175383. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés hőfogyasztóban felhasznált hőmennyiség mérésére
3 175383 4 nyolultabb híd-felépítés adódik, mert a mérőérzékelő talppontjai mar nem azonos feszültségen vannak* Ha kielégítő linearitásra, megfelelő pontosságra, megnyugtató hőmérsékletfüggésre és hosszú időn át stabil üzemi viselkedésre van szükségünk, kis nulla- 5 -pont hibával, akkor a megfelelő készüléktechnikai berendezés a legtöbb alkalmazási esetben megengedhetetlenül költséges. A találmány elé célul tűztük ki olyan, a bevezetőben említett kapcsolási elrendezés kialakítását, 10 amelyik egyszerűen építhető be, rendkívül megbízható és különösen nagy mérési pontosságú. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt kapcsolási elrendezéssel értük el, amelynél a találmány szerint az egyes mérőellenállásokhoz egy-egy érné- 15 gyes van vezetve, az érnégyesek egyik végének egyik érpárja a mérőellenállás két végére csatlakozik és a másik érpár végei egymással rövidzárban vannak, az érnégyesek másik végén az egyik érnégyes rövidrezárt érpáija a másik érnégyesnek a 20 mérőellenállásra csatlakozó érpáijával van sorbakötve, és az így kialakított két mérőáramkör és az áramgenerátorok közé két, egymással szinkron működtetett váltókapcsoló van közbeiktatva oly módon, hogy a mozgóérintkezőkre az áramgenerátorok 25 csatlakoznak, és a mérőáramkörök egyik vége két váltókapcsoló nyugvóérintkezőire keresztben vannak kötve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyik előnyös kiviteli alakja szerint a mérőáramkőrök és 30 a differencia áramkör bemenetel közé aluláteresztő szűrő van közbeiktatva. A találmány tárgyának további előnyös kiviteli alakjánál a differencia áramkör egy önmagában ismert differencia erősítő. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy 35 lehetséges kiviteli alakjánál a differencia áramkör kimenete és az áramgenerátorok közé visszacsatoló áramkör van bekötve, amely egy feszültség-áram átalakítót tartalmaz, továbbá, a differencia áramkör egy önmagában ismert feszültség-impulzusszám át- 40 alakító. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy még további kiviteli alakjánál a differencia áramkör kimenete és a kiértékelő áramkör egyik bemenete közé integráló áramkör van közbeiktatva, továbbá 45 az integráló áramkör kimenete és az áramgenerátorok közé visszacsatoló áramkör van bekötve, amely egy feszültség-áram átalakítót tartalmaz. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél a mennyiségmérő impulzusadóként van kialakítva. 50 A találmány tárgyának egy további előnyös kiviteli alakjánál a kiértékelő áramkörben annak két bemenete impulzusszélesség modulátor két bemenetével van összekötve, az impulzusszélesség modulátor kimenete ÉS-kapu egyik bemenetére van vezet- 55 ve az ÉS-kapu másik bemenetére óragenerátor kimenete csatlakozik, és az ÉS-kapu kimenete impulzusszámláló bemenetére van kötve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél a mérési pontosság gyakorlatilag függetlenné válik a 60 mérő elektronika és mérőérzékelők közötti vezeték hosszától, és ezért a telepítésnél ennek a kérdésnek nem kell’ figyelmet szentelni akkor sem, ha az egyes vezetékek nem egyenlő hosszúak, mivel a mérési pontosságot nem befolyásolja az adott eset- 65 ben megnövelt vezetékhossz. Ezzel a telepítés lényegesen könnyebbé válik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés alkalmazásánál nem szükséges különlegesen stabil és ennek megfelelően drága alkatrészeket használni. Ezenfelül pedig a különbségi hőmérséklet mérése nem érzékeny az abszolút hőmérsékletre. Azok a zavaró behatások, amelyek a mérővezetékeket érik és sok alkalmazásnál elkerülhetetlenek, mert vagy nem ismertek a zavar-források, vagy nem küszöbölhetők ki, illetve később jelennek meg, a találmány tárgyát képező kapcsolási elrendezés segítségével teljesen hatástalanná válnak. Hőhordozó közegként általában vizet használnak, amelynek a cp(T) fajlagos hője és a v(T) mennyisége a hőmérséklet függvénye. Ha a fenti összefüggésről feltételezzük, hogy az lineáris, akkor ez nem felel meg a tényleges viszonyoknak, és a mérési eredmény meghamisulásához vezet. Annál az előnyös kiviteli alaknál, amelynél a differencia áramkör kimenete és az áramgenerátorok között visszacsatolást hozunk létre, lényegesen nagyobb pontosságot lehet elérni, mivel itt a víz fajlagos hőjének és köbtartalmának változását a hőmérséklet függvényében, valamint az alkalmazott hőmérséklet érzékelők érzékelési nemlinearitását is figyelembe vettük. Egy hőcserélőben átalakított és a hőmennyiségmérővel mért Q. termikus energia ismert módon az alábbi összefüggéssel fejezhető ki: Q.— Vr(Tv-Tr)Kr(Tv,Tr) = =sVR • (Tv-Tr) Vr (T) A hőfogyasztó utáni vezetékben áramló közeg VR mennyiségét a mennyiségmérő, mint pontos mérési értéket szállítja. A hőmérsékletmérő mérőellenállások jeleit a DIN 43760 szabványból megállapítható módon nemlineáritás szempontjából helyesbíteni kell. Azt a nemlineáritást, amelyet a Kr(Tv,Tr) helyesbítési tényezővel fejeztünk ki, a PTB (Physikalisch-technischer Bundesanstalt - Fizikai Műszaki Szövetségi Intézet) alábbi közleményéből határoztuk meg, a víz K hőfoktényezőjének táblázatai, hőszámlálók vizsgálatára (Tabellen der Wärmekoeffizienten K von Wasser für die Prüfung von Wärmezahlem, PTB—Mitteilung, 84 (74)6, írta Dr. Magdeburg, H.). A nemlineáritást befolyásoló három jellemző összefoglalható a Kö»*z teljes helyesbítési tényezővé, amelyet a hází-vízszámlálóknál fellépő hőmérsékleteknél az alábbi alakban lehet írni: Q=Vr(Uv-Ur) -Kö >ftz* A találmány szerinti teljes kapcsolási elrendezés működése az impulzuscsoportok folyamatos összeadásán alapul. Itt a mérési eredményt mutató impulzusszámlálóhoz impulzus csoportokat vezetünk a mennyiségmérőn átáramló közeg mennyisé-2
