155700. lajstromszámú szabadalom • Jelátalakító elektrokémiai mérőcellákhoz
155700 6 feszültséget két (Ra és R2 ) ellenállás segítségével megosztjuk. Az 1 V körüli feszültség jut a C kondenzátor plusz jelű sarkára és a T tranzisztor emitterére, míg a 6—8 V körüli feszültség váltó komponense az R3 ellenálláson és Ci kon- 5 denzátoron át az R3 és a termisztor ellenállás arányának megfelelő leosztással jut a termisztorra. A Cj kondenzátor váltóáramú ellenállása több mint két nagyságrenddel kisebb az R3 ellenállás értékénél, így az rövidzárnak tekinthető. 10 Az R3 ellenállás értéke 3 M Ohm, ez nem söntöli károsan a Ter. termisztort. Az U négyszögfeszültség jel és szünet időtartama egyenlő, azaz ugyanannyi ideig nincs feszültség, mint ameddig van. 15 Az elmondottakból következik, hogy a Ter. termisztoron zérus I cellaáram mellett is folyik négyszög váltóáram, mégpedig ellentétes fázisú, mint a cella I áramától függő kollektor négyszögáram. Ez a váltóáram kompenzálja a C kon- 20 denzátorra kapcsolt R4 ellenállás egyenáramával arányos kollektor váltóáramot. A modulátor kapcsolás ugyanis nem tesz különbséget aközött, hogy a C kondenzátor töltését az M mérőcella árama, vagy az R4 ellenálláson átfolyó áram fo- 25 gyasztja, mindenképpen a kollektorkörben megjelenik a megfelelő értékű váltójel. Az eljárásból az a haszon származik, hogy a zérus I cellaáramnál is folyik kb. 2 nA-es négyszög emitteráram, ezzel a T tranzisztor emitter-báziskörét 30 előfeszítettük, ugyanis az emitter-bázis dióda feszültsége és ezzel együtt a C kondenzátor, illetve az M mérőcella feszültsége többet változik, miközben az M cella (R4 nélkül) árama 0—2 jiA-ra nő, mint 2|iA—12(*A-ra a T tranzisztor emit- 35 ter-bázis diódájának igen kis meredekségű kezdeti karakterisztikája miatt. Az ismertetett kapcsolástechnikai fogással biztosítani lehet, hogy az M mérőcella feszültsége ne változzon többet 50 mV-nál. 40 Ezek után kimutatjuk, hogy az elsősorban számításba jöhető chopperes megoldáshoz legalább két tranzisztor szükséges, hogy hőmérséklet kompenzált jelet kapjunk, és a jel értéke így is csak negyedrésze lesz az egyetlen tranzisztort 45 igénylő találmány szerinti modulátorénak. A kapcsolást a 4. ábra mutatja. U egyenfeszültség-forrásból az M mérőcellából és az R5 ellenállásból képezünk áramkört. Az R5 ellenálláson a mérőcella áramával arányos feszültség esik és 50 ennyivel kevesebb jut az M cellára. Az R5 ellenállásra maximálisan 100 mV juthat, mert csak ennyit változhat az M cella feszültsége. Az R5 ellenálláson fellépő jelfeszültséget egy négyszögjellel vezérelt K tranzisztor kapcsoló 55 (szaggató) négyszögjellé alakítja. A K kapcsoló tranzisztort az ábrán mechanikus kapcsolóval szimbolizáltuk. A maximálisan 100 mV-os csúcsértékű négyszögfeszültséget egy olyan Tt tranzisztor bázisára kell vezetni, melynek emitter vezetékébe legalább 20 K Ohm-os ellenállást iktattunk abból a célból, hogy az R6 ellenállás okozta negatív visszacsatolás következtében a kimeneti ellenállás M Ohm nagyságrendű legyen. A Tx tranzisztort vezérlő jelforrás viszonylag nagy belső ellenállása ugyanis kedvezőtlen a Tx tranzisztor kimeneti ellenállására nézve. A találmány szerinti (3. ábra) modulátor kapcsolás esetében 10jxA-es I cellaáramhoz 20 (xA-es amplitúdójú egyirányú négyszög emitter áram tartozik, ez megfelel 10 |xA amplitúdójú váltóáramnak. Ez gyakorlatilag átfolyik az 50 K Ohm-os termisztoron és azon 500 mV amplitúdójú váltófeszültség lép fel. A 4. ábra szerinti kapcsolásnál az R5 ellenálláson fellépő 100 mV-os maximális egyenfeszültséget a kapcsoló áramkör közelítőleg 50 mV-os amplitúdójú váltófeszültséggé alakítja, ezt a Ti tranzisztor 2,5-szeresen felerősíti. (Az erősítés értéke gyakorlatilag a kollektor és az emitter ellenállások hányadosával egyenlő) így lesz 125 mV amplitúdójú váltófeszültség negyedrésze a találmány szerinti átalakítójának. Szabadalmi igénypontok 1. Egyenáram jelet váltófeszültséggé alakító modulátor kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy egy egyirányú, vagy váltó négyszögfeszültség generátor egyik sarka egy kondenzátoron át egy tranzisztor bázisára csatlakozik, míg a másik sarka a tranzisztor emitterére csatlakozik nyitó irányú polaritással, a kondenzátorra párhuzamosan csatlakozik az átalakítandó egyenáram jelforrás, illetve az annak tekinthető mérőérzékelő, — mint pl. oldott oxigén érzékelésére alkalmas ún. Clark-féle mérőcella — a kondenzátor töltésére nézve fogyasztó (kisütő) polaritással, továbbá, hogy a kollektor tápfeszültség megfelelő sarka a bázisra, a másik sarka pedig termisztoron, vagy ellenálláson át csatlakozik a kollektorra, és a termisztor, vagy ellenállás sarkai képezik az áramkör kimenetet. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a generátor a kondenzátorhoz — és azon keresztül a tranzisztor bázisához — a generátorral párhuzamosan kötött osztólánc közbeiktatásával, annak belső pontjáról csatlakozik, míg az osztólánc egyik külső pontja a tranzisztor emitteréhez, a másik külső pontja pedig további kondenzátor és ellenállás soros kapcsolásán át csatlakozik a tranzisztor kollektorához, továbbá a mérőcellával párhuzamosan egy ellenállás van kötve. (2 rajz, 4 ábra) A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatói a 69.3784.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen
