181327. lajstromszámú szabadalom • Digitalis kézi mérőműszer rezisztiv mérőhidak lineáris tartományba eső kiegyenlítetlenségének nagypontosságú mérésére
3 181327 4 2. ábra azt az elrendezést ábrázolja, amely a találmány szerint alkalmas az átalakítási tényező beállítására, és a beállított érték digitális mérésére. Az 1. ábrán az 1 rezisztív mérőhíd 11 mérőjel-kimenete a 2 lineáris erősítő 21 bemenetére csatlakozik, míg a 2 lineáris erősítő 22 kimenete a 3 A/D konverter 31 jelbemenetére van kötve. A 3 A/D konverter 33 kimenete a 4 digitális kijelző 41 bemenetére csatlakozik, míg a 34 digitális kimenet a mérőműszer digitális kimenőpontja. A találmány szerint az 5 közös referenciaforrás 51 kimenete össze van kötve az 1 rezisztív mérőhíd 12 tápláló pontjával és a 3 A/D konverter 32 referenciabemenetével. A fentiekben ismertetett kapcsolás működése a következő: Az 1 rezisztív mérőhíd kiegyenlítetlenségével arányos U,, feszültsége a 2 lineáris erősítő U22 feszültség értékre erősíti. A 3 A/D konverter a 31 jelbemenetére érkező U22 feszültséget az 5 közös referenciaforrás U51 referenciafeszültség értékének megfelelően alakítja át U3 3 digitális jelekké, amelyet a 4 digitális kijelző jelenít meg, illetve amit a 34 digitális kimeneten vezethetünk el további feldolgozás (komparálás, nyomtatás, lyukszalag-lyukasztás stb.) céljából. Az 1 rezisztív mérőhíd táplálását szintén az Us i referenciafeszültség végzi. Felírva a 4 digitális kijelzőn a 34 digitális kimeneten megjelenő értéket AR U5, --------------- Au U22 2(2R±AR) összefüggést kapjuk, ahol R = az 1 rezisztív mérőhíd elemeinek névleges ellenállásértéke, AR = az 1 rezisztív mérőhíd aktív (változó) elemének ellenállásváltozása, Au = a 2 lineáris erősítő feszültségerősítési tényezője. Az (1) összefüggést USi-gyel egyszerűsítve belátható, hogy a 4 digitális kijelzőn és a 34 digitális kimeneten megjelenő adatok stabilitása nagymértékben független a hídtáplálást (is) biztosító U51 referenciafeszültség - széles határon belüli - megváltozásától. A 2 lineáris erősítő Au feszültségerősítését a visszacsatoló hálózat határozza meg, így az alkalmasan megválasztott és állandó értékű feszültségerősítés biztosítja, hogy a kijelzett érték valóban kizárólag a hídkiegyenlítetlenség értékétől függjön. A 2. ábrán az 1 rezisztív mérőhíd átalakítási tényezőjének (pl. nyúlásmérő bélyegeknél a bélyegfaktornak) beállíthatóságát és digitális méréssel történő ellenőrzését mutatjuk be. Az 1 rezisztív mérőhíd 11 mérőjel-kimenete a 2 lineáris erősítő 21 bemenetére van kötve, míg a 2 lineáris erősítő 22 kimenete a 8 kapcsoló 81 érintkezőjére csatlakozik. A 8 kapcsoló 83 kimenőpontja a 3 A/D konverter 31 jelbemenetével van összeköttetésben, 33 kimenete pedig a 4 digitális kijelző 41 bemenetére csatlakozik. A 3 A/D konverter 34 digitális kimenete a mérőműszer digitális kimenőpontja. A találmány szerint az 5 közös referenciaforrás 51 kimenete össze van kötve az 1 rezisztív mérőhíd 12 tápláló pontjával, a 6 változtatható feszültségű segéd- referenciaforrás 61 bemenetével és a 7 beállítható feszültségű segéd-referenciaforrás 71 bemenetével. A 62 kimenet a 8 kapcsoló 82 érintkezőjére és a 9 kapcsoló 91 érintkezőjére kapcsolódik. A 72 kimenet a 9 kapcsoló 92 érintkezőjére van kötve. A 9 kapcsoló 93 kimenőpontja a 3 A/D konverter 32 referenciabemenetére csatlakozik. A fentiekben ismertetett kapcsolás működése a következő: Az 1 rezisztív mérőhíd kiegyenlítetlenségével arányos Uj i feszültséget a 2 lineáris erősítő U2 2 feszültség értékre erősíti. „Mérés” üzemmódban a 8 kapcsoló 81 érintkezője a U22 feszültséget a 3 A/D konverter 31 jelbemenetére vezeti, míg a 9 kapcsoló a 91 érintkezőjén át az 5 közös referenciafeszültség forrás U51 referenciafeszültségével vezérelt 6 változtatható feszültségű segéd-referenciaforrás U62 feszültsége a 3 A/D konverter 32 referenciabemenetére jut. A 3 A/D konverter U34 digitális kimenőjele, illetve a 4 digitális kijelzőn megjelenő szám ekkor - az , U22 n = ■ összefüggésnek megfelelően - az U6 2 ^6 2 feszültségtől függ. Amennyiben Ué2 feszültség az U62=a-U5l összefüggéssel jellemezhető, akkor az (1) összefüggés alapján AR U51 Au , U22 2(2R±AR) n n’ =---------=------------------------------= — (2) a U5 j a U51 a ahol a = a 6 változtatható feszültségű segéd-referenciaforrás feszültségátviteli tényezője. Az „Átalakítási tényező beállítás” üzemmódban a 8 kapcsoló 82 érintkezője a 3 A/D konverter 31 jelbemenetére az U62 feszültséget kapcsolja, míg a 9 kapcsoló 92 érintkezőjén át a 3 A/D konverter 32 referenciabemenetére az U72 feszültség jut. Amennyiben U72 feszültség az U72=b-USi összefüggéssel jellemezhető, akkor a 3 A/D konverter 34 digitális kimenetén és a 4 digitális kijelzőn u62 aU51 a " U92_bU51~b számérték jelenik meg, ahol b = a 7 beállítható feszültségű segéd-referenciaforrás feszültségátviteli tényezője. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
