190764. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés villamos jelekből alkotott függvény koordinátáinak transzformálására
3 190764 4 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés villamos jelekből alkotott függvény koordinátáinak transzformálására, előnyösen villamos mérő, szabályozó rendszerek részére, a jelérzékelőszervek üzemeltetés előtti beállítására (hitelesítésére). Számtalan olyan mérési feladat ismeretes, amelynek során a mért értékek függvény alakban írhatók fel, azonban e függvény nincs vonatkozási (referencia) értékhez kötve, ezért közvetlenül nem értékelhető. Ilyen mérések adódnak üzemi folyamatok, például vegyi reakciók, elektroanalitikai mérések esetében is, ahol a mérőeszköz, például a mérőelektróda saját specifikus jellemzői és a mérés kezdeti feltételei (hőmérséklet, öregedés stb.) jelentősen befolyásolják a mért adatokat és ezzel a kapott függvényt. Ennek a csak közelítőleg ismeri függvénynek értékeléséhez, azaz Descartes koordinátában való ábrázoláséra a mért értékekből alkotott függvényt referencia értékhez kötve transzformálni kell, hogy ezáltal e függvény egy kívánt összefüggésnek feleljen meg és ily módon számítható - értékelhető - legyen. Amennyiben a vonatkozási értékhez nem kötött mért értékek az y=F (x) függvénynek felelnek meg, úgy a feladat, hogy ez a függvény - vonatkozási értékhez kötve - a transzformáció elvégzése után a W=p (x) függvénynek feleljen meg. A Descartes koordinátán a vízszintes tengelyen a bemenőjel értékeit, a függőleges tengelyen a kimenőjel értékeit ábrázoljuk. Ilyen tekintetben az y=F (x) összefüggésben y- a kimenő feszültség értéke; xz a mért érték (például egy oldat pH értéke). Ugyanez vonatkozik a W=p (x) függvényre is, ahol W= a transzformáció utáni kimenőfeszültség, és x= a mért érték (például a transzformációval kapott pH érték). A transzformációt megvalósító koordináta-eltolást és meredekségi meghatározást különféle módszerekkel már megoldott feladatnak tekinthetjük. A korábban alkalmazott megoldások többségénél a hosszadalmas, úgynevezett sorozatos közelítési (iterációs) módszert alkalmazták. Ezen iterációs módszerek közös jellemzője, hogy alkalmazásuk esetén ismerni kellett a szükséges eltolás és erősítés nagyságának mértékéi, és a kívánt eredményű transzformáció beállítása csakis több tépésben, a sorozatos közelítés módszerével volt megoldható. Ennek oka, hogy a készülék átviteli függvényének meredekségkorrekc.iója során a forgáspont mindig a nulla bemeneti feszültséghez tartozott. Ezért, ha a beállító oldathoz tartozó cellafeszüUség nem volt nulla, akkor a második lépésben a második beállító oldattal megvalósított meredekség korrekció során az első beállító oldatnak megfelelő, előzőleg kompenzációval beállított érték megváltozott és újabb feszültségkoinpozició vált szükségessé. Az ismételt kompenzálás után a második beállító oldathoz tartozó kijelzés változott meg, tehát újabb és újabb meredekség korrekciót kellett végezni. Az illesztés több lépéses konvergens folyamat volt, amely a szokásos pontossági igények mellett minden illosztóoldat legkevesebb 3-5-szöri ismételt alkalmazását igényelte. I)r. Havas Jenő: Ion és molekulaszelektiv elektródok biológiai rendszerekben című, az Akadémiai Kiadó állal 1980-ban kiadott könyve 190. oldalán a „Meghatározás elve" című részben ez áll; „Ismeretes, hogy a potenciometriás meghatározásokhoz minimálisan két beállító oidütra van szükség, mivel a cellafeszültség és a koncentráció (vagy az aktivitás) negatív logaritmusa között lineáris függvénykapcsolatot reprezentáló egyenest annak két pontja határozza meg,.." A 177 028 számú magyar szabadalmi irat szerint mérőkészülék hitelesítésére alkalmazott elektronika a függvény abszolút értékének és meredekségének egy ismert függvény szerinti transzformációjára a legkorszerűbb megoldásokhoz tartozik. A korszerű és nagyobb pontossági igényeket kielégítő közvetlen potenciometriás készülékek alkalmasak az úgynevezett kétpontos illesztésre, amelyhez egy nullapont és egyetlen meredekségi korrekció szükséges, tehát a két beállító oldattal csak egyszer-egyszer kell feltölteni a mérőcellát. A technika állása szerint (lásd dr. Havas könyvének 118. oldalénak utolsó bekezdését) a kétpontos illesztést egy beállítási művelet előzi meg, amelynek lényege, hogy a készülék belső nullpontjél az egyik beállító oldatnak megfelelő értékre állítják be, oly módon, hogy a kijelző egység bemenetére a mérőerósilő kimenete helyett zérus feszültséget kapcsolnak, majd a kijelzőegység belső nulláját potenciométerrel úgy állítják be, hogy a kijelzés megfeleljen az illesztésnél elsőként használt oldal ionaktivitás vagy ionkoncentráció értékének. Ezzel a beállítással biztosítható, hogy a meredekség transzformáció során a forgáspont éppen az első illesztési jiontban legyen. Ezen előzetes beállítási művelet után lehet csak a tulujdonképpeni illesztést megkezdeni, vagyis a mérőcellát az első beállító oldallal feltölteni, a méröerösitő kimenetét a kijelzőegység bemenetére visszakapcsolni, majd feszültségkompenzációval a megfelelő kijelzést ismét beállítani. Ezen, úgynevezett kétpontos illesztés végrehajtására igen bonyolult elektronika alkalmazása szükséges, amelynek előállítása költséges. Az alkalmazott nagyszámú kapcso-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
