176393. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés a vezetékellenállások hatásának kompenzálására ellenállások távmérésénél
3 176393 4 További lehetőség, hogy a mérendő ellenálláson és az egyik vezeték ellenállásán keresztül egy áramgenerátor áramának egyik fele míg a másik hozzávezetésen és további változtatható ellenálláson keresztül az áramgenerátor áramának másik fele fo- 5 lyik, mert a kívánt kiegyenlítő hatás így is megvalósul Ennél az elrendezésnél követelmény viszont, hogy a változtatható ellenállás mindenkori értéke a mérendő ellenállás aktuális értékével megegyezzen, mert a két ág szimmetriája csak így biz i0 tosítható. Dyen megoldást ismertet a 2 340 158 számú NSZK közzétételi irat, amelynél a változtatható ellenállás tranzisztorral van megvalósítva, amelynek megfelelő vezérlésével a mérendő ellenállást és an- 15 nak változásait a berendezésen belül mintegy leképezik, s így a változtatható ellenálláson eső feszültség a mérendő ellenálláson eső feszültséggel mindenkor megegyezik, ez pedig a berendezésen belül mérhető. 20 Fenti megoldás hátránya a nagymértékű eUenfelhasználás, valamint a mérendő ellenállás nyugalmi értéke kiegyenlítésének külön kapcsolási elrendezéssel történő megoldásának szükségessége. A jelen találmánnyal elérni kívánt cél a fenti 25 hiányosságok kiküszöbölése, tehát a kapcsolási elrendezés oly módon történő kialakítása, hogy a hozzávezetések ellenállásainak kompenzálása az ellenállások távmérésénél egyszerű felépítésű áramkörrel megoldható legyen, és a kapcsolási elren- 30 dezés egyben előnyösen a mérendő ellenállás nyugalmi értékének kompenzálására is alkalmas legyen. A találmány szerinti háromvezetékes mérőrendszer az ellenállások pontos távmérését, tehát a 35 hozzávezetések ellenállásainak kompenzálását, és szükség szerint a mérendő ellenállás nyugalmi értékének kiegyenlítését minimális elemszámmal oldja meg. A találmánnyal megoldani kívánt feladat tehát a 40 kompenzáció minimális elemszámmal történő megoldása, és a jel aszimmetrikus továbbvezetése lehetőségének biztosítása a további feldolgozás érdekében, valamint a mérendő ellenállás nyugalmi értékének ugyanezen kompenzáló áramkörrel történő 45 szükség szerinti kiegyenlítése. A találmány szerint a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy két azonos áramot adó áramgenerátort kapcsolunk egymással szembe a hozzávezetések ellenállásaiból és a mérendő ellenállás- so ból álló mérőkörben, biztosítva az áramgenerátorok áramának elfolyását a mérendő ellenállás egyik végpontján, oly módon hogy az áramgenerátorok árama a földhöz képest azonos irányú. A kapcsolási elrendezéssel az aszimmetrikus jelfeldolgozás le- 53 hetőségét oly módon valósítjuk meg, hogy az egyik vezeték műszeroldali végpontját negatívan visszacsatolt műveleti erősítő fázisfordító bemenetére a másik végpontját pedig kompenzáló vezeték beiktatásával a műveleti erősítő kimenetére csatlakoztat- 60 juk, a műveleti erősítő másik bemenetét pedig földpotenciálra kötjük. A műveleti erősítő a fázisfordító bemenetére csatlakozó vezetékbe előnyösen kompenzáló ellenállást iktathatunk a mérendő ellenállás nyugalmi értékének kiegyenlítésére. 65 A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege, hogy hídkapcsolás, amelynek két felső ágában két azonos nagyságú és a földhöz képest azonos irányú áramot stabilizáló áramgenerátor van az alsó ágak egyikét pedig az egyik hozzá vezetés ellenállása és a mérendő ellenállás a másikat pedig a másik hozzávezetés ellenállása alkotja, a két alsó ág közös pontjára kompenzáló vezetéken keresztül műveleti erősítő kimenete van csatlakoztatva, a műveleti erősítő fázisfordító bemenete pedig a másik alsó ág és a hozzá csatlakozó felső ág közös pontjára van kötve, a műveleti erősítő másik bemenete pedig földpotenciálra van kapcsolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyös kiviteli alakjánál a hídkapcsolás másik alsó ágában a vezetékbe a mérendő ellenállás nyugalmi értékének kiegyenlítésére kompenzáló ellenállást iktathatunk be. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzok alapján részletesebben ismertetjük. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés elvi kapcsolását, a 2. ábra az áramgenerátorok árama stabilizálásának elvi megoldását, a 3. ábra az áramgenerátorok árama stabilizálásának konkrét kiviteli alakját, a 4. ábra pedig a kapcsolási elrendezés hányadosmérőhöz történő alkalmazását. Az 1. ábra szerint a hídkapcsolást I, .I2 áramgenerátorok, Rv, Rv2 vezetékellenállások, Ré mérendő ellenállás, és az előnyös kiviteli alaknál alkalmazott. R<, kiegyenlítő ellenállások képezik, oly módon, hogy az első I, áramgenerátor az egyik hídág felső ágát, az I2 áramgenerátor a másik hídág felső ágát, az Rv, vezetékellenállás és az Ré mérendő ellenállás az egyik hídág alsó ágát az Rv2 vezetékellenállás és az előnyösen alkalmazott Rq kiegyenlítő ellenállás pedig a másik hídág alsó ágát képezi. A másik hídág felső és alsó ága közé műveleti erősítő fázisfordító bemenete, a két alsó hídág csatlakozási pontjára pedig kompenzáló vezetéken keresztül az A, műveleti erősítő kimenete van kapcsolva. A kompenzáló vezeték ellenállását a rajzban Rv3 ellenállás alkotja. Az A, műveleti erősítő másik bemenete földpotenciálra van kötve. A kapcsolási elrendezés kimenete az egyik hídág alsó és felső hídágának csatlakozási pontja és a föld. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működése a következő: Az I, és I2 áramgenerátorok az egyik és másik hídágon egyenlő, a földhöz képest egyirányú áramot hajtanak keresztül. Az áramok elfolyása a kompenzáló A, műveleti erősítő kimenetén keresztül történik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél a mérőkör kimenetére vonatkoztatva az első Rv, vezetékellenálláson és a második Rv2 vezetékellenálláson létrehozott feszültségesés egyenlő nagyságú, de ellentétes irányú, így a kapcsolási elrendezés kimenő feszültségét az Ré mérendő ellenálláson eső feszültség alkotja. A másik hídág felső és alsó hídágának közös pontja a kapcsolási elrendezés működésénél azért kerül virtuális földpotenciálra, mert a fentiek szerint bekötött A, műveleti erősítő a megvalósuló negatív visszacsatolás miatt a nem invertáló be-2
