171929. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés feszültség- és frekvencia-jel szorzatával arányos frekvencia-jel képzésére, főként áramló anyag tömegének mérésénél
5 171929 6 Az eddigiekben hallgatólagosan az íj turbina frekvenciát állandó értékűnek tekintettük. Könnyen belátható, hogy, ha pl. íj turbinafrekvencia értéke megkétszereződik, a 10 ÉS vagy invertált ÉS kapun az időegység alatt átjutó impulzusok száma is 5 megkétszereződik, mert csak így marad változatlan az időbeli átlagérték, amelyet a rendszer Us értékével azonos értéken igyekszik és tud tartani. A 10 ÉS vagy invertált ÉS kapu 12 kimenetén levő fki impulzusok száma (átlag gyakorisága) mind az 10 Us feszültség változását, mind az fj turbinafrekvencia változását arányosan követi, amely egyet jelent azzal, hogy arányos az fj turbinafrekvencia és Us feszültség szorzatával, azaz fki = k fj Us, ahol k konstans arányossági tényező. 15 A visszacsatolt rendszert tekinthetjük nagy hurokerősítésű automatikus érték követő szabályozókörnek is. A 18 kondenzátor feszültsége nagy pontossággal követi az Us feszültség értékét, az esetleg fellépő igen kis eltérés is olyan irányú 20 változást okoz, amely az eltérést, mint hibát megszüntetni igyekszik. Természetesen itt nem cél, csak eszköz az értékkövetés, ennek következtében végzi el a rendszer a szorzatképzést. 25 Az előző példában ismertetett kapcsolási elrendezésnek a lényeget nem érintő kis módosításával a gyakorlat számára előnyösebb kiviteli alak nyerhető: ezt szemlélteti a 10. ábra. Az 1. példa szerinti kiviteli alak elemeivel megegyező funkciót 30 ellátó elemeket azonos számozással, míg az 1. példában nem szereplő új elemeket a könnyebb megkülönböztetés érdekében betűkkel jelöljük. Az 1. példa szerinti frekvencia-osztó multivibrator elmarad. A 10 ÉS vagy invertált ÉS kapu szerepét a 35 B kapcsoló tranzisztor veszi át oly módon, ha a D típusú 27 multivibrator 1 invertáló kimenetén 0 logikai szint van, a B tranzisztor kollektor-emitter pontjai szakadást képviselnek. Ez esetben a C Zener dióda feszültsége a 17 ellenálláson át a 20 40 differenciálerősítő 19 bemenetére kerül. Ez az állapot az fj turbina-frekvencia periódus-ideje egész-számú többszörösének megfelelő ideig állhat fenn folytonosan. A 18 kondenzátor a 20 differenciálerősíi ő 19 bemeneti és 23 kimeneti pontjára csat- 45 lakozik, ezzel a Miller-integrátor kapacitás sokszorozó hatását hasznosítjuk. A 20 differenciálerősítő tehát mint komparátor és egyidejűleg mint a szűrőhatást növelő Miller-integrátor működik. Ha a D típusú 27 bistabil multivibrator A 50 invertáló kimenetén logikai 1 szint jelenik meg, jelezve, hogy a 20 differenciálerősítő 19 invertáló bemenetének U19 feszültsége elérte, illetve túlhaladta a másik 21 bemenet Us feszültségét, a B tranzisztor rövid zárt képez. Emiatt nem folyik a C 55 Zener diódán áram és nem jut feszültség a 20 differenciálerősítő 19 invertáló bemenetére. Ez az állapot is a periódus-idő egész-számú többszörösének megfelelő ideig állhat fenn egyfolytában. A C Zener dióda feszültsége ily módon időszakosan 60 jut a 20 differenciálerősítő 19 nvertáló bemenetére. Az időszakok tartama a periódus idő egész számú többszöröse. Az időszakos feszültség időbeli átlagértéke a sűrűséget reprezentáló Us feszültséggel egyenlő. °5 Azokban az időszakokban, amikor a 20 differenciálerősítő megkapja a C Zener dióda feszültségét, a 27 bistabil multivibrator 29 nem invertáló kimenetén egyidejűleg logikai 1 szintnek megfelelő feszültség van. Ez kapuzza az fj turbina frekvencia jelet, így az E kapu kimenetén az elmondottak alapján már az fj turbinafrekvencia és Us feszültség szorzatával arányos frekvenciájú f^i impulzusszám jelenik meg. A találmány ezen második kiviteli alakja esetén a sűrűséget reprezentáló Us feszültség jel maximálisan a C Zener dióda feszültségével lehet egyenlő, míg az előbbi változatnál csak a 15 stabilizátorban levő Zener dióda feszültségének a felével. A találmány szerinti kapcsolás-jelrendezésre jellemző a nagy pontosság, mint az az alábbi méréseinkből is kitűnik: Mérési eredmények: fT = 200 Hz Us mV fki Hz fT = 800 Hz Us mV fki Hz 500 1000 1500 2000 49,02 98,07 500 1000 147,10 1500 196,14 2000 Az 1 ezreléknél kisebb hibákat az digitális frekvencia- és feszültség-mérő is indokolhatja. Nem állapítható meg, mennyi a szorzómű saját hibája. Ha az a szorzóműnek tulajdonítanánk, még elégíti a maximális gyakorlati igényeket A találmány szerinti kapcsolási előnye az egyszerűsége és olcsósága hető igen nagy pontosság. 196,14 392,32 588,45 784,62 alkalmazott saját hibája hogy ebből összes hibát akkor is kielrendezés mellett elér-Szabadalrrú igénypontok: 1. Kapcsolási elrendezés feszültség- és frekvencia-jel szorzatával arányos frekvencia-jel képzésére, főként áramló anyag tömegének mérésére frekvencia-jelet adó térfogatsebességmérő és feszültség-jelet adó sűrűségmérő alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a turbinafrekvencia-jel (fj) forrásának kimenete, erősítőn (1), Schmitt-triggeren (5) és bistabil multivibrátoron (8) át ÉS vagy invertált ÉS kapu (10) egyik bemenetéhez (9) kapcsolódik, amelynek kimenete (12) feszültségstabilizátoron (15) át ellenállásból (17) és kondenzátorból (18) álló szűrőkörhöz csatlakozik, amelynek kimenete a differenciálerősítő (20) egyik invertáló bemenete (19), míg a differenciálerősítő kimenete (23) ellenállásból. (24) és Zener-diódából (25) álló feszültséghatárolón, valamint bistabil multivibrátoron (27) át ÉS vagy invertált ÉS kapu (10) másik bemenetéhez (13) kapcsolódik, mimellett a bistabil multivibrator (27) órajel-bemenete (30) a bistabil multivibrator (8) kimenetére (9) csatlakozik. 3
