171117. lajstromszámú szabadalom • Többmérőhelyes automatikus mérőrendszer nemlineáris érzékelőkhöz
3 171117 4 veszi figyelembe a mérőelemekből keletkező aszimmetriát, így növeli a pontatlanságot. A megfelelő felbontás eléréséhez több korszerű rendszer is ismeretes. Egy ilyen általános hőmérsékletmérő rendszer van ismertetve az ELEKTROMOS 1970. évfolyam 3. számában. A cikkben ismertetett rendszernél a szintkomparálás egy ellenőrző logikában történik. Ez az egység két számlálót tartalmaz. A digitális voltmérő a mérőpont szintérzékelésénél egy számlálót indít, valamint a referencia érzékelésekor egy másik számlálót, az ellenőrző logikai kapurendszer segítségével a két számláló jelét összegzi, illetve kivonja. Ez egy számértéket ad. Az ezen számértékhez tartozó megfelelő korrekciót egy következő kapu adja hozzá. Az így kapott érték már a közvetlen hőmérsékletnek megfelelő számérték, amely kijelzésre, illetve kiírásra kerül. A rendszer hiányossága, hogy nem veszi figyelembe a hőérzékélő elemek szórását a referencia pontban és nem számol a meredekség különbözőségével. Mindezek mellett a logikai úton történő linearizálás több mérőhely esetén csak nagyszámú logikai integrált áramkörrel valósítható meg. Az ismertetett berendezések konstrukciójából adódik, hogy nem alkalmazkodnak a hőelemek szórásához és nem küszöbölik ki az így keletkezett pontatlanságot. A rendszerek alapvetően a hőérzékelők által adott görbét szakaszosan mérik és ebből is jelentős pontatlanság származik. További hátrány jelentkezik abból is, hogy az ismertetett rendszerek speciális egységeket tartalmaznak, pl. az A/D konverter bonyolult speciális memóriaegységet is tartalmaz. A felhozott korszerű berendezések tehát még mindig nem teljesítették a hőérzékelők szórásából keletkező hibák kiküszöbölését, továbbá a berendezések konstrukciója túlzottan bonyolult, melyek további hibalehetőségeket és gazdasági megfontolásokat eredményeznek. Ezzel szemben az általunk kidolgozott berendezés ezeket a követelményeket kielégíti. A találmányunk tárgya olyan nemlineáris érzékelőkhöz csatlakoztatott többmérőhelyes automatikus mérőrendszer, mely a mérési folyamatokat műveleti erősítőkkel hajtja végre. A műveleti erősítők alkalmazása miatt a berendezés az érzékelőkről kapott jeleket nem szakaszosan, hanem folyamatosan méri és a műveleti erősítők ezeket a jeleket közvetlenül értékelik, így a berendezés kimenetén közvetlen kijelzett lineáris jelek vannak. A találmány által kitűzött feladatot megvalósító áramkör a 2. ábrában bemutatott blokkvázlat 5 linearizaló egységében foglal helyet. Az ábrában a 6 a memóriaegységet, 7 az A/D konvertert, 8 pedig a kijelzőt jelenti. A találmány tárgyát képező részletes áramkört a 3. ábra ábrázolja, ahol a 9, 10, 11, 12, 13 a műveleti erősítőket, 14, 15 a szorzóáramköröket, a 16 a memóriaegységet, 17, 18, 19 az ellenállásokat, 20 a mérőpontváltó egységet, 21 a segédfeszültség kapcsoló egységet, 22 az ellenállásillesztő egységet, 23, 24 a műveleti erősítő kapcsolókat jelenti. A találmány tárgyát megvalósító kapcsolási elrendezésben a 20 mérőpontváltó egység a 17 ellenálláson keresztül a 9 műveleti erősítő bemeneti pontjára csatlakozik. Az ugyanezen műveleti erő-5 sítő másik bemenetére pedig a 10 műveleti erősítő kimenete és a 19 ellenállás egyik ága van bekötve. A 9 műveleti erősítő kimenete, mely egyben az egész rendszer kimenete is, sorrendben all műveleti erősítő bemenetére, a 14 és 15 szorzoáram-10 körökön keresztül a 23 és 24 műveleti erősítő kapcsolóra csatlakozik, melyek felváltva kapcsolódnak a 12, 13 műveleti erősítő bemeneteihez. A 16 memóriaegység egy-egy kimenete sorrendben a 23 és 24 műveleti erősítő kapcsolóhoz, valamint a 15 22 ellenállásillesztő egység vezérlő bemenetére csatlakozik. A 11, 12, 13 műveleti erősítő a 22 ellenállásillesztő egységen keresztül a 10 műveleti erősítő egyik bemenetére és a 20 ellenállás másik ágához kapcsolódik. A 10 műveleti erősítő másik 20 bemenete földponton van. A 16 memóriaegység további kimenete a 21 segédfeszültség egységhez van kötve. A 21 segédfeszültség kapcsoló kimenete pedig a 18 ellenálláson keresztül a 9 műveleti erősítő bemenetére van csatlakoztatva. 25 A 20 mérőpontváltó egység pozícióján megjelenő jelet a 9 műveleti erősítő felerősíti. A felerősített jelek a 11 műveleti erősítőbe mint lineáris tagba, továbbá a 14 és 15 szorzóáramkörökbe jutnak, itt a jelek hatványozódnak. Ezeket 30 a hatványozott jeleket a 12, 13 műveleti erősítő előjelnek megfelelően befolyásolja. A 11 műveleti erősitő kimenetén megjelenő lineáris jel, valamint a 12 és 13 műveleti erősítők kimenetein jelentkező hatványozott jelek a 22 ellenállásillesztő és a 10 35 műveleti erősítő által alkotott összegző kapcsolásra jutnak. A 10 műveleti erősítő kimenetén ezen három jel súlyozott összege jelenik meg és kerül a 9 műveleti erősítő másik bemenetére. A berendezés működésének érthetőbb magyarázata képpen az 40 alábbi matematikai levezetés szolgál, ahol a termoelemek által szolgáltatott feszültség alapegyenletéből indulunk ki. Ube (T) = A-T+A-T2 + ... + N-T" 45 A 10 összegző erősítő kimenőfeszültsége a következő: Uki (10) = Uki -a±U ki 2 -b...±U ki "-n 50 Ez a feszültség jut a 9 műveleti erősítő bemenetére, Ha a 9 műveleti erősítő vezérlő bemenetére Ub (T) feszültség kerül és 55 A megfelel a - nak B megfelel b — nak N megfelel n — nak 60 akkor a linearizaló kimenő feszültsége megfelel az adott hőmérsékletnek, „a", „b" és ,,n" együtthatók a 10 összegző erősítő súlyozott visszacsatolásainak felelnek meg. A találmány által kidolgozott elrendezés gyakor-65 latilag kiterjeszthető minden olyan fizikai mennyi-2
