183358. lajstromszámú szabadalom • Mérőműszer főleg váltakozó áramú hálózatok frekvenciájának mérésére
1 183 358 2 A találmány tárgya mérőműszer és kapcsolási elrendezés főleg váltakozó áramú hálózatok frekvenciájának mérésére. Az e célra használatos frekvenciamérők mérési tartománya a felhasználási területnek megfelelően aránylag keskeny, így a találmány szerinti mérőműszer tartománya is ennek felel meg. Váltakozó áramú hálózatok frekvenciájának mérésére már számos gyakorlatban alkalmazott megoldás ismeretes. Ismertek például az úgynevezett rezgőnyelves frekvenciamérők, amelyek működése a mechanikai rezonancián alapszik. A rezgőnyelves típusú műszerek mérőelemei egyik végükön befogott rugólemezek, amelyeket a mérendő frekvencia, vagy annak egészszámú többszöröse rezgésbe hoz. A rezgés amplitúdója annál a rugólemeznél a legnagyobb, amelyiknek a rezonancia frekvenciája megegyezik a gerjesztő, tehát a hálózati frekvenciával, illetve azt a legjobban megközelíti. Ezen rugólemezek, illetve a velük kialakított mérőelemek mindegyikének rezonancia frekvenciáját a megfelelő frekvenciára egyedi mechanikus hangolással kell beállítani, a kellő mérési pontosság elérésére. Ezen mérőelemek sorozata egy műszerházban van elhelyezve, amelyben előlap van kialakítva és ez skálával van ellátva. A skála mellett téglalapalakú hosszúkás kivágás van az előlapon kialakítva, és ebben a kivágásban helyezkednek el a rugólemezekkel kialakított mérőelemek szabad végei. Gerjesztéskor, ami például elektromágnessel történhet, annál a skálajelzésnél lesz a mérőelem kitérése a legnagyobb, amely mellett elhelyezett mérőelem önfrekvenciája közelíti meg legjobban a mérendő frekvenciát. Ilyen mérőelemekből az ismert műszereknél általában 13 darab van 0,5 Hz-ként elhelyezve. Ismert frekvencia meghatározási módszer ezen mérőműszernél az együttes rezgéskép meghatározása, mert előfordulhat, hogy egyszerre két mérőelem is nagy amplitúdóval rezeg, ilyen esetben a mérendő frekvencia a két mérőelem önfrekvenciája közé esik. A rezgőnyelves frekvenciamérők előnye viszonylagos olcsóságuk és a mérési eredmény könnyű kiértékelhetősége. Kedvezőtlen viszont, hogy a külső mechanikus rezgésekre rendkívül érzékenyek, különösen azon rezgésekre, amelyek frekvenciája önrezgés számukhoz közel van. További tulajdonsága ezen műszereknek, hogy nem érzékelhető az sem, hogy a mérendő frekvencia a méréstartományhoz képest hol helyezkedik el, ez pedig különösen motoros áramfejlesztők, agregátorok beindítását nehézkessé teszi. További jellemzője ezen mérőműszereknek, hogy gyártásuk a jelenlegi technológiai szinten csak rendkívül sok manuális munka felhasználásával történhet, a rezgőnyelvek egyedi behangolásának szükségessége miatt. További ismert megoldásnál a frekvencia mérése úgy történik, hogy a mérendő frekvencia frekvencia-feszültség átalakítóra, ennek kimenete pedig lengőtekercses műszerre van vezetve. Ezen berendezésekkel meg lehet valósítani a váltakozó áramú hálózatok frekvenciájának kellő pontosságú mérését, továbbá beállításhoz is előnyösen használhatók fel, mert a frekvencia változásának sebessége, illetve a kívánt érték megközelítésének mértéke jól leolvasható, kedvezőtlen tulajdonsága ezen mérőműszernek azonban az, hogy mechanikai rezgésekkel gerjesztett helyen nem alkalmazható, mert a lengőtekercses műszer erre érzékeny. További ismert megoldásnál a hálózatok frekvenciájának mérése digitális úton történik. Ezen digitális műszerek