175633. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés fizikai mennyiség x értékének közvetett meghatározására
7 175633 8 maximális, akkor az minimális idő eltelte után lesz egyenlő az U2 referenciajellel; ha az Uj kimenő jel közelítően 0, akkor az eljárás végrehajtásához a minimális idő többszöröse kell. E kivitelnél ezért célszerű a 2 komparátor jelváltásával indítani olyan monostabil multi- 5 vibrátort, melynek időállandója a soron következő mintavételhez szükséges előkészületi időtartam. Ha a referenciajelet törtvonalas közelítéssel állítjuk elő, akkor a műveletet indító kapcsolón kívül olyan további kapcsoló(k)ra is szükség van, mely(ek) a függvény- 10 generátorban — lineáris vagy nonlineáris — időzítőtagfok) átkapcsolását eredményezi(k). Természetesen ezeket a kapcsolókat is lehet sokféleképpen kialakítani, az szakértőtől elvárható. Ezért a továbbiakban a kapcsolók kialakítására nem térünk ki, a függvénygenerá- 15 tor működésének leírásánál ezek létezését feltételezzük, a függvénygenerátor változatainak és kiviteleinek ábrázolásánál indító K kapcsolót mutatunk, s az időzítő tagok átkapcsolására indexszel jelölt Kt, K2, ..., kapcsolókat. A 3. ábrán vázlatosan mutatunk néhány kivitelt az első változatra, melyekkel önmagában ismert módon előállítható a mindenkori U2 referenciajel. Minthogy ezeket a szabályozástechnikai irodalom igen részletesen tárgyalja (lásd pl. Solodownikow: Bauelemente der 25 Regelungstechnik), csak vázlatosan mutatjuk a felépítést és röviden utalunk a működésre, az előállított függvény képletét pedig a kapcsolás mellett mutatott függvénygörbe jobboldalán feltüntettük. A 3/a ábrán mutatott kivitelnél a K kapcsoló zárt Z 30 állásában az R ellenálláson konstans U/R=I egyenáram folyik. A kapcsoló nyitása utáni Ny állásban a C kondenzátor az R ellenálláson át kisül, így jön létre az ábrázolt függvénymenet. A 3/b ábra szerint a K kapcsoló nyitott Ny állásában 35 nincs kimenőjel — U2=0 —, a zárás utáni Z állásban a 9 integrátor az idővel egyenletesen növekvő feszültséget ad a szorzó 10 áramkör két bemenetére, így jön létre a t idő négyzetével arányos feszültség. A 3/c és a 3/d ábrák szerinti kiviteleknél is a 9 integrátor szolgáltatja a t idővel arányos feszültséget, melyet az egyik esetben a logaritmáló 11 áramkör, a másik esetben a négyzetgyökképző 12 áramkör alakít át. A 4. ábra mutatja a második változat szerinti függvénygenerátor egy példaképpeni kivitelét, mely alapvetően abban különbözik a 3/a ábrán mutatott első változat szerinti kiviteltől, hogy nem egyetlen adott U2= =e_tT (t=RC) függvény szerinti feszültséget állít elő, hanem a kezdő t0 időpontban a kitevő t0=CR, adott t, időponttól kezdve a kitevő t,=C(RxR]), t2 időponttól t2=C(RxR( xR2) és így tovább. Természetesen a vezérlésnek nem egyetlen módja, hogy először csak az indító K kapcsoló, majd ezenkívül az első időzítő K| kapcsoló, végül ezeken kívül a második időzítő K2 kapcsolása is zár, a kapcsolóelemek zárásának összhangja variálható, így kevesebb kapcsolóval és időzítő elemmel több görbeszakasz nyerhető. Ezzel a viszonylag egyszerű áramkörrel közelíthetjük meg az 5. ábrán eredményvonallal mutatott U, kimenő jel menetét. Ez a függvény jellegére nézve — legalábbis közelítően — exponenciális, de gyakorlatilag nem határozható meg olyan kitevő, mellyel folytonosan előállítható lenne. Az U J kimenő jelnek az ábrán mutatott szakaszát ezért három — konstans kitevőjű — exponenciális görbével közelítjük meg, mely görbéket folytonos vonallal rajzoltuk. Az abszcisszán a t értékek a folytonos vonalú gör- 20 békhez tartoznak, míg az x értékek az eredmény vonallal rajzolt görbe argumentumai. Abból indulunk ki, hogy a mérőátalakító kimenőjelének kezdőértéke sem ideálisan azonos érték, az U2 referenciajel kezdőértékét — hogy mindenképpen majoráns érték legyen — az ideálisnál kismértékben magasabbra választjuk, de azért az értékek gyakorlatilag egybeesnek. A kezdő t0 időpontban csak a műveletet indító K kapcsoló került zárt Z állásba, az U2 referenciajel tehát t0 időállandó szerinti. A t] időpontban zár az első időzítő Kj kapcsoló és az időállandó: t,. A t2 időpontban zár a második időzítő K2 kapcsoló is és az időállandó t2. Az ábrán látható, hogy a kezdő t0 időpontban a két jel közötti különbség, a A, hiba nem maximális, a pozitív, illetve negatív előjelű maximális A2, illetve A3 hibákat az ábrán jelöltük. A hiba nem lehet nagyobb, mint az előírt mérési pontosságból adódó tűréshatár. Az 5. ábra szerinti közelítés gyakorlati végrehajtásának bemutatására a 6. ábrán látható egy ténylegesen megvalósított közelítés. Az eredményvonal egy mért 40 abszorpciós karakterisztikát mutat. A törtvonalat alkotó, A, B, ... egyenesek valójában exponenciális görbék, de az ordinátát logaritmikusán választottuk, így egyenessel írhatók le. A 8j, S2, Ax,, Ax2 jelekhez nem szükséges magyarázat. Az abszorpció mértéke szerinti x értékeket 45 g/m2 közegsűrűségre kalibráltuk. A 6. ábra szerinti tényleges karakterisztika felvételének módját az I. táblázat alapján magyarázzuk. I. táblázat 01 02 03 04 05 06 07 08 09 gm/* mért U(V) U/U0 In U/U„ y—ae^x | h’ y=alcbix h, y—a,ebix h. y =a,Cb3x h. 0 8,225 1 0 1,0496 +5% 1,0033 +0,3% 140 7,816 0,9503 0,051 0,9824 0,9492 275 7,405 0,9003-0,105 0,9216 0,8999 41^ 7,023 0,8538-0,158 0,8626 0,8515-0,3% 557 6,633 0,8065-0,215 0,8066 0,8050 . 695. .6,272 0,7626-r 0,271 0,7557 0,7623 835 5,913 0,7189-0,330 0,7073 0,7212 . +0,3% 0,7234 +0,6% 975 5,580 0,6784-0,388 0,6620 0,6780 1113 5,244 1 0,6376-r-0,450 0,4201 0,6360 il2?5 4,929 0,5993 ; -0,512 0,5799-3% 0,5956-0,6% 4
