181263. lajstromszámú szabadalom • Akkumulátor kapacitásmérő műszer
3 181263 4 vagy típusok egyedi vagy tömeges méréséhez kialakítható legyen. A feladat megoldásánál abból az ismert körülményből indultam ki, hogy az akkumulátor normál viszonyok között állandó feszültséget szolgáltat. Terhelés alatt viszont a belső ellenállás a kisütő görbe szerint változik. Ez jellemzője a minden időponthoz tartozó energiának. A fentieknek igazolására megemlítem, hogy U=E—I. (Rk+Rb) ahol U - a terhelés alatti feszültség, I — a terhelő áram Rk - a külső ellenállás Rb - a belső ellenállás. A fenti képletből az I-Rk értéke közelítően konstans, míg az I • Rb okozza a változó belső feszültségesést, amelynek indikálása a műszerskála teljes terjedelmébe tetszés szerint beállítható. Az 1 • Rb belső feszültségesés nem hanyagolható el, mivel az Rb belső ellenállás magában foglalja az ezt befolyásoló tényezőket is. A fenti elvi alapon a találmány szerinti műszer előfeszített hídkapcsolású műszerként oldható meg, amely nyújtottskálás megoldást biztosít. így lehetővé válik a vizsgált akkumulátornak Aó-ban és %-ban történő kapacitásmérése, valamint belső ellenállásának nagy pontossággal való meghatározása. A műszer kialakításának alapját a kisütési görbe képezi, amelyre adott típusnál a műszer megfelelően alakítható ki a kisütési görbe ismeretében. Amikor a műszer skáláját adott típusú kisütési görbéjére hitelesítjük, ezzel azonos típusú akkumulátor mérésénél tulajdonképpen a kisütési görbe egy meghatározott pontját állapítjuk meg, amely egyben tájékoztatást ad arra vonatkozólag, hogy a mérés időpontjában a vizsgált akkumulátor még mekkora felhasználható amperóra kapacitással rendelkezik. Természetesen ehhez az értékhez adott típusnál a többi adatokat is meghatározza és ennek megfelelően a mérőműszer skáláját ezekre az adatokra vonatkozóan is kiegészíthetjük. A nagy pontosságigény ßA nagyságrendű alapműszer érzékenységet kíván , ahol a műszer feszültségskálája lineáris. Ugyanakkor az Aó és %, valamint Rb skála már nem lesz lineáris, mivel az akkumulátor kapacitására jellemző kisütő görbe sem lineáris. A műszer skálájának hitelesítését először feszültségre végezzük, majd ezután az ideális kisütési áramgörbéhez rendelt Aó hitelesítés következik. A tényleges kapacitás kalibrálását az Aot = Aó - I • t képlet alapján végezzük, ahol az Aó - a névleges amperóra kapacitás Aót - a tényleges amperóra kapacitás t — a használat tényleges időtartamát jelenti. A %-os kalibrálás képlete: I • t % =-------100, végül a belső ellenállás Aó képlete A prototípus műszer hitelesítése, illetve pontosságának ellenőrzése a több teljes kisütési görbe felvételével történik, míg a további műszereket ismert kapacitású és ismert feszültségű akkumulátoron ellenőrizzük statisztikusan és számítással. A fentiek szerint ki alakított kapacitásvizsgáló műszenei 2-3 mp alatt megmérhető az akkumulátor tényleges kapacitása. A kapott vizsgálati eredménytől függően csak az akkumulátor utántöltési idejével kell számolni. Az elmondottakból látható, hogy a kapacitásvizsgáló műszer használatához, illetve beállításához csupán az akkumulátor névleges kapacitását és névleges feszültségét kell ismerni. Ezek az adatok azonban általában az akkumulátorokra rá vannak írva. Nagyobb kapacitású és indító akkumulátorok hosszas mérésénél külső csatlakozású terhelő ellenállás alkalmazása válhat szükségessé. A kapacitásmérő műszer 2-3 mp-re a névleges amperóraérték megfelelő hányadának, például a szokásos 1/10 részének megfelelő ellenállással terheli az akkumulátort. Ez a körülmény lehetővé teszi a belső ellenállás változás okozta kapott feszültség változás indikálását. így az idő függvényében mérhetővé válik az akkumulátor kapacitása. Itt figyelembe kell venni a külső ellenállás ohm nagyságrendjét. A belső ellenállás változás, amely feltöltött akkumulátoroknál azok típusától, illetve fajtájától függően ezred ohm nagyságrendű, A kisütött akkumulátoroknál közel egy nagyságrenddel nagyobb. így az Rk külső és Rb belső ellenállás párhuzamos kapcsolása esetén a belső ellenállás változása dominál. Az előfeszített hídkapcsolásos találmány szerinti műszer a használható intervallumot indikálja az akkumulátor feltöltött állapotától annak engedélyezett kisütéséig a műszerskála teljes terjedelmében. Minthogy a műszer döntően a belső ellenállás változás okozta belső feszültségesést indikálja, így speciális igény esetén a műszerskála Rb belső ellenállásra is kalibrálható. Ezen érték mérésével felvilágosítást is kaphatunk a belső ellenálást befolyásoló tényező megítélésére. A találmány tárgyát képező akkumulátor kapacitásmérő műszert a továbbiakban rajz alapján, példakénti kivitel kapcsán ismertetjük részletesen. Az 1. ábra kisméretű egy akkumulátor típusra tervezett kapacitásmérő műszer előlapját ábrázolja. A 2. ábra az 1. ábra szerinti műszer kapcsolási rajzát ábrázolja. A 3. ábra az 1. és 2. ábra szerinti műszer hitelesítéséhez szükséges nyújtott skála rajzát szemlélteti példaképpen. A 4. ábra két akkumulátor mérésére alkalmas műszer kapcsolási rajzát szemlélteti. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
