186893. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagy egyenfeszültségek méréséhez alkalmazott mérőszondákhoz azok nemlinearitásának és/vagy a környezeti feltételektől függésének kompenzálásával
1 186893 . 2 ködését rajz alapján ismertetjük. A rajzon a négypólust szaggatott vonallal határoltuk. Az 1. ábra a találmány szerinti (eljárás megvalósítására alkalmas) elrendezésnek egy példaként! kivitelét mutatja. 5 A 2. ábra a találmány szerinti (eljárás megvalósítására alkalmas) elrendezésnek egy további példakénti változatát szemlélteti. Az 1. ábra szerinti javasolt kapcsolási elrendezés 1 mérőszondát, 2 műveleti erősítőt, 3 kompenzáló 1(^ kétpólust vagy 1 mérőszondát, 2 műveleti erősítőt,. 3 kompenzáló kétpólust és 6 előfeszítő ellenállást tartalmaz. 1 mérőszcnda kisfeszültségű oldala 2 műveleti erősítő negatív bemenetéhez csatlakozik. Ugyanezen 2 műveleti erősítő pozitív bemenete 15 vagy közvetlenül vagy 6 előfeszítő ellenálláson keresztül a kapcsolás talppontjához csatlakozik. 2 műveleti erősítő kimenete az egész kapcsolás kimenetét alkotja. 2 műveleti erősítő kimenete 3 kompenzáló kétpóluson keresztül van 2 műveleti erősí- 20 tő negatív bemenetéhez visszacsatolva. A kapcsolási elrendezésben alkalmazott 2 műveleti erősítő bemenő árama elhanyagolható az 1 mérőszondán átfolyó áramhoz képest. így 3 kompenzáló kétpóluson átfolyó áram jó közelítéssel 25 megegyezik 1 mérőszondán átfolyó árammal. Mivel 2 műveleti erősítő feszültségben kifejezett driftje elhanyagolható 3 kompenzáló kétpóluson mérhető feszültséghez képest, és a 2 műveleti erősítő nyílthurkú erősitése gyakorlatilag végtelennek tekinlhe- 20 tő, a kapcsolási elrendezés feszültségátviteli függvénye: _ -z3 U* Zx Az (1) képlet alapján nyilvánvaló, hogyha 3 kompenzáló kétpólus karakterisztikája 1 méröszonda karakterisztikájának arányosan kicsinyített mása, akkor az feszültségátviteli függvény állandó, azaz nem tartalmaz nemlinearitási hibát, és nem függ a környezeti feltételek változásától. A találmány szerinti további kapcsolási elrendezés látható a 2. ábrán, mely 1 mérőszondát, 2 műveleti erősítőt, 3 kompenzáló kétpólust és 4 ill. 5 söntellenállást tartalmaz. 1 mérőszonda kisfeszültségű oldala egyrészt 4 söntellenálláson keresztül a kapcsolás talppontjához, másrészt közvetlenül 2 műveleti erősítő pozitív bemenetéhez csatlakozik, ezenkívül 2 műveleti erősítő kimenete az egész kapcsolás kimenetét alkotja. 2 műveleti erősítő kimenetéhez 3 kompenzáló kétpólus egyik sarka kapcsolódik, míg 3 kompenzáló kétpólus másik sarka egyrészt 5 söntellenálláson keresztül a kapcsolás talppontjához csatlakozik, másrészt közvetlenül 2 műveleti erősítő negativ bemenetéhez van visszacsatolva. A 2. ábrán látható kapcsolási elrendezés feszültségátviteli függvénye az 1. ábra tárgyalásakor ismertetett elhanyagolások alapján, és figyelembe véve azt a gyakorlatban mindig teljesíthető kikötést, hogy 40 45 50 55 60 Z[ >>Z4 és Z3»Z5: Z4 Un ______ Z3 + Zs ^ Z4 Z3 _ Z3 Ut* z, + z4 Z5 Z5 Zt Zj A (2) képlet alapján nyilvánvaló, hogy ha 3 kom- • penzáló kétpólus karakterisztikája 1 mérőszonda karakterisztikájának arányosan kicsinyitett mása és 4 ill. 5 söntellenállások értéke nem függ a bemenő feszültségtől vagy a környezeti feltételektől, ak-Uki kor az —— feszültségátviteli függvény állandó, azaz nem tartalmaz nemlinearitási hibát és nem függ a környezeti feltételek változásától. A javasolt kapcsolási elrendezések lehetővé teszik a nagy egyenfeszültségű mérőszondákat alkalmazó készülékek pontosságának közel egy nagyságrendű javítását minimális többletráfordítás mellett. Ugyanis a korábban ismert megoldásoktól eltérően a kompenzáláshoz mindössze egy kisfeszültségen működő, és ezért olcsón megvalósítható kompenzáló kétpólus szükséges. (A nagyfeszültségen megvalósított kompenzáló osztó jelentős többletráfordítást jelent.) A megoldás egyszerű felépítésű, hiszen egyetlen műveleti erősítőre épül. Ez további előnnyel jár úgy a megbízhatóság, mint az ár tekintetében. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés nagy egyen feszültségek méréséhez alkalmazott mérőszondákhoz azok nemlinearitásának és/vagy környezeti feltételektől függésének kompfenzálásával, mely mérőszondát (1) , műveleti erősítőt (2), kompenzáló kétpólust (3) vagy mérőszondát (1), műveleti erősítőt (2), kompenzáló kétpólust (3) és előfeszítő ellenállást (6) tartalmaz, és a mérőszonda (1) kisfeszültségű oldala a műveleti erősítő (2) negatív bemenetéhez csatlakozik, továbbá ugyanezen műveleti erősítő (2) pozitív bemenete vagy közvetlenül vagy előfeszítő ellenálláson (6) keresztül a kapcsolás talppontjához csatlakozik és kimenete az egész kapcsolás kimenetét alkotja azzal jellemezve, hogy a műveleti erősítő (2) kimenete a kompenzáló kétpóluson (3) keresztül van a műveleti erősítő (2) negatív bemenetéhez visszacsatolva. . , 2 Kapcsolási elrendezés nagy egyenfeszültségek méréséhez alkalmazott mérőszondákhoz azok nemlinearitásának és/vagy környezeti feltételektől függésének kompenzálásával, mely mérőszondát (1) műveleti erősítőt (2), kompenzáló kétpólust (3) és két söntellenállást (4 és 5) tartalmaz, és a mérőszonda (1) kisfeszültségű oldala egyrészt az egyik söntellenálláson (4) keresztül a kapcsolás talppontjához, másrészt közvetlenül a műveleti erősítő (2) pozitív bemenetéhez csatlakozik, továbbá a műveleti erősítő (2) kimenete az egész kapcsolás kimenetét alkotja azzal jellemezve, hogy a műveleti erősítő 3
