174360. lajstromszámú szabadalom • Linearizáló kapcsolás nemlineáris karakterisztikájú mérőátalakítókhoz
3 174360 4 Ennek több módszere ismeretes. Számítógépes adatfeldolgozásnál az eljárás a következő. A mérőátalakító és az egyéb nemlineáritást okozó elem átalakítási tényezőjének változása a mérendő mennyiség számos értékénél ismert és a számítógép tárjábán tárolják. Minden mérési eredményhez egy helyesbített eredmény interpolálható. Ez az eljárás drága és csak nagy berendezéseknél kerül alkalmazásra. Olcsóbb megoldás az ún. görbe karakterisztikájú erősítők alkalmazása, ahol az erősítő negatív visszakapcsolást létesítő áramkörei egy diódákkal megvalósított nemlineáris impedanciát tartalmaznak. Ez külön erősítő fokozatot képez és követi a mérőátalakító jelét közvetlenül feldolgozó erősítőt. Egy korrigáló áramköri megoldás látható a 3. ábrán, amelyet az ATM 1976/11-es füzete a 351. oldalon részletesen ismertet. Működésének az a lényege, hogy az Ue bemenő feszültség és egy ellenkező polaritású Uv feszültség közé különféle Rz—R* ellenállásokkal megvalósított osztót kapcsolnak, melyek Ue bemenő feszültség különféle értékeinél más-más diódákat kapcsolnak be a negatív visszacsatoló láncba. Az áramköri megoldás hátránya, hogy a negatív visszacsatolás miatt erősítés veszteséggel jár, ezenkívül az Ue bemenő feszültség terhelése változó, így mindenképpen külön fokozatot igényel. Ezen kívül más megoldások is léteznek. A találmány szerinti elrendezés nem igényel külön erősítő fokozatot. Lényege a 4. ábrán látható. A V műveleti erősítő erősítését az R3 és R4 ellenállásokból álló visszacsatoló hálózat szabja meg. Az Utó feszültségforrás úgy mint az 1. ábra szerinti elrendezésnél az átalakítási karakterisztika kezdőpontjának beállítására szolgál. Az Ux mérőátalakító (az ábra szerinti esetben pl. hőelem) belső ellenállása Rb. Az Ux mérőátalakító a V műveleti erősítő fázist nem fordító bemenetére csatlakozik. A nemlineáris elemekből felépített Z impedancián és az Rb belső ellenálláson keresztül pozitív visszacsatolás létesül. Ez a pozitív visszacsatolás erősítés veszteség nélkül korrigálja az Ux mérőátalakító nemlinearitását. A megoldás alkalmazását indokolja, ha fontos követelmény az áramköri elemek, továbbá az erősítő fokozatok számának minimalizálása, különösen a fogyasztás csökkentése végett. Ez utóbbi szempont a telepes műszereknél igen jelentős. Az 5. ábra alkalmazási példaként egy olcsó, egyszerű ellenálláshőmérős elrendezést mutat. Az elrendezés egy hordozható, telepes, digitális műszerben került alkalmazásra, amelynél az áramkör egyszerűsítése és a telepenergiával való takarékosság elsődleges szempontok voltak a tervezés során. Rt ellenállás egy ellenálláshőmérő, R,, Rí, R2, R3 és Rv ellenállások állandó értékű ellenállások. Az U1 tápfeszültségforrásra csatlakozó osztóban Rs ellenállás nagyobb, mint Rt ellenállás, de nem szükségszerűen végtelen nagy, azaz Rt 5 ellenállás nem áramgenerátoros táplálású. Az R2/R, ellenállás arány megegyezik Rto/R* ellenállás aránnyal, ahol Rto ellenállás az Rt ellenállásnak 0°C-on felvett értéke. Az R3 ellenállás negatív visszacsatolást létesít és az erősítést stabilizálja. A Dv dióda 10 és a soros Rv ellenállás kapcsolásból álló visszacsatoló hálózat feszültségfüggő visszacsatolást létesít és korrigálja a hőmérő Rt ellenállására vonatkozó (1) egyenlet másodfokú tagjának hatását, valamint a (3) egyenlet első, nemlineáritást okozó tagjának hatását. Ez a 15 megoldás csak a felülről konvex görbekarakterisztikák linearizálására alkalmas. Szabadalmi igénypontok 20 1. Linearizáló kapcsolás nemlineáris karakterisztikájú mérőátalakítóhoz, amely fázist fordító és nem fordító műveleti erősítőből, valamint a fázist nem fordító bemenetére csatlakozó véges belső ellenállás-25 sál (Rb) és (közös potenciálú) vonatkozási ponttal rendelkező mérőátalakítóból áll, a műveleti erősítő kimenetét és a fázist fordító bementét egy visszacsatoló ellenállás (R3) köti össze, a műveleti erősítő fázist fordító bemenetére pedig egy további visszacsa-30 toló ellenállás (R4) csatlakozik, azzal jellemezve, hogy a műveleti erősítő fázist nem fordító bemenete és kimenete közé pozitív visszacsatolást létesítő visszacsatoló lánc van kapcsolva, amely egy vagy több diódából és/vagy egy esetleg több ellenállás soros 35 és/vagy párhuzamos kapcsolásából, továbbá a mérőátalakító belső ellenállásából kialakított nemlineáris impedancia. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a további visszacsatoló ellen-40 állás (R4) a mérőátalakító (közös potenciálú) vonatkozási pontjára csatlakozik. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a további visszacsatoló ellenállás (R4) egy feszültségforrásra (Ut0) csatlakozik. 45 4. A 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a mérőátalakító egy tápfeszültségforrásra (U^ csatlakozik, amely mérőátalakítót egy állandó ellenállás (Rs) és egy hőmérsékletfüggő 50 ellenállás (Rt) soros kapcsolásából, valamint ezzel párhuzamosan kötött további két ellenállásból (Rí és R2) álló osztó valósít meg. 3 db rajz, 5 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 2 80.8777.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen - Felelős vezető: Benkő István igazgató
