185127. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés tetszőleges lefolyású változó elektromos jel energiájának, teljesítményének, illetve átlagának tetszőleges időtartam alatti nagypontosságú mérésére
1 185 127 2 kidolgozása is, amely az eljárás szerinti mérést megvalósítja. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy kellő pontosságú, ugyanakkor gazdaságosan felépíthető készülék alakítható ki, ha az analóg és a digitális rendszer előnyeit célszerűen egyesítjük. A fenti megfontolások alapján azt találtuk, hogy az x(t) jel négyzetre emelését célszerű analóg módon elvégezni, az integrálásra és átlagolásra pedig egy rövid időkre analóg, hosszú időkre digitális elven működő — digitális végeredményű elvet alkalmazni. A kitűzött célt a találmány szerinti eljárással értük el, amelynek az elektromos jel energiájának illetve teljesítményének mérése esetén az a lényege, hogy a mérendő jelet analóg módon négyzetre emeljük, a négyzetre emelt jelet azonos, véges integrál kvantumokra osztjuk, és kvantumonként egy impulzust állítunk elő, majd az egyes impulzusokat a mérés időtartama alatt számláljuk, és a mért energiával illetve teljesítménnyel arányos számlált értéket célszerűen digitális kijelzőn megjelenítjük. A találmány szerinti eljárásnak az elektromos jel átlagának mérésekor az a lényege, hogy a jelet azonos véges integrál kvantumokra osztjuk, és kvantumonként egy impulzust állítunk elő, majd az egyes impulzusokat a mérés időtartama alatt számláljuk, és a mért átlaggal arányos számlált értéket célszerűen digitális kijelzőn megjelenítjük. A találmány szerinti eljárást foganatosító, szintén találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek energia- és teljesítménymérésnél az a lényege, hogy bemenete analóg négyzetre emelő áramkör bemenetére csatlakozik, a négyzetre emelő áramkör kimenete integrál növekmény érzékelő bemenetére van kötve, ennek kimenete kapuáramkör bemenetére van vezetve, kapuzó bemenetére időzítő áramkör kimenete csatlakozik, és a kapuáramkör kimenete digitális számlálóra van kötve, amelynek a kimenete a mért energiát vagy teljesítményt megjelenítő kijelzőre van vezetve. A találmány szerinti eljárást foganatosító, szintén találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek az elektromos jel átlagának mérésekor a kapcsolási elrendezés bemenete integrál növekmény érzékelő bemenetére van kötve, ennek kimenete kapuáramkör bemenetére van vezetve, kapuzó bemenetére időzítő áramkör kimenele csatlakozik, és a kapuáramkör kimenete digitális számlálóra van kötve, amelynek a kimenete a mért átlagot megjelenítő kijelzőre van vezetve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés mindkét változatának egy előnyös kiviteli alakja szerint az integrál növekmény érzékelő bemenetét egy integráló fokozat bemenete alkotja, amelynek a kimenete komparátor bemenetére van kötve, a komparátor kimenete az integrál növekmény érzékelő kimenetét alkotja, és egyben kisütő áramkör vezérlő bemenetére csatlakozik, a kisütő áramkör kimenete az integráló fokozat kondenzátorára van kötve. A komparátor és a számláló közé célszerűen impulzusformáló áramkör van közbeiktatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a négyzetre emelő áramkör egy analóg szorzóáramkörből van felépítve, amelynek bemenetei egymással össze vannak kötve. Erinek egy célszerű kialakításánál a szorzóáramkör kimenetére driftkompenzáló áramkör csatlakozik, amely egy tápfeszültségre kapcsolt feszültségosztóból áll, a feszültségosztóba hőmérsékletfüggő ellenállás van beiktatva, amely a szorzóáramkörrel höcsatolásban van, és a feszültségosztó osztáspontja a szorzóáramkör kimenetével van csatolva. Az integrál növekmény kisütő áramköre célszerűen egy olyan kapcsoló áramkör, amelynek kapcsolt szakasza egyrészről az integráló fokozat kondenzátorára van kötve, másrészről a feltöltött kondenzátor polaritásával ellentétes polaritású, viszonylag nagy feszültségű feszültségforrásra csatlakozik, míg vezérlő bemenete az integrál növekmény érzékelő kimenetére van kötve, továbbá az integráló fokozat kondenzátorának másik kivezetése diódán vagy dióda és ellenállás soros kapcsolásán keresztül földpotenciálra van kötve. A találmány szerinti eljárást illetve annak foganatosítására szolgáló kapcsolási elrendezést az alábbiakban a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra egy átlagolandó vagy egy, már négyzetre emeltjei időbeli lefolyását mutatja integrál kvantumokra felosztva, a 2. ábrán egy integrált kvantum integrálásának jelalakját ábrázolja, a 3. ábrán az 1. ábrán látható jelnek az egyes integrál kvantumaihoz tartozó, és a jel alakjával és nagyságával összefüggő időpillanatokban megjelenő impulzusokat tünteti fel, a 4. ábra egy, a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas találmányszerinti kapcsolási elrendezést szemléltet, végül az 5. ábra a kisütő áramkör egy lehetséges vázlatát mutatja. A találmány szerinti mérési eljárás során egy meghatározatlan időbeli lefolyású x(t) jel energiájának, vagy egy y(t) jel átlagának mérését végezzük. Az 1. ábrán a mérendő x(t) jel négyzetre emelése utáni y(t) jel lefolyása látható. A mérési eljárás során az y(t) jelet egymással azonos nagyságú integra1 Q kvantumokra osztjuk. Az integrál Q kvantum icnyegében az y(t) jel görbéje alatti azonos területrészeket jelenti. Ennek megfelelően, ha az y(t) jel szintje nagyobb, akkor a Q kvantumnyi területhez rövidebb időtartam tartozik, míg kisebb jelszintnél a Q kvantumhoz hosszabb idő szükséges. Annak érdekében, hogy az átlagolást és ezen keresztül az energia- illetve teljesítménymérést is lehető nagy pontossággal lehessen elvégezni, célszerű a Q kvantum nagyságát lehető kis értéken meghatározni. A Q kvantum csökkentésének határt szab az y(t) jel várható legnagyobb szintjéhez tartozó Q kvantumnak megfelelő legrövidebb időtartam, amely egy, a gyakorlatban realizálható kapcsolási elrendezésben elérhető legkisebb impulzus periódusidőnek felel meg. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5Û 55 60 65 3
