166162. lajstromszámú szabadalom • Aktív mérőhíd rezgőkörök mérésére
166162 5 6 1'x'Cg— xx \ R2 -G 7 —r 2 T1 =T 2 Ez a kifejezés a kompnezált osztó feltételéből vezethető le. Ebben az esetben a pozitív ág által létrehozott, az A1 erősítő kimenetéről a bemenetére vonatkoztatott osztás arány: Rx+R2 A frekvencia meghatározó elem pedig a maga a rezgőkör L és C tagja a C6 és C 7 elemektől függetlenül. A problémát az okozza, hogy a mérendő rezgőkörök rezonancia ellenállását előre nem ismerjük, s még az azonos gyártási szériából kikerült rezgőkörök egymáshoz képest is széles határok között szórnak. Ez azt okozná, hogy az egyik mérendő rezgőkörre kikompenzált (C6 és C 7 elemekkel) mérőrendszerben már egy Rx -ben néhány %-kal eltérő másik rezgőkör rezonancia frekvenciája eltérne a valóságostól, mivel a r1 =r 2 feltétel nem teljesül. Ez a következő módon küszöbölhető ki. A negatív visszacsatoló ág elemeivel párhuzamosan kapcsoljuk a C8 , C g kondenzátorokat. Az így adódó időállandókat jelöljük: R3 'C g R4 -C 9 =-r 4 Ha mindkét visszacsatoló ágra felírjuk az osztás arányokat és egyenlővé tesszük azokat egymással (az oszcilláció amplitúdó feltétele miatt, ha az Ax műveleti erősítő erősítését oo-nak vesszük, egyenlőnek is kell lenniük), akkor a megfelelő egyszerűsítések után a következő két egyenlőséget kapjuk: valós részek egyenlősége ^l" ^3= ^2 ' ^4 képzetes részek egyelősége. A két feltétel akkor teljesül egyidőberi, ha az időállandókat az Rx -re vonatkozó méréstudományon belül úgy választjuk, hogy Ti = 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rx=R0 tárát úgy választjuk, hogy azon belül Rx minden értékéhez az Rx NTC ellenállás fel tudja venni a (3a) kifejezésből adódó értéket, akkor a T _ ^02 kifejezés is automatikusan teljesül, azaz automatikus fázis kiegyenlítődés történik, tehát a (36) feltétel a rezgőkör rezonancia frekciáján következik be. A leírtaknak megfelelő kompenzálási mód és méréstartomány választása mellett, mind a képzetes, mind a valós részek egyenlőségének feltétele a mérés folyamán automatikusan teljesül. A rezonancia frekvencia megállapításának pontosságát csak a kompenzálás pontossága határozza meg, és csak egy külső kezelőszerv szükséges az Rx -nek megfelelő méréshatárváltáshoz. így a rendszer független a szórt kapacitások hatásától. A műveleti erősítő kimenetén mérhető a rezgőkör rezonancia frekvenciája. A párhuzamos rezgőkörök rezonancia ellenállásának mérése a 3. ábrán látható elvi kapcsolási rajz szerint végezhető. Az ábrán: egyenlőség a méréstartományon belül teljesüljön. Az R2 , R 4 , C 7 és C 9 elemek egy méréstartományon belül a mérés folyamán nem változnak, tehát teljesíthető a T2 =T 4 = T 0 feltétel. Az adott tartományon belül Rx értéke változik, aminek változását a (3a) kifejezés értelmében R,-R. R5 = R6 = Di = D2 = cio = konstans értékű osztólánc ellenállása konstans értékű osztólánc ellenállása dióda dióda szűrő kondenzátor szűrő kondenzátor A rezonancia ellenállás kijelzés szempontjából lényegtelen szórt és kompenzáló kapacitásokat elhanyagoljuk. Az R4 ellenálláson keletkező feszültésg az A1 műveleti erősítő erősítését végtelennek feltételezve mindenkor megegyezik a mérendő rezgőkörön levő feszültséggel. A feszültség nagysága, jelöljük U4 -gyel, a következőképpen számítható: U4 = U ki R„ R,+ R4 UM az Ax kimenetén levő feszültség érték, másképpen : U4 = U ki ~^Rx+R2 Az R5 ellenállson levő feszültséget, jelöljük U.-tel: 55 U5 = U ki R. R5 +R B Ha az R. R5 +R 6 osztásarányt úgy választjuk, 60 hogy az megegyezzen az Rx -re vonatkozó méréstartomány Rt középértékénél a pozitív visszacsatoló ágban keletkező osztás aránnyal, azaz az R3 NTC ellenállás értékének változása kö~et. Ennek értelmében, ha egy-egy méréstartomány ha- 65 Rif Rk+R2 3
