191855. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés időben változó feszültség legnagyobb értékének mérésére
191 855 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés időben változó feszültség legnagyobb értékének mérésére. A méréstechnika különböző területein szükséges változó feszültség adott időtartamon be- 5 lüli maximális értékének mérése, így pl. a nagyfeszültségű méréstechnikában az átütési veszély meghatározásánál. A feszültségre kapcsolt nagyfeszültségű szigetelők szivárgási áramában szenynyeződés következtében áramimpulzusok jelen- 10 nek meg. Ez az átütés veszélyének kezdeti stádiumát jelenti. A szigetelők áramában keletkezett impulzusok időegységre eső száma, valamint csúcsértéke utal a veszélyeztetettség mértékére. Ezek alapján merült fel egy olyan berendezés 15 igénye, amely az időegység alatt keletkező áramimpulzusok csúcsértékét méri, és közülük a legnagyobb csúcsértéket tárolja, ill. kijelzi. Az áramimpulzusokat a vizsgált szigetelő alsó fémszerelvénye és a föld közé beiktatott mérőellen- 20 állás alakítja át feszültségimpulzusokká. Egy ismert csúcsértékmérő megoldás bemeneti fokozata egy erősítő és dióda soros kapcsolásán keresztül a mérendő feszültség csúcsértékére töltődő kondenzátort tartalmaz. A konden- 25 zátor feszültségét egy FET bemenetű erősítő juttatja egy analóg-digitális átalakító bemenetére. Az egyes feszültségcsúcsok megmérése után a kondenzátort kisütik, és ez csak véges időtartam alatt történhet. így ennél a kapcsolási elren- 30 dezésnél viszonylag nagy az az időtartam, amelyen belül egy impulzus után a kapcsolás érzéketlen egy következő impulzusra. Ismeretes továbbá egy olyan csúcsértékmérő kapcsolás, amelyben egy komparátor egyik be- 35 menetére jut a mérendő feszültség, míg a komparátor másik referenciabemenetén az előzőkben mért legnagyobb amplitúdójú feszültségimpulzus csúcsértékének megfelelő egyenfeszültség van. Abban az esetben, ha a bemenő feszültség újabb 40 csúcsértéke nagyobb, mint ez az egyenszint, akkor a komparátor átbillen, és kimenő jele nyit egy kapuáramkört, amin keresztül egy impulzusgenerátor impulzussorozatot juttat egy számláló léptető bemenetére. A számláló kimenő jelei ké- 45 pezik a csúcsdetektor párhuzamos BCD-kódú kimenő jeleit, valamint egy digitális-analóg átalakító bemenő jeleit. A digitális-analóg átalakító a számlálás ideje alatt lineárisan növekvő feszültséget juttat a komparátor referenciabemenetére. 50 Amikor ez a lineárisan növekvő feszültség eléri a komparátor bemenetén lévő mérendő feszüttségimpulzus csúcsértékét, a komparátor visszabillen. Záródik a kapuáramkör, a számlálás befejeződik, és a számláló kimenetén digitális BCD- 55 kódban rendelkezésre áll a bemenő jel tárolt legnagyobb csúcsértéke. A találmány megalkotásakor az volt a célunk, hogy az említett digitális kimenetű csúcsértékmérő kapcsolást egyszerűsítsük. A találmány 60 azon a felismerésen alapul, hogy a bemeneti komparátor, a kapuáramkör és az impulzusgenerátor funkcióját elláthatjuk egy megfelelően kapcsolt, közös kimenetű kettős komparátorral. A találmány tehát kapcsolási elrendezés idő- 65 ben változó feszültség legnagyobb értékének mérésére, amelynek egyik bemenetén a mérendő feszültséggel arányos jellel táplált első komparátora, ennek kimenete által engedélyezett impulzusokat számláló digitális számlálója, és a számláló párhuzamos kimenetéhez csatlakoztatott digitális-analóg átalakítója van, ahol a digitálisanalóg átalakító analóg kimenete az első komparátor másik bemenetére van csatlakoztatva, és a számláló párhuzamos kimenete képezi a kapcsolási elrendezés kimenetét. A találmányt az jellemzi, hogy az impulzusokat előállító második komparátora van, amelynek kimenete egyrészt első ellenálláson keresztül a második komparátor fázist nem fordító bemenetére, másrészt második ellenállásból és kondenzátorból álló RC-tagon keresztül a második komparátor fázist fordító bemenetére van csatlakoztatva, továbbá az első és a második komparátor közösített kimenete a számláló léptető bemenetére van csatlakoztatva. A találmány szerinti megoldás igen olcsón és hazai alkatrészekből megépíthető kettős komparátor áramkör felhasználásával. Ugyanakkor a találmány a nagyfeszültségű szigetelők átütési veszélyének méréséhez szükséges sebességet és feloldást biztosítja. A találmányt a továbbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezéshez előválasztható, pozitív feszültségszinttel indítható impulzusgenerátor kapcsolási vázlatát, a 2. ábra pedig a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakjának kapcsolási vázlatát mutatja. Az 1. ábra egy pl. Tungsram gyártmányú /uA 711 PC típusú, egy tokban lévő, közösített kimenetű kettős komparátort tartalmazó integrált áramkörrel kialakított előválasztható pozitív feszültségszinttel indítható impulzusgenerátort mutat. Az áramkör BE bemenete és a földpont közé R, és R2 ellenállásokból álló feszültségosztó van kötve, ennek osztáspontjára kapcsolódik I komparátor fázisfordító bemenete, melynek fázist nem fordító bemenete Uref referenciafeszültségre van csatlakoztatva. Az I komparátor kimenete impulzusgenerátorként kapcsolt II komparátor kimenetével van közösítve, s ez képezi az áramkör K kimenetét. A II komparátor kimenete R4 ellenálláson át fázisfordító bemenetére, Rs ellenálláson át pedig fázist nem fordító bemenetére van visszacsatolva. A fázisfordító bemenet C kondenzátoron keresztül, a fázist nem fordító bemenet R6 ellenálláson keresztül a földpontra van kötve. A fázisfordító bemenet még R3 ellenálláson át —U egyenfeszültségre van kapcsolva. Az R4 ellenállásból és a C kondenzátorból álló RC-tag negatív visszacsatolást, az R5 és Rs ellenállás pozitív visszacsatolást biztosít. A —U egyenfeszültség biztosítja, hogy az I komparátor kimenete egyik állapotában engedélyezi, a másikban tiltja az impulzusgenerátor működését.
