190933. lajstromszámú szabadalom • Automatikus nullázású berendezés felületi potenciál mérésére
4 190.933 3 pedig egyrészt leválasztó ellenálláson át a földfüggetlen kimenő vezetékre, másrészt visszacsatoló kondenzátoron át saját kimenetére, valamint a korlátozó ellenálláson keresztül a visszacsatoló vezetékre van kötve. Nevezetesen célszerű még az is, ha az elektronikus kapcsoló egységnek első és második elektronikus kapcsolója van. Célszerű továbbá még az is, ha az első és második elektronikus kapcsoló első és második jelfogó. Az első jelfogó első munkaérintkezőjének kapcsai az érzékelő és a földelő vezetékre vannak kötve. A második jelfogó második munkaérintkezőjének kapcsai a visszacsatoló, valamint a kompenzáló vezetékekre vannak csatlakoztatva. A jelfogók közösített bemeneté a tápellátó vezetékre van kötve. Az első jelfogó másik bemenete a vezérlő vezetékköteg részét képező első vezérlő vezetékre van csatlakoztatva. A második jelfogó másik bemenete ugyancsak a vezérlő vezetékköteg részét képező második vezérlő vezetékre van kötve. A találmánnyal a felületi potenciálmérés feladatát ennek megfelelően egy olyan berendezés kialakításával oldottuk meg, amely a fentiekben vázolt valamennyi nehézséget egyidejűleg kiküszöböli, ugyanakkor megtartja az automatikus nullázás előnyeit. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a (C2) kompenzáló kondenzátort nem a tápegység egyik pontja és a mérendő rendszer földje közé kötjük be, hanem a leválasztó egység és egy további, ún. leválasztó erősítő közé. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a már ismert berendezés, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés, a 3. ábra idődiagram a találmány szerinti berendezés automatikus nullázásának magyarázatához, a 4. ábra a találmány szerinti leválasztó erősítő példakénti kiviteli alakjai, az 5. ábra a találmány szerinti visszacsatoló egység példaként kiviteli alakjai, a 6. ábra a találmány szerinti elektronikus kapcsoló egység példakénti kiviteli alakjai. Az ismert berendezést az 1. ábra alapján ismertetjük, melynek (11) mérendő felülete és (13) érzékelő elektród között elhelyezkedő (12) vezérelt blendéje, (14) rotációs kapcsolója, (15) leválasztó egysége, (16) visszacsatoló egysége és (17) földfüggetlen tápegysége, (Cl) mérőkondenzátora és (C2) kompenzáló kondenzátora van. A (14) rotációs kapcsoló bemenetéi érzékelő (b) vezetéken át a (13) érzékelő elektród kimenetére visszacsatlakozó (h) vezetéken keresztül a (16) visszacsatoló egység kimenetére, földelő (f) vezetéken át a (Cl) mérőkondenzátorra és (C2) kompenzáló kondenzátorra és földpotenciálra, mechanikus bemenete a vezérlő (A) tengelyre, kimenete pedig jel- (d) vezetéken keresztül a (15) leválasztó egység bemenetére, valamint a (Cl) mérőkondenzátor másik fegyverzetére van kötve. A (16) viszszacsatoló egység bemenetei földfüggetlen tápegység további kimenetére van kötve. A berendezés kimeneteit a földfüggetlen kimenő (gl) vezetéken keresztül a (15) leválasztó egység kimenetére, első tápellátó (el) vezetéken át a (17) földfüggetlen tápegység kimenetére, a (15) leválasztó egység további bemenetére és a (C2) kompenzáló kondenzátor másik fegyverzetére, második tápellátó (e2) vezetéken keresztül a (17) földfüggetlen tápegység további kimenetére, valamint a (15) leválasztó egység még további bemenetére, referencia- (e3) vezetéken át pedig a (17) földfüggetlen tápegység további kimenetére van kötve. A berendezés kimeneteit a földfüggetlen kimenő (gl) és a referencia- (e3) vezetékek képezik. A fenti berendezés működése a következő: A (11) mérendő felületen lévő elektromos töltések által keltett elektrosztatikus tér töltéseket indukál a (13) érzékelő elektródon, így a (13) érzékelő elektród elektromos potenciálja arányos lesz a (11) mérendő felület felületi pontenciáljával. A (11) mérendő felület és a (13) érzékelő elektród elektrosztatikus elválasztását a kettő közé tolható és a rendszer földpotenciáljára kötött (12) vezérelt blende segítségével érhetjük el. A (14) rotációs kapcsoló végzi s mérésre, illetve az automatikus nullázásra való átkapcsolást. Mérés állásban a (13) érzékelő elektród a (15) leválasztó egységgel kerül összekapcsolásra. A (15) leválasztó egységnek olyan nagy bemenő-ellenállásúnak kell lennie, hogy egy-egy mérési periódus ideje alatt a (Cl) mérőkondenzátoron megjelenő, a (11) mérendő felület potenciáljával arányos jel számottevően ne csökkenhessen a kimenő-ellenállás kisütő hatása miatt. A (15) leválasztó egység kimenetén jelenik meg a földfüggetlen kimenőjel. A (16) visszacsatoló egység bemenőjelét a (15) leválasztó egység kimenőjele és a (17) földfüggetlen tápegység referenciafeszültségének a különbsége adja. A (16) visszacsatoló egység kimenetén a bemenőjellel arányos kimenőfeszültség jelenik meg, a visszacsatoló (hl) vezeték azonban mérés állásban a (14) rotációs kapcsolón keresztül nincs összekötve más vezetékkel, így a visszacsatoló (hl) vezeték jele a kimenőjelre hatástalan. A berendezés eredő kimenőjelét a (15) leválasztó egység kimenőjelének és a (17) földfüggetlen tápegység referenciafeszültségének a különbsége adj a földfüggetlenül. Automatikus nullázás állásban a (14) rotációs kapcsoló a (Cl) mérőkondenzátort és a (15) leválasztó egység bemenetét földpontra zárja és a (16) visszacsatoló egység kimenetét is földpontra köti. Ugyanakkor a (12) vezérelt blende is zár. Ha most a kimenő (gl) vezetéken lévő földfüggetlen kimenőjel nem egyezik meg a referencia- (e3) vezetéken lévő referenciajel értékével, a visszacsatoló (hl) vezetéken lévő, nem zérus jel hatására a (16) visszacsatoló egységből a föld felé áram kezd folyni. Mivel a (15) leválasztó egység bemenete igen nagy ellenállású, így a bemeneti árama elhanyagolható, ezért a visszacsatoló (hl) vezetéken átfolyó aram a (C2) kompenzáló kondenzátort tölti (vagy kisüti) az első tápellátó (el) vezeték potenciáljához képest. Ebből következően a (17) földfüggetlen tápegység első tápellátó (el) vezeték és a hozzáképest fix potenciálon lévő második tápellátó (e2) vezeték, valamint a referencia- (e3) vezeték feszültségei is megváltoznak a földpotenciálhoz képest. A változás olyan irányban hat, hogy csökkentse, illetve megszüntesse a kimenő (gl) vezeték és a referencia- (e3) vezeték közötti szintkülönbséget. Ha a két vezeték közötti szintkülönbség 0V lesz, megszűnik a visszacsatoló (hl) vezeték jele is, így a 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65