164113. lajstromszámú szabadalom • Induktív útmérő készülék

5 164113 6 1. ábra a találmány szerinti útmérő készülékben alkalmazható differenciáltranszformátor példakénti kiviteli alakjának vázlatos metszetét, a 2. ábra a találmány szerinti útmérő készülék előnyös kiviteli alakjának kapcsolási vázlatát és a 3. ábra a találmány szerinti készülékben alkalmazható, egy lehetséges hőmérséklet-kompenzáló kapcsolási elrendezést szemléltet. Az 1. ábra szerinti differenciáltranszformátornak két ferrit anyagú 46 és 47 köpenymagja, 50 illesztőgyűrűje, eltolható 48 rúdja, erre szerelt 58 tárcsája, amely ferrit anyagból levő 49 lemezekkel van borítva, valamint 51 és 52 tekercstestei vannak. Az 58 tárcsából és 49 lemezekből álló tárcsaelrendezés teljes 54 vastagsága és a 46 és 47 köpenymagok közötti 57 távolság meghatározzák a 48 rúd maximális megengedhető mérőútját és így a méréshatárt, ami például 0,1 mm lehet. Az 51 és 52 tekercstestek mindenkor soros kapcsolásban tartalmazzák a 3 és 4 primer tekercseket, a szekunder tekercs egymással szemben kapcsolt 7 és 8 részeit, továbbá az ismét soros kapcsolásban levő 5 és 6 vezérlő tekercseket. A differenciáltranszformátor beépítési feltételeit 53 határoló vonalak és 55 ágyazási helyek jelölik szimbolikusan. A 49 lemezekből és 58 tárcsából álló tárcsaelrendezés és az 50 illesztőgyűrű között levő gyűrűs rés igen kicsiny. Az 50 illesztőgyűrű közvetlenül érintkezik a szimbolikus 53 határoló vonalakkal és a 46 és 47 köpenymag központosítására szolgál. A konstrukciós feltételek mellett a differenciáltranszformátor nagy kimenő jelszintjét a primer és szekunder tekercsek menetszámának aránya határozza meg. Emellett a 46 és 47 köpenymagok ferrit anyagának a mágneses telítési hatás alatt kell üzemelnie. A 2. ábra szerinti kapcsolási elrendezésen 1 illetve 2 tranzisztor emittere a differenciáltranszformátor 5 illetve 6 vezérlő tekercsével, kollektora a 3 illetve 4 primer tekercsével van összekötve. Az 5 és 6 vezérlő tekercsek középleágazása a rajzon nem ábrázolt Ug feszültségű stabilizált egyenfeszültségforrás pozitív 62 pólusával, míg a 3 és 4 primer tekercsek középleágazása negatív 61 pólusával van összekötve. A 61 és 62 pólusok közé továbbá 15 és 16 ellenállásokból álló feszültségosztó van kötve. Az 1 és 2 tranzisztorok vezérlésére az 5 illetve 6 vezérlő tekercsek mellett 11, 12, 13 és 14 ellenállásokból valamint 9 és 10 kondenzátorokból álló lánc szolgál, amely az 1 és 2 tranzisztorok kollektorai közé van kötve. A 11 és 12, illetve a 13 és 14 ellenállások összekötő pontja a 2 illetve 1 tranzisztor bázisára csatlakozik. A 13 és 12 ellenállások közös összekötó'pontja a 15 és 16 ellenállásokból álló feszültségosztóval van összekötve, amely a négyszöghullámú rezgés megindulását' biztosítja. Az alkalmazott vezérlési elv kihasználja a kezdő meredek feszültségesést, amely a 9, 11, 12 illetőleg 10, 13 14 RC-tagokon jelentkezik, minthogy a mindenkori telítésbe vezérelt tranzisztorhoz kapcsolt vezérlő tekercsen levő feszültség a tranzisztor számára záró irányú. Az 1 és 2 tranzisztorok telítési UßE feszültségének változása a hőmérséklet függvényében ezért elenyészően csekély befolyást gyakorol az elrendezés rezgési frekvenciájára. A frekvenciát a 5 két RC-tag határozza meg. Az 1 és 2 tranzisztorok kollektorai közé továbbá példaképpen gyűrűs modulátorként kialakított fázisérzékeny egyenirányító referenciabemenete van kötve, amelyhez 17 és 18 diódákat, korlátozó 21 és 22 ellenállásokat, 10 továbbá a mérési tartomány eltolását végző beállító 23 potenciométert tartalmazó első ág, valamint egy ezzel párhuzamos második ág kapcsolódik, amely 19 és 20 diódákat és 24 és 25 ellenállásokat tartalmaz. A 3 és 4 primer tekercsek indukált 15 feszültsége következtében, amely mindenkor közel Uß értékű, az 1 és 2 tranzisztorok kollektorai között négyszöghullámú váltakozó feszültség lesz, amelynek amplitúdója közel 2 Uß. 20 A fázisérzékeny egyenirányító két párhuzamos ágán az egymás utáni periódusokban ellentétes irányú egyenáram folyik. A beállító 23 potenciométer szimmetrikus állásánál a potenciométer csúszóérintkezó'je és a 61 pólus között nincs 25 potenciálkülönbség. A beállító 23 potenciométer csúszóérintkezőjének elállítása középhelyzetéből pozitív vagy negatív egyenfeszültséget eredményez a 61 pólushoz 30 képest, amely egyenfeszültség az Uß feszültséggel arányos. Ez az egyenfeszültség a nullapont beállítására használható fel. A beállító 23 potenciométer csúszóérintkezője és a második 19, 20, 24, 25 ág középleágazása közé, azaz a fázisérzékeny 35 egyenirányító jelbemenetére az egymással szembekapcsolt 7 és 8 részekből álló szekunder tekercs van kapcsolva, amelyet 31 kondenzátor hidal át. Mivel a szekunder tekercs 7 illetve 8 részei a differenciáltranszformátor különböző 52 illetve 51 40 tekercstesteiben vannak elhelyezve, és egymással szembe vannak kapcsolva, a szekunder tekercsben a tárcsaelrendezés középállásában nem ébred feszültség. Az ettől eltérő helyzetben az iránytól függő fázisú négyszöghullámú feszültség jelenik meg a 45 szekunder tekercsben. A szekunder tekercs 60 középleágazását ohmos feszültségosztó útján valósítjuk meg. A differenciáltranszformátor frekvenciabemenetének van egy része, amely a mágneses fluxus eloszlásától és ilyen módon a mért úttól 50 függ. Ebből meghatározott értékű rendszeres hiba adódik. Ezt a hibát a 31 kondenzátorral lehet kompenzálni, úgy, hogy a rendszeres hiba első közelítésben eltűnik és második közelítésként kb. ±0,10% maradék rész marad meg. A teljes mérési 55 tartomány linearitása a 31 kondenzátorral befolyásolható. Eltűnő kapacitás esetén a linearitási hiba egy kivitelezett példánál ±0,3% volt, pozitív előjelű a mérési tartomány végén, és ezáltal az ellentétes értelmű linearitási hibák, például a membránoknál 60 előfordulók, kompenzálhatok. A mért útra jellemző Us egyenfeszültségű jelet, amely volt nagyságrendű tartományban van, a 60 középleágazás és a 61 pólus között kapjuk. Az Us egyenfeszültséghez a 23 potenciométerrel beállított, a nulla beállításra 65 szolgáló feszültség is hozzá van adva. Itt tehát 3