151147. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék kis impedanciák mérésére
3 A 4 mérendő ellenálláshoz a mérőáram az A, B kapcsokon csatlakozik. A 4 mérendő ellenállással sorba van kötve a hasonló nagyságú összehasonlító biztosan lineáris jelleggörbéjű 5 ellenállás. 5 ellenállás pl. egy meg- 5 felelő hosszú és vastagságú réz vezető darabból állítható elő. A mérendő 4 illetve összehasonlító ellenállásról a 6 mérőerősítőre csatlakozunk. A különleges 6 mérőerősítő 8 bemenő csatlakozó vezetékeinek D, E illetve F, G 10 csatlakozó pontjait az A, B illetve B, C áram csatlakozó pontokon belül úgy kell megválasztani, hogy az áramcsatlakozó kapcsok átmeneti ellenállásán fellépő feszültségesést ne mérjük. A 6 mérőerősítő bemeneti impedanciáihoz ké- *5 pest a D, E, F, G átmeneti ellenállások értéke elhanyagolható. A 8 bemenő csatlakozó vezetékek közti mérendő 4 illetve összehasonlító 5 ellenállásoknak nemcsak ohmos ellenállásuk, hanem induktivitásuk is van. A gyakorlatban 20 akár pl. kontaktus átmeneti ellenállásokat, akár forrasztásokat ellenőriznek, mindig az átmeneti ellenállás ohmos komponensét kell meghatározni. Minthogy pl. 1 mm átmérőjű, 1 cm hosszúságú huzal induktivitása jó közelítéssel 25 10 nH = 10~8 H. 1000 Hz mérő frekvencia esetén a vezeték darab induktív meddő ellenállása 6X10-5 ohm, ez a mérendő ohmos ellenállás nagyságrendjébe esik és ez okozza a problémát. 30 A különleges 6 mérőerősítőbe ezért egy vezérelt detektor van beépítve, amely a különböző mérések elvégzésének biztosítására különbözőképpen vezérelhető, pl. célszerűen vagy az 1 illetve a 2 generátorok áramával meghatáro- 35 zott fázisban levő feszültséggel, vagy az 1 illetve 2 generátorok tetszés szerinti felharmonikusával vagy az 1 illetve 2 generátorok kimenőjeléből a 3 üttető fokozat segítségével képzett jellel, amelynek a frekvenciája a gene- 40 rátörök frekvenciáinak lineáris kombinációja, például különbsége vagy összege. A vezérlő jel helyes fázisa a 7 fázistoló áramkör segítségével állítható be. A legegyszerűbb esetben, ha az ellenállás- 45 nak csupán az ohmos értéket kell meghatározni, elegendő egyetlen generátort alkalmazni. A mérési kényelem csökkentése esetén az összehasonlító 5 ellenállás is elhagyható. Ebben az esetben az 1 generátor kimenőjelét köz vet- 50 lenül a mérendő 4 ellenállásra kell kapcsolni. Ez esetben az 1 generátor a 7 fázistoló áramkörön keresztül a különleges 6 mérőerősítő vezérelt detektorának vezérlő feszültségét is szolgáltatja. A 7 fázistolóval a helyes fázis- 55 viszonyokat úgy kell beállítani, hogy a vezérelt detektorra jutó vezérlőfej a 4 mérendő ellenállás ohmos komponensén megjelenő feszültséggel arányos detektálandó jellel legyen fázisban. Az induktív meddő ellenálláson megjelenő gO feszültségnek a fázisa az előbb említett feszültséghez képest 90°-kai el van tolva, tehát a vezérelt detektoron nem ad kimenőjelet. A detektor kimenetén észlelhető jel tehát az ohmos komponensen fellépő feszültségeséssel arányos, 55 4 tehát ismerve a mérendő ellenálláson átfolyó áramerősséget az ellenállás ohmos komponense meghatározható. Az 1. ábrán látható megoldás a mérendő ellenállás nonlineáritás mértékének meghatározására is felhasználható. Pl. célszerűen egyidejűleg két generátorral csatlakozunk a mérendő ellenálláshoz. A generátorok frekvenciáját célszerű úgy megválasztani, hogy ne legyenek egymásnak egész számú többszörösei. Ha a mérendő lineáris kombinációjából, azaz egész számú többszöröseinek összeadásából és kivonásából származó frekvenciájú jeleket állít elő. Célszerűen vagy a generátorok frekvencia különbségével egyenlő, vagy a generátorok frekvenciának összegével egyenlő frekvenciájú jelet kell a nonlineáritás méréséhez felhasználni. A 3 üttető áramkörrel a kiválasztott frenvenciájú jelet pl. a generátorok frekvenciáinak különbségével egyenlő frekvenciájú jelet kell előállítani, melynek a fázisát a 7 fázistoló segítségével kell beállítani. A fázistoló kimenőjelével vezéreljük a 6 mérőerősítő vezérelt detektorát. A detektor kimenőfeszültsége ez esetben a kiválasztott frekvenciájú komponenssel arányos. Azok a komponensek, amelyeknek a frekvenciájuk, részben a vezérelt detektor, részben az indikátor műszer integráló hatására kiesnek. Az indikátor kitérés a mérendő ellenállás nonlinearitására lesz jellemző. A mérés érzékenységének fokozása céljából differenciál mérési módszer is alkalmazható. A 2. ábrán tüntettük fel a mérési összeállítást, amely 6 mérőerősítő példaképpeni megoldást is tartalmazza. Az 1 generátor árama a mérendő 4 és összehasonlító 5 ellenállásokon folyik keresztül. Az ellenállásoknál levett jeleket a teljesen azonos felépítésű 9 és 10 erősítők felerősítik, a kimenő jelük a 11 különbségképző áramkörre jut. A 11 különbségképző áramkör feszültsége a 12 erősítő útján felerősítve a 13 vezérelt detektor bemenetére jut, amelyet a 20 kapcsoló által kiválasztott jel vezérel. Az 1 generátor kimerő áramával arányos jel a 19 fázistolón keresztül jut a 20 kapcsolóra. A 15 áramkör frekvencia kétszerező, a 16 áramkör frekvencia háromszorozó, ezek kimenőjele a 17 illetve 18 fázistolókon keresztül jut a 20 kapcsolóra, amelynek segítségével a három jel bármelyike felhasználható 13 vezérelt detektor vezérlésére. A 20 kapcsoló áramkör segítségével először az 1 generátor frekvenciájával egyenlő frekvenciájú jelet juttatjuk a 13 vezérelt detektorra. Ebben az esetben csak a 9 erősítő működik és a 10 erősítő ki van kapcsolva. A 19 fázistoló segítségével úgy állítjuk be a vezérlőjel fázisát, hogy a 13 vezérelt detektor csupán a 4 ellenállás ohmos komponensén fellépő feszültséget detektálja. A 14 indikátor műszer kitéréséből ismerve a 4 ellenálláson átfolyó áramot a 4 ellenállás értéke meghatározható. 2
