189892. lajstromszámú szabadalom • Feszültségkémlelő készülék
7 189892 8 A 4. ábrán a 7 teleptartó hengeres 18 hüvelyébe illeszkedő 13 belát látható, amely a telep - például 3 V-oe rúdelem - befogadására szolgál. A hengeres 13 betét például rézből készül, és alsó részén a hengerpalásthoz illeszkedő, ugyancsak réz anyagú 11 csatlakozó lapkához 28 csavarral és 29 anyával van hozzáerősitve a telepet feszitő 12 rugó. A 13 betéthez áramvezető 27 érintkezőcsúcs van hozzáerősítve. Az 5. ábrán a feszültségkémlelő készülék elektronikus áramköre látható, amely az 5 nyomtatott áramköri lapra van felszerelve. A fém 4 érzékelőlap sorbakapcsolt RÍ és R2 ellenálláson keresztül csatlakozik a példakénti áramkörben 6 V-ob 31 telep negativ kapcsára, amely az áramkör A pontja. Az RÍ ellenállás jóval kisebb, mint az R2 ellenállás, például az RÍ ellenállás 300 kohm, az R2 ellenállás pedig 1,8 Mohm értékű. Adott esetben az RÍ ellenállás el is hagyható. Az RÍ és R2 ellenállások közös pontja feszültségkorlátozó Dl és D2 diódával csatlakozik az áramkör A pontjára ás a 31 telep pozitív kapcsára, amely az áramkör B pontja, továbbá soros R3 ellenálláson keresztül II inverter bemenetére. Az II inverter kimenete soros D3 diódán keresztül 12 inverter bemenetére kapcsolódik, amely bemenet Cl kondenzátorral az A pontra, R4 ellenállással pedig a B pontra van kötve. Az R4 ellenállás például 1 Mohm értékű, a Cl kondenzátor pedig 100 nF kapacitású. Az II és 12 inverterek a D3 diódával, az R4 ellenállással és a Cl kondenzátorral együtt 32 komparátort alkotnak, amely a bemenetén váltakozó feszültség jelenlétét a kimenetén logikai jellel jelzi. A 4 érzékelőlap nyugalmi állapotban nyitott K kapcsolón keresztül csatlakoztatva van a B pontra is. A K kapcsolót a 15 nyomógomb megnyomása zárja. Az 12 inverter kimenete egyrészt D4 diódán keresztül 33 oszcillátor bemenetére, másrészt D5 diódán keresztül 34 oszcillátor bemenetére van csatlakoztatva. A 33 oszcilálor 13 inverlert tartalmaz, amelynek bemenete C2 kondenzátorral az A pontra van kötve, és kimenete R5 ellenállással van visszacsatolva a bemenetére. Az R5 ellenállás például 3 Mohm értékű, a C2 kondenzátor pedig 330 nF kapacitású. A 34 oszcillátor 14 inverted tartalmaz, amelynek bemenete C3 kondenzátoron keresztül az A pontra van kötve, kimenete pedig R6 ellenállással van visszacsatolva a bemenetére. Az R6 ellenállás például 3 Mohm értékű, a C3 kondenzátor pedig 1 nF kapacitású. Az 14 inverter bemenete D6 diódán keresztül csatlakoztatva van az 13 inverter kimenetére is. Az 13 inverter kimenete 15 inverter bemenetére, ez utóbbi kimenete soros R7 ellenálláson keresztül TI tranzisztor bázisára csatlakozik. A TI tranzisztor emitters az A pontra kollektora pedig 30 fényforráson keresztül a B pontra van kapcsolva. A 30 fényforrás például 6 V-os, 0,6 W-os izzólámpa. Az 15 inverter, az R7 ellenállás és a TI tranzisztor együtt 35 erősítőt képeznek. Az 14 inverter kimenete 16 inverter bemenetére, ez utóbbi kimenete soros R8 ellenállás közbeiktatásával T2 tranzisztor bázisára van kapcsolva. A T2 tranzisztor emittere az A pontra, kollektora 6 hangforráson, pl. 8 Ohmos 0,2 W-os hangszórón keresztül a B pontra van kötve. Az 16 inverter, az R8 ellenállás és a T2 tranzisztor 36 erősítőt képeznek. A TI tranzisztor például BC184 típusú, a T2 tranzisztor pedig BC301 típusú lehet. Az II, 12, 13, 14, 15 és 16 inverterek egyetlen CMOS integrált áramkörrel valósíthatók meg, amely hat inverlert tartalmaz, ez az integrált áramkör például CD40106 típusú lehet. Eme integrált áramkör tizenkét lába a hat inverter be- illetve kimenetét képezi, két lába pedig a 31 telep tápfeszültségének fogadására szolgál, ezeket az A ill. B ponthoz kell csatlakoztatni. Ilyen kialakitásban az egész áramkör nyugalmi éramfelvétele kb. 4 mikroA, Így tápfeszültség kapcsolóra nincs szükség. Üzem közben a 31 telep csatlakoztatása után nyugalmi állapotban az II inverter bemenete az A pont negatív tápfeszültségére kerül, az 12 inverter bemenete pedig a B pont pozitív tápfeszültségére. Ennek megfelelően az 12 inverter kimenetén negatív feszültség jelenik meg, amely a D4 és D5 diódákon keresztül tiltja a 33 ill. 34 oszcillátorok rezgését. Ilyen módon a 30 fényforrás és 6 hangforrás nem ad jelzést. Amint a feszültségkémlelő készülék 1 érintkezőrésze 10-35 kV-os váltakozó feszültségre kerül az 1 érintkezőrésznek a feszültség alatt lévő vizsgált testhez való hozzáérintésével, a kapacitív csatolás révén a 4 érzékelőlapra szintén váltakozó feszültség jut, ez kismértékben leosztódik az RÍ és R2 ellenállásokon, és így azok közös pontja a Dl és D2 diódák által a negatív és pozitív tápfeszültség értékére korlátozott váltakozó feszültségre kerül. Látható, hogy az R2 ellenállás értékének változtatásával a feszültségkémlelő készüléket más feszültségtartomány érzékelésére lehet alkalmassá tenni. A váltakozó feszültség hatására a Schmitt-triggeres bemenetű II inverter a pozitív félperiódusokban átbillen és így kimenetén keresztül kisüti a Cl kondenzátort, amely a negatív félperiódusokban az R4 ellenállás nagy értéke miatt nem tud visszatöitődni. így az 12 inverter is állapotot változtat, kimenetén pozitív feszültség jelenik meg. Ennek hatására a 33 és 34 oszcillátorok rezegni kezdenek. A 33 oszcillátor az ábrázolt példaképpeni kivitelben kb. 1 Hz frekvenciával, a 34 oszcillátor pedig kb. 330 Hz frekvenciával rezeg. A 34 oszcillátor 330 Hz-es rezgését a 33 oszcillátor kimenetének 1 Hz-es rezgése a D6 diódán keresztül szaggatja, ilyen módon a 30 fényforrás és a 6 hangforrásként szolgáló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (í0 65 5
