171318. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektronikus kapcsoló vezérlésére váltakozóáramú mérőhíd az eljárás foganatosítására
3 171318 4 amely utóbbinak kimenete ellenálláson át a normál kondenzátorok közös pontjához van kötve. Minden normál kondenzátorból és ezt átkapcsoló kapcsolóból álló áramkörben a kapcsolónak a normál kondenzátorral nem közösített sarkához célszerűen ellenállás van sorosan csatlakoztatva; ezekben az áramkörökben az ellenállás és a kapcsoló közös sarkához egy-egy járulékos kondenzátor egyik kivezetése van csatlakoztatva, ezen járulékos kondenzátorok másik kivezetése közösítve van; és a méréshatárválasztó ággal a váltakozóáramú híd tápfeszültségre kapcsolt átlójának oldalán szomszédos hídággal párhuzamosan kapcsolt feszültségkövető kimenetére feszültségtranszformátor van csatlakoztatva, amelynek szekunder tekercse egyik végével a feszültségkövető bemenetére, másik végével a járulékos kondenzátorok közösített kivezetésére van csatlakoztatva. A feszültségtranszformátornak járulékos (nagyfeszültségű) szekunder tekercse van, amely célszerűen kondenzátoron át párhuzamosan van kapcsolva a méréshatárválasztó ággal. A javasolt eljárás alkalmazása esetén a szivárgási váltakozóáramok nagy mértékben csökkenthetők, így a váltakozóáramú mérőkörökben alkalmazott elektronikus kapcsolók hatékonysága (jósága) jelentősen, néhány nagyságrenddel, növelhető. Az elérhető javulás mértékét elsősorban a következő paraméterek határozzák meg: a modern elektronikus erősítők jósága, az elérhető legnagyobb bemeneti- és kimeneti ellenállásértékek, valamint az átviteli tényező stabilitása. Jelenleg három, négy vagy több nagyságrendnyi javulás érhető el. A javasolt berendezés, vagyis a találmány szerinti váltakozóáramú mérőhíd, lehetővé teszi, hogy a zárt (elektronikus vagy elektromechanikus) kapcsolók maradó ellenállásából és a kapcsolókkal átkapcsolt normál elemek veszteségeiből származó mérési hibákat 1—2 nagyságrenddel csökkentsük, és a mérési hibákat az ezen paraméterek labilitásából (főleg idő- és hőmérséklet instabilitás) eredő értékekre redukáljuk. A jelen találmánynak a fentiekben említett, illetve további célkitűzései és előnyei a technika adott területének szakembere számára az alábbi konkrét kiviteli változatokra épülő részletes leírásból világossá válnak. A találmányt a mellékelt rajzokra hivatkozva ismertetjük. Az ábrák a következőket mutatják: 1. ábra Váltakozóáramú körökben alkalmazott elektronikus kapcsolók, pontosabban p-n-p tranzisztorkapcsolók vezérlésének vázlatát (az 1. ábra jelölései: Uj — zárófeszültség; U2 — kommutálójel; U3 — tápfeszültség; ~ U — váltakozó feszültség); 2. ábra annak az univerzális automatikus váltakozóáramú digitális mérőhídnak a kapcsolási rajzát, melyben ez a vezérlés megvalósul, 3. ábra a felső ág helyettesítő kapcsolását az egyik kiegyenlítőkörrel (a 3. ábra jelölései: Uab — a 2. ábrán látható híd a és b pontja közötti feszültség ; Ubd — a b és d pont közötti feszültség; k2 a 39 transzformátor 45 szekunder tekercsének és 42 primer tekercsének menetszámviszonya; Cx — a mérendő tárgy; R 2 — a 13 normálkondenzátor szivárgási ellenállása