184577. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezls feszültség és ellenállás vagy feszültség, áram és ellenállás mérésére, elsősorban digitális multiméterekhez
A találmány tárgya kapcsolási elrendezés feszültség és ellenállás vagy feszültség, áram és ellenállás mérésére, különösen digitális multiméterekhez, amely kapcsolási elrendezésben vezérelhető ellenáLláslánc van. Ismeretesek olyan kapcsolási elrendezések, amelyek alkalmasak feszültség, áram és ellenállás mérésére, feszültségbemenetű digitális alapműszer felhasználásával. Ilyen például a Hewlett-Packard cég Model 3470-es és Model 3490-es mérőműszere, melyek közös jellemzője, hogy a feszültségbemenetű digitális alapműszer bemenő jelét feszültségmérésnél egy kompenzált ellenáiiáslánc, árammérésnéi egy változtatható ellenálláslánc, ellenállásmérésnél pedig az utóbbi ellenálláslánc, egy referencia feszültségforrás és erősítő elem szolgáltatja, így a többfunkciós mérési feladathoz a kapcsolási elrendezés több nagy pontosságú ellenállásláncot használ fel. A kapcsolási elrendezés hátránya az, hogy a mérőműszer előállítása költséges alkatrészeket igényel, továbbá a gyártás közbeni hitelesítés és kalibrálás jelentős időt vesz igénybe. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amely kevesebb nagy pontosságú költséges ellenállást tartalmaz, ennélfogva könnyen gyártható és hitelesíthető. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés olyan megoldás, mely az általánosan ismert megoldások hátrányait kiküszöböli azáltal, hogy a feszültség-, áram- és ellenállásmérést egyetlen hiteles ellenálláslánccal oldja meg. A találmánynak az a lényege, hogy a vezérelhető ellenálláslánc egyik végkivezetése a kapcsolási elrendezés bemenetére van kapcsolva, míg a vezérelhető ellenálláslánc másik végkivezetése közös pontra vagy referencia feszültségforrás egyik kivezetésére és egy kis bemenő áramú műveleti erősítő kimenetére csatlakozik, továbbá a referencia feszültségforrás másik kivezetése a kis bemenő áramú műveleti erősítő negatív bemenetére van kötve, míg a vezérelhető ellenálláslánc további kivezetése a kis bemenő áramú műveleti erősítő pozitív bemenetére és a kapcsolási elrendezés kimenetére csatlakozik, továbbá a kapcsolási elrendezés bemeneté és kirnende a vezérelhető ellcnállásosztó láncnak a kapcsolási elrendezés bemenetére csatlakozó végki vezetése és a kis bemenő áramú műveleti erősítő pozitív bemenete között elrendezett kapcsolón át egymással össze van kötve. A találmányt részletesebben az ábrán bemutatott kiviteli példa segítségéve! ismertetjük. Az ábra a találmány egy kiviteli példájának blokkvázlatát szemlélteti. A kapcsolási elrendezés bemenete 1 vezérelt ellenálláslánc egyik végkivezctéscrc csatlakozik, amely ! vezérelhető ellenáiiáslánc másik végkivezetésc K, kapcsolón keresztül a közös pontra, vagy 2 referencia feszültségforrás egyik kivezetésére és egy kis bemenő áramú 3 műveleti erősítő kimenetére csatlakozik, továbbá a 2 referencia feszültségforrás másik kivezetése a kis bemenő áramú 3 műveleti erősítő negatív bemenetére van kötve, míg az 1 vezérelhető ellenálláslánc további, közbenső kivezetése a kis bemenő áramú 3 műveleti erősítő pozitív bemenetére és a kapcsolási elrendezés kimenetére csatlakozik, továbbá a kapcsolási elrendezés bemenete és kimenete K2 kapcsolón át egymással össze van kötve. Feszültségmérés üzemmódban az ábra kapcsolási elrendezésében U[1C mérendő feszültség az I vezérelhető ellenáll. isláiicra jut. melynek egyik végkivezetésc a K, kapcsoló c érintkezőjére kapcsolódik, másik vcgkivezctcscn pedig közvetlenül U^j kimenő feszültség vehető le úgy, hogy a K, kapcsoló c és a érintkezői, valamint a K2 kapcsoló c és a érintkezői vannak összekötve, azaz az 1 vezérelhető ellenáiiáslánc leosztja a bemeneti feszültséget a mérésha ártói függő mértékben és az így keletkezett U^j kimenő feszültség jut a kimenetre. 4rammérés üzemmódban az ábra kapcsolási elrendezésében a K, kapcsoló c és a érintkezői, valamint a K2 kapcsoló c és b érintkezői vannak összekötve, így az mérendő áram az 1 vezérelhető elienállásláncra jut úgy, hogy az 1 vezérelhető ellenálláslánc egyik kivezetése a K, kapcsoló c érintkezőjén keresztül a közös pontra kapcsolódik, a másik végkivezetése pedig a K2 kapcsoló b érintkezőjén keresztül a bemenetre kapcsolódik és egyben a kapcsolási elrendezés kimenetére is rá van kötve, így' az I vezérelhető ellenálláslánc felső tagja a K2 kapcsolón keresztül rövidre van zárva és az 1 vezérelhető ellenálláslánc a méréshatártól függő Rref ellenállást képvisel. A kimenetre tehát Ukj = I^e ' Rref nagyságú feszültség jut. Ellenállásmérés állásban az ábra kapcsolási elrendezésében a K, kapcsoló c és b érintkezői, továbbá a K2 krpcsoló c és b érintkezői vannak összekötve, így az 1 vezérelhető ellenáiiáslánc egyik végkivezetése a 2 referencia feszültségforrás egyik kivezetéséhez és a kis bemenő áramú 3 műveleti erősítő kimenetéhez van kötve. Az 1 vezérelhető ellenállásláncnak a kapcsolási elrendezés bemenetére csatlakozó végkivezetése és a további közbenső kivezetése a K2 kapcsolón keresztül rövidre van zárva, továbbá a kapcsolási elrendezés bemenete és a közös pont közé csatlakozik a mérendő Rx ellenállás, így a méréshatártól függő Rref ellenálláson az Uref feszültség mérhető, tehát az U|<í feszültség az Uicj = Uref ■ Rx/Rref képlet alapján arányos a mérendő ellenállással. Szabadalmi igénypont Kapcsolási elrendezés feszültség és ellenállás vagy feszültség, áram és ellenállás mérésére, különösen digitális multiméterekhez, amely kapcsolási elrendezésben vezérelhető ellenáiiáslánc van, azzal jellemezve, hogy a vezérelhető ellenáiiáslánc (1) egyik végkivezetése a kapcsolási elrendezés bemenetére van kapcsolva, míg a vezérelhető ellenálláslánc (I) másik végkivezetése közös pontra vagy referencia feszültségforrás (2) egyik kivezetésére cs egy kis bemenő áramú műveleti erősítő (3) kimenetére csatlakozik, továbbá a referencia feszültségforrás (2) másik kivezetése akis bemenő áramú műveleti erősítő (3) negatív bemenetére van kötve, míg a vezérelhető ellenáiiáslánc (1) további kivezetése a kis bemenő áramú műveleti erősítő (3) pozitív bemenetére és a kapcsolási elrendezés kimenetére csatlakozik, továbbá a kapcsolási elrendezés bemenete és kimenetc kapcsolón (K2) keresztül van összekötve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