működésének alapelve, hogy a mérendő frekvencia egy, vagy több periódusának idejével alaposzcillátort kapuznak, számláló szerkezet pedig számlálja és kijelzi az időkapu alatt kiadott impulzusok számát. A frekvencia növekedésével a mérési időtartomány hossza csökken, mert a periódus idő rövidül és így a leszámolt impulzusok darabszáma is csökken, ilymódon reciprok képzéssel a mérendő frekvencia meghatározható. Ezen műszerek jellemzője, hogy a viszonylag alacsony mérendő frekvencia miatt működésük viszonylag lassú, továbbá, hogy bonyolult felépítésük miatt drágák. Olyan felhasználásoknál, amelyeknél a frekvenciaváltozás sebessége is érdekes, a digitális frekvenciamérők kiértékelése nehezebb, mint a hasonló célú analóg műszereké. A találmány célja olyan mérőműszer és kapcsolási elrendezés kialakítása frekvencia mérésre, amely a fenti kedvezőtlen jellemzőktől mentes, felépítése egyszerű, az ismert rezgőnyelves frekvenciamérők helyére előnyösen beiktatható, elhelyezése mechanikai gerjesztésnek kitett helyeken is lehetséges, mimellett a mérőműszer felépítése egyszerű és olcsó, továbbá a mérési tartományból kieső frekvenciáknál jelzi az eltérés irányát. A találmány szerinti mérőműszer és kapcsolási elrendezés biztosítja, hogy a hálózatok frekvenciájának mérése egyszerűen és olcsón tetszőleges helyen megoldható legyen, és a frekvencia változtathatósága esetén a változtatás hatása a mérési tartományon kívül is megállapítható legyen. A jelen találmány feladata olyan mérőműszer és kapcsolási elrendezés kialakítása, amely a mechanikai gerjesztésre érzéketlen, a mérendő frekvencia értékét az ismert rezgőnyelves frekvencia mérőkhöz hasonló pontossággal kijelzi, továbbá a mérési tartományon kívüli frekvenciáknál a frekvencia eltérés irányát jelzi. A jelen találmány szerint a fenti feladatot olyan mérőműszerrel és kapcsolási elrendezéssel oldjuk meg, amely mérőműszer előlapja és skálája megegyezik a rezgőnyelves frekvencia mérők előlapjával és skálájával, továbbá az előlapon a rezgőnyelvek számára készített kivágáson kívül első és második nyílás van kialakítva, az első és második nyílásban, valamint a kivágásban önmagában ismert elektronikus skálával kialakított diszkrét kijelző sor van elrendezve, amely célszerűen LED, vagy LCD elemekből áll, mimellett az első és második nyílásban egy-egy kijelző sor elem van elhelyezve, továbbá a kijelző sorhoz az elektronikus skála részét képező meghajtó egység, ehhez pedig önmagában ismert frekvenciafeszültség átalakító van csatlakoztatva. A találmány szerinti mérőműszert és kapcsolási elrendezést az alábbiakban a mellékelt rajzokon ábrázolt példakénti kiviteli alak alapján részletesen ismertetjük. A rajzokon az 1. a ábra a találmány szerinti mérőműszer példakénti kiviteli alakjának oldalnézete kitöréssel, az 1. b ábra az előlnézete, a 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés példakénti kapcsolása. Az 1. a és 1. b ábrán a találmány szerinti mérőműszer 1 műszerházban van elhelyezve, amelyben 2 alaplap van kialakítva. A 2 alaplap a kapcsolási elrendezés elemeit, vagy azok egy részét tartja. Az 1 műszerház 3 előlappal van ellátva, amelyre 4 skála van festve, illetve nyomtatva. A 4 skála mellett 5 kivágás van kialakítva, amelynek két végénél 6 első nyílás és 7 második nyílás van kiképezve. A 6 első nyílásban, a 7 második nyílásban és az 5 kivágásban van 8 kijelző sor elrendezve, amelynek 9 első 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
