144421. lajstromszámú szabadalom • Berendezés feszültség nagypontosságú, időállandó stabilizására

Megjelent: 1958. november 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.421. SZÁM 21. c. 67. OSZTÁLY — SA—893. ALAPSZÁM Berendezés feszültség nagypontosságú, időállandó stabilizálására Bejelentők: dr. Szabó György mérnök, Budapest és dr. Vitái Zoltán műszaki szakértő, Budapest A bejelentés napja: 1955. október 28. A találmány szerinti feszültségstabilizátor wolfram izzólámpáknak Wheatstone-ihídiban való, már ismert alkalmazásán alapul. Az eddigi kiviteleknél, mivel e lámpák működése fizikai szempontból ismeretlen volt, nem vették figyelembe a lámpáknak a környezeti hőfokingadozás következtében fellépő ellenállásváltozásait, valamint a lámpák öregedése következtében előálló ellenállásnövekedést. A találmány szerint oly Wheatsstone-híd kapcsolás kerül alkalmazásra, melynek két szembenfekvő oldalán egy-egy azonos üzemi hőfokú izzólámpa, a másik két szembenfekvő oldalán pedig egy-egy, üzemi hőfokon az izzólámpák hőfoktényezőjével megegyező hőfoktényezőjű állandó ellenállás van elrendezve, mely berendezésnél továbbá a környezeti hőfokváltozás hatására a. híd bemeneti ellenállásváltozásából eredő kapocsfeszültségváltozást kompenzáló eszköz vagy eszközök vannak alkalmazva. A találmány értelmében továbbá a lámpák olyan kis feszültségre vannak kapcsolva, hogy a lámpák elhasználódás-okozta ellenállásváltozása egy megadott idő (pl. egy év) alatt egy előre meghatározott értéknél (pl. 0,1%-nál) nem nagyobb. Az így beállított izzólámpák közepes üzemi hőmérsékletét (Ta

) egyszerű ellenállásméréssel meghatározzuk. A hídban alkalmazott izzólámpák üzemi hőfokához tartozó hőfoktényezőt és a híd hőfok-kompenzációját ennek alapján választjuk meg. * A lámpa hőfoktényezője, mint ahogy azt az irodalomból** ismert kísérletek igazolják ET = ^ Ta ahol Ta az ellenállásmérésből megállapított átlagos izzószálhőfok. A hídban alkalmazott állandó ellenállásoknak a tanulmány értelmében zérus hőfoktényezőjű és nagy hőfoktényezőjű ellenállásokból úgy kell (Keinath) Technik Elektrischer Messgeräte. München—Berlin 1928. ** W. E. Forsythe & Adams: The Tungsten Filament Incandescent Lamp. Dennison Univ. Bui. (1937) p. 70. összeállítva lenni, hogy az ellenállásokból képzett eredő ellenállás hőfoktényezője Er legyen. A híd bemeneti feszültségszükséglete, vagyis a híd kapocsfeszültsége a környezeti hőfok hatására változást szenved és azt pl. egy negatív hőfoktényezőjű Ry előtétellenállással lehet kiegyenlíteni, amely előtétellenállás értékét az alaphőmérsékleten a következő képlet adja meg: R =

2,4 n (1 +

ET)

« RT 2 + n (1 + ET) (1 + «) cT« ahol a híd állandó ellenállása RT = R (1 + ET) és n = R/G, ennek optimális értéke 1 és 2 között van; R a híd állandó ellenállása T0 abszolút hőfokon (t =. O): R = L/«ahol L az izzólámpának a hídban üzemi feszültségen mért ellenállása, «= , ahol i a lámpán átfolyó dL i áram; Ta az üzemben lévő izzólámpa hőfoka K-ben, ha a környezeti hőmérséklet T Kelvin fok, és RT a híd állandó ellenállása Ta

abszolút hőfokon, c az Rv

ellenállás negatív hőfoktényezője. G a híd kimeneti pontján lévő terhelő ellenállást, csak t = a hőmérséklet C°-ban. A találmány további kiviteli alakja értelmében a stabilizáció céljaira a Wheatstone-híd bemenete egy további Wheatstone-híd kimenetéhez van kötve, — miáltal kettős kaszkádkapcsolás áll elő. Mindkét Wheatstone-híd két szembenfekvő oldalán egy-egy Ta

hőfokú izzólámpa, másik szembenfekvő oldalain pedig egyegy azonos RT ellenállás van elrendezve, amely ellenállások hőfoktényezői megegyeznek a Ta hőfokon lévő izzólámpák hőfoktényezőjével. A találmány körébe tartozik továbbá az olyan negatív hőfoktényezőjű előtétellenállás alkalmazása is, amely a híd bemeneti ellenállásának változásából eredő kapocsfeszültségváltozást kompenzálja. A találmány szerinti berendezés egyik példaképem kiviteli alakját a csatolt rajz ábrázolja. Az 1. ábra szerint csupán egy Wheatstonehíd nyer alkalmazást, amelynek bemenő pontjai az A és B, kimenő pontjai pedig C és D pon-