190933. lajstromszámú szabadalom • Automatikus nullázású berendezés felületi potenciál mérésére
5 190.933 6 berendezés beáll arra az értékre, hogy 0 bemenőjel hatására 0 értékű kimenőjelet biztosítson. Az újabb mérési periódus elkezdésekor először a (14) rotációs kapcsoló megszünteti a visszacsatoló (hl) jel- (d) és földelő (f) vezetékek rövidre zárását, a jel- (d) vezetéket összeköti az érzékelő (b4) vezetékkel. Ekkor, mivel a (12) vezérelt blende még zárt, a (13) érzékelő elektród a földpotenciálra kötött (12) vezérelt blende potenciálját érzékeli. Ezután a (12) vezérelt blende nyitásával tesszük lehetővé a (11) mérendő felület felületi potenciáljának érzékelését, amely az előzőekben már leírtak alapján történik. A (C2) kompenzáló kondenzátor értékére a fentiek alapján tehát az a feltétel vonatkozik, hogy a (17) földfüggetlen tápegységnek és valamennyi egységnek a földhöz vonatkoztatott véges szigetelési ellenállása általi kisütőáram a mérési perióduson belül (C2) kompenzáló kondenzátor feszültségét számottevően ne változtassa meg ahol R a szigetelési ellenállás. A rotációs kapcsolónak a „mérés” - „automatikus nullázás” - „mérés” . . . periódusoknak megfelelő vezérlését a vezérlő (A) tengely végzi. Ezzel szinkronban történik a ( 12) vezérelt blende is a fentieknek megfelelően. A találmány szerinti berendezést a 2. ábra alapján ismertetjük, mely az ismerttől abban tér el, hogy a berendezésnek (18) leválasztó erősítője, (19) elektronikus kapcsoló egysége és (20) földelt tápegysége is van. A (19) elektronikus kapcsoló egység bemenetéi a berendezés bemenetét képező vezérlő (B) vezetékkötegre, valamint a visszacsatoló (h) vezetéken át a (16) visszacsatoló egység kimenetére, továbbá földelő (f) és tápellátó (e) vezetékeken keresztül a (20) földelt tápegység kimeneteire, valamint a (15) leválasztó egység, (16) visszacsatoló egység és (18) leválasztó erősítő bemeneteire, ki/bemenete az érzékelő (b) vezetéken keresztül a (13) érzékelő elektróda kimenetére, a (15) leválasztó egység bemenetére és a (Cl) mérőkondenzátorra, kimenete pedig a kompenzáló (k) vezetéken keresztül a (18) leválasztó erősítő további bemenetére, valamint a (C2) kompenzáló kondenzátorra van kötve. A (Cl) mérőkondenzátor másik fegyverzete a földelő (f) vezetékre van csatlakoztatva. A (C2) kompenzáló kondenzátor másik fegyverzete átmenő (m) vezetéken át a (15) leválasztó egység kimenetére van kötve. A (18) leválasztó erősítő kimenete a berendezés kimenetét képező földfüggetlen kimenő (g) vezetéken keresztül a (16) visszacsatoló egység további bemenetére van csatlakoztatva. A 2. ábra alapján az általunk megvalósított berendezés a következőképpen működik. A (11) mérendő felület felületi potenciálját a (13) érzékelő elektród a már ismert berendezéssel azonos módon érzékeli. A (12) vezérelt blende szerepe is hasonló. A (Cl) mérőkondenzátorra és a (15) leválasztó egységre tett meggondolások is érvényesek az előzőekben leírtaknak megfelelően. A (15) leválasztó egység kimenetére kötött átmenő (m) vezetékén lévő jel is változik, nemcsak a bemenőjel hatására, hanem az erősítő elemek driftje és a (15) leválasztó egység véges bemeneti ellenállása miatt is. Az általunk alkalmazott megoldás abban tér el az ismert berendezésben leírttól, hogy mi a driftet és az egyéb káros effektusokat nem a berendezés tápfeszültségének a földponttal való eltolásával kompenzáljuk a (C2) kompenzáló kondenzátornak a feltöltésével, hanem a (C2) kompenzáló kondenzátorral egyenáramúlag elválasztjuk a berendezés további részeit a (15) leválasztó egységtől, és a (18) leválasztó erősítő egyenáramú bemeneti feszültségét állítjuk be a nullázási periódusban olyan értékűre, hogy 0 bemeneti feszültség esetén a (18) leválasztó erősítő kimenőjele is 0 értékű legyen, de most mára valódi földpotenciálhoz képest. Méréskor tehát a (13) érzékelő elektród által érzékelt jelet a (15) leválasztó egység nagy bemeneti impedanciáról kis kimeneti impedanciára illeszti. A jelet a (C2) kompenzáló kondenzátor csatolja a (18) leválasztó erősítő bemenetére. A (18) leválasztó erősítő is viszonylag nagy bemenő-ellenállású kell legyen, illetőleg a (C2) kompenzáló kondenzátor értékét kell úgy megválasztani, hogy teljesüljön a C2 • R^, ahol » tmérís feltétel, ahol Rbe a (18) leválasztó erősítő bemenő ellenállása. A (18) leválasztó erősítő (g) vezetékén kis kimenőimpedancián jelenik meg a (11) mérendő felület potenciáljával arányos kimenőjel. A (16) visszacsatoló egység funkciójában megegyezik az ismert megoldásnál leírttal, azaz a kimenőjele arányos a bemenőjelével, csak most a bemenőjel a kimenő (g) vezetéken lévő jelnek a földpotenciálhoz viszonyított értéke. A nullázási periódust a 3. ábra alapján ismertetjük. A (11) mérendő felület potenciálja az alsó görbén látható módon változik. A berendezés kimeneti feszültsége a felette lévő görbén látható. A berendezés összkonverziós tényezője (K). Egy hosszabb mérési periódus végén a kimenőjel már nem K ■ Uf [ahol (Uf) a felületi potenciált jelenti] értékű lesz, hanem ehhez adódik egy (Uh) hibafeszültség és a berendezés driftjéből és a véges bemeneti ellenállások okozta kisütő hatás következtében. Az (Uh) hibafeszültség a valóságban a mérendő jelnél jóval kisebb érték. Az ábrán csak a jó szemlélhetőség kedvéért választottuk (Uh) hibafeszültséget és az (Uf) felületi potenciál (K) összkonverziő tényezőszörösét azonos nagyságrendűnek. Ez az (Uh) hibafeszültség észlelhető a kimenő (g) vezetéken, amikor a (12) vezérelt blendét zárjuk, ugyanis ekkor a (13) érzékelő elektróda a földpotenciálon lévő (12) vezérelt blende felületi potenciálját érzékeli, azaz a kimenő feszültségnek ilyenkor 0-nak kell lennie. Ha ezután a (19) elektronikus kapcsoló egység összekapcsolja az érzékelő (b) és földelő (f) vezetékeket, az érzékelő elektródát a földpotenciálra köti, akkor ez megszünteti a (Cl) mérőkondenzátoron megjelent (Uhl) hibafeszültséget, amely a (15) leválasztó egység véges bemeneti ellenállása, illetve nem zérus bemeneti árama miatt jött létre. A (16) visszacsatoló egység kimenetén ezután a (18) leválasztó erősítő kimenetén lévő (Uh2) hibajellel arányos kimenőjel jelenik meg. Ha most a (19) elektronikus kapcsoló egység zárja a visszacsatoló (h) és a kompenzáló (k) vezetékeket, akkor a (C2) kompenzáló kondenzátor áttöltésére áram indul meg, amely addig folyik, amíg (C2) kompenzáló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