a soros helyettesítő kapcsolás szerint; r — a 16 kapcsoló ellenállása zárt állapotban). Mint az 1. ábrán látható, az 1 tranzisztorkapcsoló a 3 mérőkör normálellenállást tartalmazó 2 ágát kapcsolja át. Az 1 tranzisztorkapcsolót záró vezérlőjel létrehozása céljából az 1 tranzisztor által átkapcsolt 5 2 ág bemenetére 4 feszültségerősítő csatlakozik, amely a 2 ághoz és a 3 mérőkörhöz viszonyítva megfelelő nagyságú bemeneti ellenállással rendelkezik, és erősítési tényezője 1 vagy annak közelében van. A 4 feszültségerősítő kimenetére 5 összegező csatlakozik, amely a 10 4 erősítő kimenő váltakozó feszültségét és az 1 tranzisztorkapcsoló zárófeszültségét (nevezetesen az Uj zárófeszültséget), amelyet a 6 egyenáramforrásról veszünk, összegezi. Az ily módon képzett zárójel az 5 összegező berendezés kimenetéről 7 vezérlőjelátkap-15 csoló áramkörbe kerül (amelyet feltételesen elektromechanikus kapcsolóként ábrázoltunk), amelyen át megfelelő U2 kommutáló jel hatására az 1 tranzisztorkapcsoló vezérlő bemenetére (bázisára) kerül. Az 1. ábrán látható kapcsolás a következőképpen 20 működik. Az 1 tranzisztorkapcsolóval átkapcsolt 2 ág bemeneti feszültsége a 4 erősítőn át (adott esetben feszültségkövetőn át) az 5 összegezőbe kerül, amely ezt az Uj zárófeszültséggel összegezi. Az összegfeszültség a 7 vezérlőjelátkapcsoló áramkörön át az 1 tranzisztor-25 kapcsoló vezérlő bemenetére kerül, miáltal ez lezár. Ha a 4 feszültségerősítő erősítési tényezője 1 ±e, a 2 ágon át folyó váltakozó szivárgási áram ahol s — az elektronikus berendezés labilitása által meghatározott érték (s«l) I — a szivárgási áram effektív értéke Z — a kapcsoló komplex szivárgási ellenállása 35 ' j A szivárgási áram effektív értéke szorosan csökken 8 ezáltal. A modern elektronikus erősítőknél s ~ 10~3 .. .10~ 4 , 40 sőt ennél kisebb érték is elérhető, tehát a javasolt eljárással az elektronikus kapcsoló hatékonysága (jósága) reálisan növelhető három, négy vagy több nagyságrenddel. Az univerzális automatikus digitális váltakozóáramú 45 mérőhídnak a 2. ábrán látható kapcsolása, amelyben a javasolt eljárás megvalósul, a következőket tartalmazza: 8 mérőkört, üzemi állapotban ábrázolva, amely egy kapacitív tárgy paramétereit a soros helyettesítő kapcsolás elve alapján méri, 9 mérendő tárgyat, amely 50 a mérőátlót és a 9 mérendő tárgyhoz a táplálási átló oldalán kapcsolódó hídágat söntölő szórt kapacitásokkal rendelkező 10 csatlakozó kábelekkel van bekötve, méréshatárválasztó szervet, amelyet 11 és 12 normálellenállások (csak az első és utolsó ellenállást ábrázol-55 tuk) valamint 13 és 14 normálkondenzátorok (szintén csak az elsőt és az utolsót ábrázoltuk) két párhuzamos készleteként viteleztünk ki, amelyeket elektronikus vagy elektromechanikus 15 és 16 kapcsolók kapcsolnak át, és két diszkrét kiegyenlítőszervet, amelyeket mint 60 direkt kapcsolásúként jelölt 21 és 22 tranzisztorkapcsolókkal átkapcsolható és szabályozható kapacitást és szabályozható időkésleltetést megvalósító 19 és 20 normálkondenzátorokból álló párhuzamos láncok (csak az első és utolsó kondenzátort ábrázoltuk) valamint 65 17 és 18 normálellenállásokból álló párhuzamos láncok 2
