198247. lajstromszámú szabadalom • Hőmérséklet-feszültség átalakító áramköri elrendezés platina hőmérő ellenállással
3 HU 198247 B 4 zitiv irányban növekvő feszültség tartozik, ez a feszültség a beiktatott ellenálláson keresztül az áramgenerátor áramát kismértékben, a szokásos néhány száz °C-os hőmérséklettartományoknál néhány %-os értékkel növeli. Ez a növekedés majdnem teljesen kompenzálja a karakterisztika görbületét. Az igy létrejövő hatás pozitív visszacsatolás jellegű, amely a méréstechnikai erősítőknél általában kerülendő, mert az erősítőket instabillá teszi - a találmány szerinti megoldásnál viszont előnyösen van alkalmazva. A találmány szerinti megoldás tehát egy hőmérséklet-feszültség átalakító áramköri elrendezési amely platina hőmérőellenállásból, a hozzá kimenetével csatlakozó áramvezérelt áramgenerátorból és fázist nem fordító bemenetével csatlakozó műveleti erősítőből áll. Az elrendezés tartalmaz továbbá egy egyenfeszültségforrást, amely ellenálláson keresztül csatlakozik az áramvezérelt áramgenerátor vezérlő bemenetére, és második egyen-feszültségforrást, amely második ellenálláson keresztül csatlakozik a műveleti erősítő fázist fordító bemenetére valamint egy harmadik ellenállást a műveleti erősítő kimenete és fázist fordító bemenete között. Az egyen-feszültségforrások vonatkoztatási pontjai, az áramvezérelt áramgenerátor vonatkoztatási pontja, a platina hómérőellenállásnak a nem áramgenerátorra csatlakozó pontja össze vannak kötve egymással. Végül az elrendezés tartalmazza a találmány szerinti megoldásra jellemző negyedik ellenállást, amely az áramvezérelt áramgenerátor vezérlő bemenete és a műveleti erősitő kimenete közé csatlakozik. A találmány szerinti áramköri elrendezés egyik előnyős megoldásánál az áramvezérelt áramgenerátor egy második műveleti erősítőből, egy tranzisztorból, célszerűen térvezérlésű tranzisztorból és egy harmadik egyen-feszültségforrásból van kialakítva. A második műveleti erősítő fázist nem fordító bemenete a harmadik egyen-feszültségforrás kimenetével van összekötve, fázist fordító bemenete a tranzisztor source elektródájával van összekötve és az áramvezérelt áramgenerátor vezérlő bemenetét képezi. Végül a második műveleti erősítő kimenete a tranzisztor gate elektródájával van összekötve. A tranzisztor drain elektródája képezi az áramvezérelt áramgenerátor kimenetét, a harmadik egyen-feszültségforrás vonatkoztatási pontja pedig az egész áramvezérelt áramgenerátor vonatkozatási pontja. A találmány szerinti áramköri elrendezésnek egy másik előnyös megoldásénál az áramvezérelt áramgenerátor igénytelenebb megoldású, egyetlen ötödik ellenállással van megvalósítva. Ennek egyik végét tekinthetjük vezérlő bemenetnek, másik végét kimenetnek. További előnyös megoldások származtathatók az előzőekből úgy, hogy az első és/ /vagy a második ás/vagy a harmadik egyen-feszültségforrás egy egyetlen egyen-feszültségforrásra csatlakozó osztólánc leágazásaival van megvalósítva. A találmányi, és kiviteli alakjait a rajz alapján ismertetjük részletesen, amelyen az 1. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezést legáltalánosabb formájában mutatja be az áramvezérelt áramgenerátor megvalósításának részletezése nélkül, a 2. ábra egy az áramvezérelt áramgenerátor megvalósítását is magába foglaló kiviteli alakot, a 3. ábra pedig egy további kiviteli alakot mutat be. Az 1. ábrán látható az a legáltalánosabb megoldás, ahol a H áramvezérelt áramgenerátor D kimenetével a P platina hőmérőellenéllésra csatlakozik, a V vezérlő bemenetre kapcsolódik az 111 első egyen-feszültségforrás az R1 első ellenálláson keresztül. Az A1 első műveleti erősítő a szokásos kivonó kapcsolásban működik. A Pl fázist nem fordító bemenetére csatlakozik a P platina hőméröellenállás, az NI fázist fordító bemenetére pedig az R2 és R3 második és harmadik ellenállásokból álló negatív visszacsatolást létrehozó osztó. Ennek az osztónak a talppontja az U2 második egyen-feszültségforrásra van kötve. Végül az A1 első műveleti erősítő KI kimenetét és a H áramvezérelt áramgenerátor V vezérlő bemenetét köti össze az R4 negyedik ellenállás. Az áramkör úgy működik, hogy a H áramvezérelt áramgenerátor árama átfolyik a P platina hőmérőellenálláson, az ezen keletkező feszültségből az A1 első műveleti erősítő kivonja az U2 második egyen-feszültségforrás feszültségét és a különbséget felerősíti. A KI kimeneten a mérendő hőmérséklettel arányos feszültség jelenik meg. A H áramvezérelt áramgenerátor a V vezérlő bemenetén egyrészt az U1 első egyen-feszültségforrásról kap állandó vezérlő áramot, másrészt a pozitív visszacsatolást létesítő R4 negyedik ellenálláson keresztül a KI kimenetről a mért hőmérséklettel arányos áramot. A H áramvezérelt áramgenerátor egyik szükséges tulajdonsága, hogy áramátviteli tényezője szimmetrikus áram-mérőirány rendszerben negatív: ha V vezérlő bemeneten pozitív, azaz befolyó áramot hoz létre az U1 első egyen-feszültségforrás, ehnez szükségszerűen negatív, azaz kifolyó áram tartozik a D kimeneten. A H áramvezérelt áramgenerátor másik szükséges tulajdonsága, hogy az F vonatkoztatási pontja azaz a földpont felé terhelhető. A 2. ábrára hivatkozva egy olyan kiviteli alakot ismertetünk, amelynél a megvalósított, áramgenerátor megfelel a fenti követelményeknek: A II áramvezérelt áramgenerátor egy közismert áramgenerátor megoldásból van leszármaztat.va. Az A2 második műveleti erősítőből, a T tranzisztorból, célszerűen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
