163132. lajstromszámú szabadalom • Mérési elrendezés villamos bemenőjel kompenzációs mérésére

163132 re, amelyet az átalakító kimenő impulzusai vezérelnek. A kimenő impulzusokat a különbségi jelből állítják elő. Az átalakító impulzusait kijelző számlálóval megszámlálva, a mérési eredmény adódik. Ennek a kapcsolási elrendezésnek előnye, hogy a kompenzálójelet egyetlen kapcsoló hozza létre; a mérési eredményen elvégzendő aritmetikai műveletek a kijelző számláló csekély kiegészítésével elvégezhetők; a mérendő jel változásait az átalakító kimenő impulzus frekvenciája folyamatosan követi; végül a külső eredetű zavarokkal szemben kevéssé érzékeny. Hátránya azonban, hogy a kijelző számláló működése csak a pontosság rovására gyorsítható, tehát nagyobb pontosság kisebb sebességet enged meg, a kompenzálójel előállítására csak nagy sebességű és kis statikus hibájú kapcsoló alkalmas, valamint hogy a beállási tulajdonságok nem változtathatók a működés megzavarása nélkül. Ennek az átalakítónak van egy — a gyakorlati áramkörtervezés szempontjából nagyon lényeges — belső méretezési ellentmondása. A kompenzálójelet előállító kapcsoló működési ideje véges, így a kompenzálófeszültség és a kimeneti impulzusszám közötti elvileg pontos arányosságban hiba lép fel, amely a számlálón kijelzett mérési eredményben is jelentkezik. A hiba az impulzusgenerátor frekvenciájának csökkenésével csökken. Az alacsonyra választott impulzusfrekvencia, másrészt a bázisidő (mérési ciklusidő) megnövekedéséhez vezet. A mérési idő szempontjából az impulzusgenerátor frekvenciájának növelése előnyös. A lehető legjobb kompromisszum elérése érdekében a kapcsoló működési idejét minden eszközzel csökkenteni igyekeznek. Különleges és meglehetősen drága áramköri eszközökkel a kapcsoló működési idejét sikerült 10 ns alá csökkenteni, ezzel elérhető volt 2000-es felbontóképesség, ill. az ennek megfelelő 0,05% max. hiba mellett a 40 ms mérési idő. Ez a — manapság már csak közepesnek tekinthető — eredmény is csak voltmérőkben érhető el, amelyekben lehetséges a kapcsolóáramkör üzemi feszültségét és áramát a legkedvezőbbre választani. Különféle mérőérzékelőkhöz csatlakozó műszereknél ez rendszerint nem megoldható. Hídkapcsolasú jelforrásoknál pl. a kapcsoló üzemi feszültsége szükségszerűen megegyezik a híd tápfeszültségével, árama pedig a híd kiegyenlítéséhez szükséges árammal. Ezek az értékek több nagyságrenddel is eltérnek az optimálistól, ennek következtében a kapcsoló működési ideje még a legkorszerűbb eszközök felhasználásával is csak a 0,1—1 ,«s tartományba csökkenthető. Egyszerűbb eszközökkel a működési idő 1 /<sec környékén tartható. A kapcsoló lassúbb működése következtében az impulzusgenerátor frekvenciáját csökkenteni kell, ami a mérési idő növekedéséhez vezet. Ily módon változatlan pontosság mellett kb. 4 s mérési idő adódik. Az integráló jellegű átalakítónak ez a megvalósítási korlátja az oka annak, hogy az elvet mind ritkábban alkalmazzák a minden egyéb szempontból megnyilvánuló előnyei ellenére is. A találmány szerinti megoldással elérni kí-5 vánt célunk a célja villamos jel kompenzációs mérésére szolgáló integráló jellegű kompenzációs mérőrendszer kidolgozása, amely a rendszer előnyeinek megőrzése mellett gyors kijelzést és rövid mérési időt tesz lehetővé anélkül, hogy a 10 pontosság romlana. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a mérendő jellel szembekapcsolt kompenzálójelet lassú kapcsolóáramkörrel állítjuk elő és a lassú kapcsolóáramkört szinkron kapuáramkör 15 impulzusaival impulzusosztón keresztül vezéreljük, akkor a generátorfrekvencia a gyors kijelzés érdekében nagyra választható, anélkül, hogy a pontosságot lerontaná. A kompenzációs eltérést felerősítjük, és ezt a jelet vezetjük be az integ-30 ráló jellegű átalakítóba, amelynek kimenő impulzusai a kijelző számlálót vezérlik. Ily módon a gyors működésű kapcsoló által okozott hiba az erősítő erősítőjének arányában csökkentett — s 25 így elhanyagolható — mértékben jelentkezik az összhibában. A találmány szerinti mérési elrendezés lényege tehát, hogy a szinkron kapuáramkör kimenetei impulzusosztó bemeneteihez, az impulzus-30 osztó kimenete lassú kapcsolóáramkör bemenetéhez és a kapcsolóáramkör kimenete, valamint a mérendő jel bemenete különbségképzőn át erősítőhöz csatlakozik. Az erősítő kimenete az integráló jellegű átalakító különbségképzőjének 35 bemenetéhez csatlakozik. Az impulzusosztó bemeneti kapurendszerből és szimmetrikus kimenetű frekvenciaosztóból áll. A találmány szerinti mérési elrendezés, egy példaképpeni kiviteli alakját ábrázoló rajzok kö-40 zül az 1. ábra az ismert integráló jellegű átalakító tömbvázlatát, a 2. ábra a kompenzálójelet előállító vezérelt kapcsoló és a hídkapcsolasú jelforrás összekapcsolását, a 3. ábra a találmány szerinti mérési elrendezés tömbvázlatát és végül 43 a 4. ábra az impulzusosztó kapcsolási rajzát mutatja. A találmány szerinti mérési elrendezés magába foglalja az 1. ábra szerinti integráció jellegű átalakítót. A mérendő bemenő jel és a kompen-50 zálójel különbsége, amelyet az 1 különbségképző állít elő, a 2 erősítőre jut. Ennek kimenő feszültsége határozza meg, hogy a 3 szinkron kapuáramkör a 4 impulzusgenerátorból érkező impulzusok közül mennyit engedjen át. A 3 szinkron kapuáramkörön áthaladó impulzusok egyrészt a 6 kijelző számlálóra, másrészt a kompenzálójelet előállító 5 vezérelt kapcsolóra jutnak. Az 5 vezérelt kapcsoló minden egyes img~ pulzus hatására záródik és a referenciafeszültséget az 1 különbségképzőre kapcsolja. Az 5 vezérelt kapcsoló által létrehozott kompenzálójel tehát a 3 szinkron kapu kimenetén megjelenő impulzusszámmal szigorúan arányos. A 6 kijelző 65 számláló a kimenő impulzusokat egy meghatáro-55