184364. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus relatív nedvességmérő és/vagy távadó készülék
1 184 364 2 hoz van kötve. A 10 tápegység stabilizált feszültségű kimenete a 2 nedvesség oszcillátor, az 5 referencia oszcillátor és a 8 mérőjel frekvencia szabályozó egységekhez kapcsolódik. Az összes többi tápfeszültséget igénylő egység a 10 tápegység (rajzon nem feltüntetett) stabilizálatlan kimenetéhez van kötve. A 10 tápegység továbbá össze van kötve a 3 jelformáló áramkör kimenetével, ez biztosítja a 10 tápegység stabilizátorának vezérlését. Az 1. ábra alapján leírt példa szerinti kapcsolás működése a következő. A kapacitív 1 érzékelő a 2 nedvesség oszcil* látóit folyamatosan hangolja a környezet relatív nedvességétől függő frekvenciára. A 2. nedvesség oszcillátor kimenőjele a 3 jelformáló áramkört vezérli olymódon, hogy an- A nak kimenetén előre megválasztott periódusszám lefutása után logikai szintváltás következik be. Az állandó frekvenciájú 5 referencia oszcillátor kimenőjele a 6 jelformáló áramkört vezérli olymódon, hogy annak kimenetén ugyanannál az előre megválasztott periódusszámnál logikai szintváltozás következik be. Az 5 referencia oszcillátor frekvenciáját hitelesítéskor a 2 nedvesség osztcillátor működési frekvencia tartományának felső határára kell beállítani. így a 6 jelformáló áramkör kimenetén jelentkező szintváltás indítja a 7 mérőjel oszcillátort, amelynek kimenőjele lépteti a 4 számláló áramkört addig, amíg a 3 jelformáló áramkör kimenetén jelentkező szintváltás le nem állítja azt. Mivel a kapacitív 1 érzékelő kapacitása száraz állapotból kiindulva a környezet rel. nedvességének növekedésével nő, a 2 nedvesség oszcillátor frekvenciája csökken. Ilymódon a 3 jelformáló áramkör kimeneti szintváltozása a pillanatnyi rel. nedvesség értékétől függően később következik be, mint a 6 jelformáló áramköré. így a nagyobb rel. nedvesség értékéhez hosszabb idejű7mérőjel oszcillátor — 4 számláló áramkör működés tartozik. A 7 mérőjel oszcillátor működési frekvenciája a 8 mérőjel frekvencia szabályozó egység hatására arányosan változik egyrészt a környezeti hőmérséklet változásával, másrészt a 4 számláló áramkör pillanatnyi telítettségével. A 7 mérőjel oszcillátor alapfrekvenciáját hitelesítéskor úgy kell beállítani, hogy telített relatív nedvesség mérése esetén a 9 kijelző éppen telített értéket mutasson. Kiviteli példánkban a 8 mérőjel frekvenciaszabályozó egységben a linearizálás törtvonalas közelítésének töréspontjait a 40,60 és 80% rel. nedvesség értékekhez választottuk. A tépfeszültségellátás példánkban telepről történik. Telepfeszültséget kapnak a 3 és 6 jelformáló áramkörök, a 4 számláló áramkör és a 9 kijelző; stabilizált és csak mérés idejére bekapcsolódó tápfeszültséget kapnak a 2 nedvesség oszcillátor, az 5 referenciaoszcillátor, a 8 mérőjel frekvencia szabályozó és ezen keresztül a 7 mérőjel oszcillátor. A feszültségstabilizátor mérés idejére történő bekapcsolását a 3 jelformáló áramkör kimenőjele vezérli . A mérés automatikusan megismétlődik a 3 és 6 jelformáló áramkörök, valamint a 4 számláló áramkör nullázása után. A nullázás történhet akár önműködően előállított, akár kívülről beadott impulzussal. Ha a kapacitív 1 érzékelő helyett a relatív nedvesség hatására ellenállását változtató 1 érzékelőt használunk, úgy a kapcsolás azonos elemekből épül fel és azonos módon működik. A 7 mérőjel oszcillátor könnyen megvalósítható