147933. lajstromszámú szabadalom • Automatikus mérleg
2 174.933 és a P2 erőnek csatolása visszacsatolást idéz elő. A P2 erő arányos a mérleg karjának kilengésével és az alábbi összefüggéssel határozható meg: V2 =ß-rpi ..,(2) ahol: ß — a visszacsatolási tényező, amely a viszszacsatolási hurokban (az 1 elemtől az 5 elemig) fellépő teljes erősítéstől függ. A P 2 erő hatása révén a mérlegkar cp\ eredeti kilengése <p2 kilengéssé csökken, amelyet tulajdonképpen a Pi és P.9 erők különbsége okozott. Ezt a kilengést az alábbi egyenlet határozza meg: 9P 2 ==k,(P 1 —P 2 ) ...(3) A (2) egyenletből történő behelyettesítés után: <r2 = k,(P,— ßc pi) Ha az (1) egyenletből 9)1-re vonatkozólag további behelyettesítést végzünk akkor -P'k) Pi)= kjPi (1 — /> kj) ...(4) <7>2 = k,(P, A most említett módon a Pj erő olyan cp2 kilengést idéz elő, amely kisebb, mint az eredeti 7t kilengés visszacsatolás nélkül. A mérleg érzékenységét a mérlegkar kilengésének azon erőhöz vonatkoztatott viszonya határozza meg, amely révén a kilengés létrejött. Ezáltal a k állandó segítségével határozhatjuk meg: k = (p/P Az eredeti állapotra az alábbi megállapítás érvényes : k! =<:/.>,/P A visszacsatolás beiktatása után a ki k2 -re változik: k2 = 9"2 /Pi és mivel cp2 < <f\, ezért k2 <ki. Ha elvégezzük a behelyettesítéseket, az alábbi eredményt kapjuk: 11 P, k, P, (l_/?_k,) = k, (1 —Aki) .(5) A tényező megfelelő megválasztása révén az új k2 érzékenység a ki érzékenység tetszőleges törtrészét jelenti. A teljes berendezés lineáritása és stabilitása abban az arányban javul, ahogyan a mérleg érzékenysége csökken. A visszacsatolással működő eddigi regisztráló mérlegek egyik hátránya, hogy az érzékenységnek széleskörű tartományban való egyszerű változásaira (amire gyakran van szükség) szerkezeti megoldásuk nem megfelelő és továbbá, hogy az ilyen berendezésekben a kilengés regisztrálására használt eddigi felvevőkészülékek vagy viszonylag bonyolult és kényes elektromos áramkörök alkalmazását tették szükségessé a felvevőkészülék által a kilengésre vonatkozólag adott jelzés kiértékelésére, és/vagy visszacsatolás bevezetését (indukciós és kapacitív felvevőkészülékek), vagy (fényelemmel működő felvevőkészülékek alkalmazása esetében) a készülék elsötítését követelik meg. A szóban forgó találmány éppen ezeket a hátrányokat óhajtja kiküszöbölni. A találmány lényege abban foglalható össze, hogy a visszacsatoló ármkörben a kilengés regisztrálására indukciós felvevőkészülékként differenciál-áramátalakítót használunk. Az érzékenység változtatása tág határok között azáltal érhető el, hogy a visszacsatoló, áramkörbe olyan szabályozótagot iktattunk be, amellyel a visszacsatolás módosítható, mégpedig vagy közvetlenül a visszacsatoló hurokban elért nyereség módosításával, vagy pedig a differenciál-áramátalakító (primer ampermeneteinek) tápfeszültségmódosítása révén. Az elektromos visszacsatoló áramköröket azáltal egyszerűsítettük, hogy a visszacsatoló erő forrásaként olyan kapcsolású két tekerccsel ellátott szolenoidot használunk, amely tekercsek mágneses fluxusai a szolenoidba kapcsolódó ferromágneses magra gyakorolt hatásuk során levonódnak egymásból. Ezek az alkatrészek, amelyek alkalmazásán nyugszik a találmány lényege, a következőképpen hatnak: A kilengés regisztrálására szolgáló és differenciál-áramátalakítóból álló érintkezésnélküli indukciós felvevőkészülékben a lágymágnes-mag helyzetváltozása következtében megváltozik a primertekercs és a szekunder-tekercs közötti kölcsönös induktivitás tényezője. Ha a mágnesmag nulla helyzetben van, mindkét szekunder-tekercsben (amelyek menetszáma azonos) azonos feszültség indukálódik. A két szekundertekercset ellenfázisban sorbakapcsoltuk, mégpedig olyképpen, hogy a két szekunder-feszültség levonódik egymásból és a differenciál-áramátalakító kimenő feszültsége nulla. Annak következtében, hogy a mérleg karján rögzített mag tengelyirányban kileng nulla helyzetéből, megnövekszik a primertekercs és az egyik szekunder-tekercs kölcsönös induktivitása, illetve csökken a primer-tekercs és a másik szekunder-tekercs kölcsönös induktivitása. Következésképpen a két szekunder-tekercs megváltozik, különbségük többé már nem nulla, és a differenciál-áramátalakító kimenő feszültsége (bizonyos, meghatározott mozgási tartományban) arányos a magnak a nulla helyzetből történő kilengésével. A kimenő feszültség fázisa attól függ, milyen irányban lendül ki a mag a nulla helyzetből. A 4. ábra sematikusan szemlélteti a differenciál-áramátalakító keresztmetszetét és villamos kapcsolási rajzát. Az ábrán szolenoid típusú differenciál-áramátalakítót mutatunk be. A 7 ház kétkamrás tekercs alakú. A tekercs nyílásában a mérleg függesztékén rögzített 8 mágnes-magot érintkezésmentesen szabadon függesztettük fel. A . tekercsen a két soros kapcsolású a és 10 primertekercset egyező terhelési iránnyal tekercseltük fel. A primertekercs fölé úgy tekercseltük fel a 11 elektromos árnyékolást, hogy rövidre zárt tekercset képezzen, amelynek során a tekercset földeltük. A 12 és a 13 szekunder-tekercset ellenfázisban sorbakapcsoljuk. Az érzékenység módosítása a „/>" visszacsatolási tényező megváltoztatása révén érhető el. Amint a (4) és (5) egyenletekből megállapítható, a „./?" tényező értékének módosítása révén a mérleg k2 érzékenysége tetszőlegesen változtatható. A (2) egyenlet értelmében a visszacsatolási tényező
