195010. lajstromszámú szabadalom • Digitális váltakozófeszültség effektívmérő berendezés
1 195010 2 A találmány tárgya digitális váltakozófeszültség effektiv értékmérő berendezés. Digitális vállakozófeszültség effektiv értékmérő berendezéseknél a legfontosabb követelmény, amelyet egy ilyen mérőberendezéssel szemben támasztanak a nagy pontosság. A nagy pontosság eléréséhez egy igen hatásos tényezőt jelent a digitális feszültségmérők átalakítási tényezőjének multipl ikációs korrekciója, ahol egy különleges vizsgálófeszültség segítségével kiszámolnak egy korrekciós tényezőt, amelyet azután váltakozó feszültség mérésénél a íeszültségmérőhöz tartozó számítógép segítségével figyelembe vesznek. Az ismert digitális váltakozófeszültség effektiv értékmérő berendezések a következő elemek soros kapcsolásából vannak kialakítva: váltakozófeszüitségü erősítő, a váltako/.óíeszültség effektiv értékét egyenfeszültséggé alakító átalakító, analóg-digitál átalakító, digitális számítógép, továbbá egy vizsgáló feszültséget előállító váltakozófeszüitségü generátor. Ilyen felépítésű berendezéseket ismertet például a Hewlett-Packard Journal az 1983. 2. számában, valamint ilyet ír le Jack P. Trautman, Lowrence A. Des-Jardin a »Hordozható, olcsó, jó minőségű digitális multiméter« ismertetésénél. Ebben a feszültségmérő berendezésben az átalakítási tényező korrekciója úgy történik, hogy előre megadott nagyságú vizsgálófeszültséget kapcsolnak a feszültségmérő bemenetére. Ezt a feszültséget megmérik, és a korrekciós tényező a tényleges vizsgálófeszültség és a mért vizsgálófeszültség arányából adódik. Váltakozófeszültség mérésénél ezt a tényezőt a váltakozófeszültség értékének és ennek a korrekciós tényezőnek a szorzásával veszi figyelembe a számítógép. Ezáltal lehetséges az, hogy a feszültségmérés során jelentkező egyik fő hibaforrást kiküszöböljük. Egy további hiba abból adódik, hogv a váltakozófeszültség effektiv értékét egyenfeszültséggé alakító átalakító karakterisztikája nem lineáris. Ezt a hibát a konstans vizsgálófeszültség nem küszöböli ki. A nemlinearitás következtében fellépő hibát csökkentendő egy, a mérendő feszültséghez értékében közeleső feszültséget kell vizsgálófeszültségként kiválasztani. Egy másik ismert digitális váltakozófeszültség effektiv értékmérő berendezés, amelyet a 606207 sz. SEI szerzői tanúsítvány ismertet, úgy van kialakítva, hogy a nemlinearitás következtében fellépő mérési hibákat szintén kiküszöböli. Ez a feszültségmérő berendezés sorosan kapcsolt váltakozófeszültségű erősítőt, a váltakozófeszültség effektiv értékét egyenfeszültséggé alakító átalakítót, analóg-digitál számítógépet, továbbá analóg tárolót és kapcsolókat tartalmaz. Ez a feszültségmérő berendezés két szakaszban működik. Az első szakaszban'a mért váltakozófeszültséget átalakítja egyenfeszültséggé, a második szakaszban pedig azt az egyenfeszültséget egy egyen-váltó átalakítóval alakítja át a vizsgálófeszültséggé. A vizsgálófeszüitség van azután a digitális feszültségmérő bemenetére csatlakoztatva és egyenfeszültséggé alakítva. Az analóg-digitál számítógépben kerül kiszámításra a korrekciós tényező, amely a vizsgálófeszültség képzéséhez felhasznált egyenfeszültség aránya ahhoz az egyenfeszültséghez, amelyet a vizsgálófeszültség átalakításával nyertünk. A mérés eredményét az analóg-digitál számítógép adja ki, amely a mérendő váltakozófeszültség átalakításával kapott egyenfeszültséget szorozza meg a korrekciós tényezővel. Mivel a vizsgálófeszültség e fent ismertetett feszültségmérő berendezésben a mérendő feszültséggel arányos, azaz nagyságrendileg a mérendő feszültséggel egyezik meg, a nemlinearitásból származó hiba valóban jelentős mértékben csökken, mégpedig annál jobban, minél inkább megközelíti a vizsgálófeszültség a mérendő feszültséget. A fent ismertetett feszültségmérő berendezésben az átalakítási tényező azonban csak egyetlen frekvenciánál korrigálható, mégpedig annál a frekvenciánál, amely a vizsgálófeszültség frekvenciájának felel meg. A szélessávú váltakozófeszültség effektiv értékmérő berendezéseknek, amelyek egészen 100 MHz-ig működnek, a korlátozott pontosság annak a váltóáramú erősítőnek a frekvenciahibájábó! fakad, amely a feszültségmérő kapcsoláshoz tartozik. Annak érdekében azonban, hogy a váltakozófeszültségű erősítő frekvenciahibája csökkenjen, a vizsgálófeszültséget is ugyanolyan spektrális összetételűre kell előállítani, mint amilyen a mérendő feszültség spektrumképe. Ezt a célt szolgálja a vizsgálócsatorna. Ismeretes egy olyan szélessávú váltakozófeszültségű erősítő, amely egy mérőcsatornát és egy vizsgálócsatornát tartalmaz. Mindegyik csatorna tartalmaz sorosan kapcsolt kapcsolót, váltakozófeszüitségü erősítőt, váltakozófeszültségből egyenfeszültséget előállító átalakítót, ahol a csatornakimenetek egy analóg számítógép bemenetére vannak csatlakoztatva, és a vizsgálócsatorna váltakozó feszültségű erősítőjének a kimenete feszültségosztón keresztül van a mérőcsatorna kapcsolójának első bemenetével összekötve, amely mérőcsatorna második bemenete a vizsgálócsaíorna kapcsolójának első bemenetével van összekapcsolva és a feszültségmérö bemenetét képezi. A vizsgálócsatorna második bemenete közös sínre van kapcsolva, gyakorlatilag le van földelve. Ez a berendezés van a 478258 sz. SU szerzői tanúsítványban ismertetve. Ebben a feszültségmérő berendezésben a vizsgálófeszültséget a mérendő feszültségnek váltakozófeszültségű erősítőben történő erősítésével, majd azt követően feszültségosztó-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