astabil multivibrátorral. Ilyet kiadathatunk kétbemenetűSchmittkörből, amelyből pl. a CD 4093-as integrált áramkörben 4 db van. A másik három mint a 8 mérőjel frekvencia szabályozó kapcsolói (Ki, K2, K3 kapuáramkörök) kapcsoló funkciót láthat el. A példa szerinti megvalósított kivitel 8 mérőjel frekvencia szabályozójának kapcsolását a 2. ábra mutatja. A 8 mérőjel frekvenciaszabályozó a 7 mérőjel oszcillátorhoz csatlakozó, egymással közvetve az R5 ellenálláson keresztül összekötött hőfokfüggő feszültségszabályozót és mértékfüggő feszültségszabályozót tartalmaz, mely utóbbi bemenete csatlakozik a 4 számláló áramkör kimenetéhez. A hőfokfüggő feszültségszabályozó Ti — T2 tranzisztorai, a 10 tápegység stabil kimenetéről táplált hőfokfüggő referencia feszültség forrástól vezérelve, hőfokfüggő kimenőfeszültséget adnak a 7 mérőjel oszcillátor bemenetére és ugyanerre a bemenetre dolgozik a hőfokfüggő feszültségszabályozóval összekötött a Ki—K2—K3 kapuáramköröket tartalmazó mértékfüggő feszültségszabályozó kapcsolás, amely a 4 számláló áramkörtől vezérelve annak növekvő telítettségével más-más Ró, R7, ill. Rg osztótagot kapcsol a hőfokfüggő feszültségszabályozó kimenetén lévő R5 ellenálláshoz. A 8 mérőjel frekvenciaszabályozó áramkör két áramköri része ilymódon egyidejűleg folyamatosan vezérli a 7 mérőjel oszcillátort, egyrészt kompenzálva az 1 érzékelő hőfokfüggését, másrészt nemlinearitását. A hőmérsékleti effektus kompenzálását Tj és T2 tranzisztorokat tartalmazó hőfokfüggő feszültségszabályozó úgy végzi, hogy a T1 tranzisztor kollektorán jelentkező kimenő feszültség a T2 tranzisztor bázisához csatlakozó R| ellenállásból és vele sorbakötött Dj, D2 diódákból álló referencia feszültségforrástól függő értékű. Hőfokfüggetlen feszültségstabilizálási célból gyakran alkalmaznak olyan Zenerdióda-dióda kapcsolást, ahol egy pozitív Tk-jú Zenerdiódával egy negatív Tk-jú diódát sorba kapcsolva közel nulla eredő hőfoktényezőt kapnak. Találmányunknál a 8 mérőjel frekvencia szabályozó egységben olyan Zenerdióda-dióda együttest választottunk, amelynek eredő Tk-ja negatív. (Ebben a méretezésben egyaránt figyelembe vettük a Zenerdióda, szilíciumdióda és T2 tranzisztor paramétereit.) Ezzel a kapcsolással növekvő hőmérséklettel csökkenő kimenőfeszültséget kapunk, amelynek hatására a 7 mérőjel oszcillátor frekvenciája csökken. Ez olyan mértékű, hogy az 1 érzékelő hőfokfüggését a méréstartományban éppen kiegyenlíti. Ugyanilyen hatást érünk el például, ha a T2 tranzisztor helyett differenciál erősítőt, Di és D2 diódák helyett csak szilíciumdiódát használunk. Ugyancsak alakalmas referencia feszültségforrásnak olyan transzisztoros kapcsolás, amelyben a kimenőfezültség hőfokfüggése két ellenállás arányának, nagysága pedig értékük megfelelő megválasztásával érhető el. A linearizálást a kapcsolás úgy végzi, hogy a fenti szabályozott feszültség változtatható osztón keresztüljut a 7 mérője oszcillátorba. Az Rg, R7, Rg osztótagok közül a 4 számláló áramkör telítettségétől függően, 40%-ig egyik sincs bekapcsolva, 40—60%-ig az Ró osztótag 60—80%-ig az Ró—R7 osztótagok és 80% fölött az Rg ellenállás van bekapcsolva az R5 ellenállással osztóként. Az Ró, R7 és Rg osztótagok értékének megválasztásával a 7 mérőjel oszcillátor tápfeszültsége úgy csökken, hogy működési frekvenciája az 1 érzékelő érzékenységének növekedését éppen ellensúlyozza. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
