181263. lajstromszámú szabadalom • Akkumulátor kapacitásmérő műszer
181263 6 Az 5. ábra a 4. ábra szerinti műszer skálájának rajzát mutatja. A 6. ábra többfajta akkumulátor mérésére alkalmas mutatós műszer kapcsolási rajzát ábrázolja, amely egyben cellánkénti feszültség mérésre való átkapcsolóval rendelkezik. A 7. ábra többfajta akkumulátor mérésére alkalmas elektronikus vezérlésű terhelő ellenállással tervezett digitális műszer kapcsolási rajzát szemlélteti. A továbbiakban 1., 2., valamint 3. ábra alapján ismertetjük egy kapacitásmérő műszer kialakításának módszerét és elrendezését. Amikor valamilyen fípusú akkumulátor kapacitásmérő műszerét kívánjuk elkészíteni — legyen az savas, Ni-Fe, vagy egyéb típusú - először az illető típusra vonatkozó „ideális” kisütési görbét határozzuk meg. Az „ideális” megnevezés itt azt jelenti, hogy több, célszerűen pl. hat kifogástalan - a típushoz tartozó azonos — akkumulátor kisütési görbéit és ezen belül hasznosítható feszültség intervallumát — határozzuk meg hagyományos módon. A kapott kisütési görbék egymásnak megfelelő értékeit átlagolva, az illető típusú akkumulátorra vonatkozó „ideális” kisütési görbét kapjuk. Ha egy használatban levő akkumulátor még meglevő Aó-kapacitását akarjuk meghatározni, abból indulunk ki, hogy a kisütési vizsgálatokat állandó kisütő árammal, célszerűen a feltöltött és pihentetett névleges akkumulátor Aó/10 értékéhez tartozó konstans árammal végezzük. Ezen az alapon a műszert az illető típushoz tartozóan, erre a kisütő áramra állítjuk be, tehát amikor a műszert az akkumulátorra kapcsoljuk a ßA alapműszer feszültségskáláján a pillanatnyi kapocsfeszültségnek megfelelő pont, illetőleg a kisütési görbe ezen feszültségpontja jelenik meg, amely egyben az akkumulátor még felhasználható Aó-kapacitását, illetve a %-os töltöttségi fokát is meghatározza; ezen utóbbi értékeket a feszültség, az áram, az eredeti névleges Aó-kapacitás ismeretében — mint azt már korábban említettük — egyszerűen kiszámíthatjuk. Ezen rövid áttekintés után visszatérve az 1., 2. és 3. ábrákra, az elkészítendő műszer hitelesítéséhez szükséges a 3. ábrán bemutatott nyújtott skála elkészítése. A műszerhez példánkban a 2. ábrán jelzett juA-mérő pA alapműszert alkalmazzuk, amelynek feszültségskálája lineáris. Amint a 3. ábrán látható, a példaként említett akkumulátor használhatósági skálája 5 és 7 V között van. Természetesen az Aó-skála, valamint a %-skála nem lesz lineáris, amint ez a rajzon látható. Ezen skálák közül egyet, vagy többet - de előnyösen valamennyit - visszük át megfelelő sugárral — amint az az 1. ábrán látható - a műszer előlapjára, míg példánkban az akkumulátorra való csatlakozás + és — kapcsait a skála fölött helyeztük el. A műszer például kis vagy normál kéziműszerként lehet kivitelezve és mint említettük, ebben a formában mutatós műszerként van kialakítva, de kialakítható digitális műszerként is. A 2. ábrán a példakénti kapcsolási rajz a találmány szerinti kapacitásmérő műszer példakénti kapcsolási rajzát mutatja, amely előfeszített hídkapcsolású. 5 Az előfeszített hídkapcsoiást tartalmazó műszernél a csatlakozó kapcsok közé söntellenállás van kötve, amely a terhelő ellenállást képezi. Ez célszerűen kis hőfoktényezőjű, fix, szabályozható elektronikus vagy ohmos ellenállás lehet. Lényege, hogy az akkumulátort, valamint a mérendő akkumulátorra csatlakoztató vezetéket névleges Aó/10 értékkel terhelje. Ez a söntellenállás nagyobb terhelések esetén a műszerkapcsokra kívülről is csatlakoztatható, hogy a fejlődő meleg ne melegítse a műszert. Az előfeszített hídkapcsolásnak a + és - kapcsokra csatlakozó első és második hídága közül az egyik egy ellenállás, amelynek értékét az előfeszítést biztosító félvezető (dióda, zénerdióda vagy egyéb) árama határozza meg. Az alkalmazható félvezető áramát a katalógusban található karakterisztikából állapíthatjuk meg. Az előbbi hídágat kompenzáló másik hídágban van az előfeszítés nagyságát biztosító félvezető (például dióda vagy zénerdióda vagy egyéb), a hídkapcsolás átlójába van kötve az indikátor, amely mutatós vagy digitális rendszerű lehet, továbbá ezzel sorb akötve egy előtét ellenállás, valamint az indikátor maximumának beállítását biztosító szabályozható ellenállás, amelyet a műszer hitelesítésekor állítunk be. A harmadik és negyedik hídág egy-egy ellenállást tartalmaz és a kettő közé az indikátor minimumát beállító szabályozható ellenállás van iktatva. Fentiek alapján, most már a 2. ábrát részletezve a + és - kapcsok közé Rs söntellenállás van beiktatva, míg a híd egyik ágába Rz zénerdióda, másik ágába ennek kiegyenlítésére szolgáló Rl ellenállás van kötve. A harmadik illetve negyedik ágban R2 illetve R4 ellenállások vannak, amelyek közé szabályozható R3 ellenállás van iktatva az indikátor minimumának beállítására és ez utóbbinak szabályozó karjára csatlakozik a hídátló, amely nA alapműszer, az indikátor maximumát beállító szabályozható R5 ellenállás és R6 előtétellenállás soros kapcsolásaként van kialakítva; a ßA alapműszer másik sarka az Rz zénerdióda és Rl ellenállás közötti ághoz csatlakozik. Amint látható a mindenkori megfelelő ellenállásokkal az árammérő árama megfelelően beállítható. Az Rz zénerdióda vagy ehelyett alkalmazott szilíciumdióda vagy egyéb elektronikus vezérlésű előfeszítő elem biztosítja, hogy az akkumulátorok kapocsfeszültségének megosztását a kisütési görbének megfelelően hasznos és fel nem használható szakaszokra bontsuk. A fel nem használható szakaszok ezen elektronikus elemekkel vághatok le. A 4. ábra két különböző típusú akkumulátor mérésére alkalmas műszer kapcsolásának példakénti kiviteli alakját mutatja, amelynek példakénti kialakított skáláját az 5. ábra szemlélteti. Az 5. ábrán bemutatott két feszültségskála 5-7 V, illetve 2-3 V határok közötti hasznosítható intervallum skálára vonatkozik és amint az a rajzból nyilvánvaló, az egymás alatt elhelyezkedő Aó-skálák közül a felső a 7 V-os skálához, míg az alsó a 3 V-os skálához tartozik. Ugyanígy van a két %-os skála is elrendezve. A 4. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés lényegileg két, egymással összeépített előfeszített 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
