156339. lajstromszámú szabadalom • Aktív földpotenciálkiegyenlítő kapcsolás váltakozóáramú mérőhidakban
7 156339 8 nett pontja ismét az a csomópontra, bx bemeneti pontja pedig a d csomqponitra kapcsolódik. Az erősítő b2 második bemeneti pontjára segédáramforrás csatlakozik, mely a generátorral megegyező frekvenciájú, amplitúdójában és fáziséban változtatható, kézi szabályozással beállítható feszültséget szolgáltat. A találmány szerinti földpotenciálkiegyenlítő kapcsolással működő berendezések kezelése ugyanolyan, mint akár a segédibidas, akár a 3. ábrán vázolt, kizárólag segédáramforrást alkalmazó mérőhidaké. A szükséges kiegyenlítő feszültséget a segédáramforrással állítjuk be, és ennék az erősítő kimenetére redukált értéke ugyanakkora, mintha nem is lenne visszacsatolt erősítő a körben, most azonban a teljes kiegyenlített állapot — azaz a híd kiegyenlítettsége és ezzel egyidejűleg a földpotenciál kiegyenlítése három átkapcsolással megoldható. A találmány szerinti fűldpotenciál-kiegyenlíitő kapcsolás hatékonyságát ismét a komplex hibán keresztül mutatjuk be. Ha a 6. ábra szerinti elrendezésiben Zx a mért impedancia, akkor ennek mérésében a külső szórt impedanciák hatására keletkező komplex hiba: d Z4 Zx 1+iA Zd ~~ Z 6 (3) A kifejezésben ő ismét a segédárarnforrás által szolgáltatott feszültség beállítási pontatlansága, A pedig az erősítő erősítése. A kifejezésből kitűnik, hogy a hiba tetszőlegesen kis ér- 35 tékűre csökkenthető. A csupán segédáramforrással működő kapcsolásokhoz képest előny az, hogy a segédáramforirással szemben támasztott követelmény lényegesen enyhébb, a segédfeszültség ő beállítási pontatlansága 1+A—ad . résziére csökkentve szerepel a hibát leíró összefüggésben. Ha pl. adott a megkívánt mérési hiba és A = 100-as erősítést valósítunk meg, a segédáramfiorrástól megkövetelt beállítási pontosság 2 nagyságrenddel kisebb. .. A találmány szerinti földpotenciál kiegyenlítő kapcsolás az ismert megoldásokhoz képest az alábbi előnyökkel rendelkezik: 1. A felső frekvenciahatár kiterjesztése. 50 a) Találmányunk kiküszöböli a tisztán paszszív megoldások realizálási nehézségeiből adódó karlátozásokatt, a felső [mérőfrekvenciaihatárt illetően. 55 b) A kizárólag segédáramforrást alkalmazó megoldásokkal szemben kapcsolásunkban igénytelen, egyszerűen realizálható segédáramforrás alkalmazható. A példa szerinti kiviteliben alkalmazott segédáraimforrásban egyetlen foko- 60 zatkapcsolóval és egy poitenciométerrel kellően finom szabályozást lehetett megvalósítani. Ez tette lehetővé azt, hogy 50 Hz-től mintegy 30,0 kHz-ig terjedő frekveniaiasávban a segédáramforrás megfelelően működik. Kizárólag segéd- g5 . áramforrást alkalmazó kiiegyenlítő körrel, ekkora frekveneiáhatár gyakorlatilag igényesebb osztókkal sem valósítható meg. e) A kizárólag erősítővel működő automatikus 5 földpotenciál-ikiegyenlítő kapcsolásokhoz képest minőségi különbség az, hogy míg amazokban az erősítés közvetlenül kihat a hibára, addig kapcsolásunkban az erősítés közvetlenül nem befolyásolja a hibát, mintegy a kezelési kénye) lemre hat ki. Kétségtelen, hogy itt is előnyös az erősítés növelése, a követelmények azonban soklkai enyhébbek, mint a kizárólag erősítőt alkalmazó kapcsolásoknál. 100-as erősítéssel már igen kényelmes üzemmód biztosítható. Kom. penzált erősítővel stabil üzemmódot lehet elérni úgy, hogy a felső freikvenciahatár néhány 100 kHz. Az ismert megoldásokkal megvalósított frekvenciahiatár ennél mintegy 2 nagyságrenddel kisebb. d) Valamennyi ismert megoldással szemben az erősítőt és segédáramforrást együttesen alkalmazó találmány szerinti megoldással megszűnik a külső szórt impedanciák hatástalanítására szolgáló áramkörök frekvenciahatárt korlátozó hatása. A teljes berendezés felső frekvenciahatárát gyakorlatilag az alkalmazott mérőníd tulajdonságai határozzák meg. 2. Kezelési kényelem, a mérési idő lerövidítése. a) A találmány szerinti kapcsolás megszünteti a passzív (segédhidas) módszerek azon hátrányát, hogy a teljes kiegyenlítettséget onupán számos lépésben, iterációval lehet elérni. A teljes kiegyenlítési folyamat még a felső frekvenciahatár közelében is — a sok lépéses iteráció helyett — mindössze három lépésből ál.. A segédhidas megoldások konvergenciája az . alkalmazott impedanciáktól függően gyakran nagyon rossz. Ez azt jelenti, hogy önmagának a segódihídnak a két komponenssel való kiegyenlítése is számos lépést igényel, lassítja a mérést. Ezzel szemben a segédáramforrást ki lehet úgy alakítani, hogy a kívánt feszültség egymáshoz képest 90°-ra eltolt komponensekből legyen összetehető. Konvergencia szempontjából ez a megoldás optimális, ami abban jelentkezik, hogy a földpotenciál-kiegyenlítés könnyen, gyorsan végrehajtható. b) Kapcsolásunk működésének megítélésénél figyelembe kell venni azt, hogy a beiktatott erősítő a föld és az indikátoroldali csomópont között jelentkező mindenkori feszültséget 1-fnAnad résziére csökkeníti. Ennek az a következménye, hogy a híd első kiegyenlítésekor, — amikoris a segédáramforrás feszültsége a kiegyenlítéshez tartozó értéktől jelentős mértékben eltérhet — nem mérünk olyan hibásan, mintha kizárólag segédáramforrás lenne a körben, mert az erősítő az indikátoroldali csomópontot mindig a földpotenciál közelében tartja. c) Abban a frekvenciatartományban, ahol a tisztán automatikus rendszer alkalmazása egyáltalában " szóiba jöhet, találmányi bejelentés szerinti rendszerben is megengedhető a segéd-4
