, a primertekercs és a 13 szekunder-tekercs csatolása viszont csökken. Ezáltal az i, áram megnövekszik, ezzel szemben az i2 áram csökken és a szolenoidmagra az ii—i2 különbséggel arányos erő kezd hatni. A 6 mérőműszer a rajta keresztül átfolyó két ii—i2 áramkülönbségnek megfelelően leng ki. A differenciál-áramátalakító primer-tekercseit a 16 váltakozó áramú áramforrásból (transzformátorból) táplálják. A mérleg érzékenysége a differenciál-áramátalakító, a 16 feszültségelosztó primer-tekercsében fellépő tápfeszültség változtatásával, vagy pedig az ii és i2 két áramra közös 18 szabályozó ellenállás változtatásával módosítható.
