187125. lajstromszámú szabadalom • Lejtésmérő készülék, főleg közutakhossz-, illetve keresztirányú esésének mérésére
1 187 125 3. ábrán vázlatosan felülnézetben tüntettük fel.) A 22 inga eleve kijelöli a függőleges síkot, illetve az arra merőleges vízszintes síkot, így a vízszintestől mért eltérés (pl. lejtés) értéke azonos az ingának a függőlegestől való eltérésével. Ennek meghatározása történik a DT differenciai-jr^^zformätorral, amelynek Tr2, Tr3, Tr4 ésrTr5 tekercseiben a magként szereplő 22 inga mindenkori helyzete a függőlegestől való eltéréssel arányos villamos jeleket hoz létre. Ezek a villamos jelek a 18 erősítő és átalakítóban történt erősítésük és átalakításuk után digitális 20 kijelzőt vezérelnek, amelyről a lejtés számszerű és értelemszerű ( +, illetve — ) értéke azonnal leolvasható. A 3. ábrán a 17 lejtésérzékelő egység T, és T2 tranzisztora Tr, transzformátor L2 és L3 tekercsével együtt transzvertert képez, amely a 22 inga elmozdulásával arányos villamos jelet ad. A Tr, transzformátor L3 tekercsében szinuszos váltófeszültség indukálódik, amely a DT differenciáltranszformátor primer oldali Tr2, Tr3 tekercseit táplálja. A DT differenciál-transzformátor Tr2 és Tr4, illetve Tr3 és Trs tekercsei közötti csatolást a lengő 22 inga változtatja. A csatolás változásával a szekunder oldali Tr4 és Trs tekercsekben a feszültség a 22 inga elmozdulásával lineárisan változik. (A Tr, és DT transzformátorok stabil vasmagját vastag szaggatott vonallal jelöltük.) A DT differenciál-transzformátor szekunder oldali Tr4 és Tr5 tekercseinek kimenetén lévő T3, illetve T4 tranzisztorok csúcsdetektorként (azaz csak meghatározott feszültség-jelérték fölött) működnek. Szinkronizálásukról a Tr, transzformátor L4 és L5 tekercsei gondoskodnak. A T3 és T4 tranzisztor kollektorán lévő C4, illetve C5 kondenzátor a rezonancia beállítására szolgál. R7 és R8 ellenállásokon a lejtési szögtől függően változó (azaz másmás) egyenfeszültség jelenik meg. Ez az egyenfeszültség kerül a 18 erősítő és átalakító analóg IC, erősítőegységének mínusz bemenetére. Az IC, erősítőegység pozitív bemenete stabil 5 V-os feszültségen van, hasonlóképpen IC2 jelű A/D konverter lebegő bemenete is. Az IC, erősítőegység a feszültségjelet a szükséges értékre felerősíti, amely már megfelelő az IC2 jelű A/D konverter számára. A 18 erősítő és átalakító P, és P2 potenciométerekből és R10 ellenállásból álló egysége a nullhelyzet és a kalibráció beállítására való. A 20 kijelző önmagában ismert, folyadékkristályos digitális kijelző, amelyen a mért lejtés %-ban, tízed pontossággal leolvasható. A mérési tartomány a jelen esetben mínusz 19,9%-tól plusz 19,9%, amely a kísérleti tapasztalataink szerint bőven elegendő. (A 3. ábrán C-vel kondenzátorokat, R-el ellenállásokat, P-vel potenciométereket jelöltünk.) Az áramellátást a jelen esetben a 16 személygépkocsi 12 V-os egyenfeszültsége biztosítja. A lejtésmérő 10 készülék belső tápfeszültségei 9V és 5V stabilizált egyenfeszültségek. Ezeket a 21 tápegység önmagában ismert IC3, IC4 és IC5 stabilizátora illetve analóg integrált áramkörei biztosítják. (3. ábra.) Az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetében a találmány szerinti lejtésmérő 10 készüléket 23 távolságmérövel kombináltuk, amelynek kapcsolási vázlata is a 3. ábrán látható. Hz 24 jeladókent a kereskedelemben „SZMT-34" néven ismert kontaktus nélküli, mágnesvezérlésü Schmidt-triggert tartalmaz. A 24 jeladó jele fázisfordítás után K'„ elektronikus kapcsolót vezérel és ezen keresztül ismert 25 számítógép konstans összegzőjét működteti. A mérésnél egy impulzusnak meghatározott távolságérték felel meg, az alkalmazott 16 gépkocsi szerkezeti felépítésétől függően. Ennek az értéknek az állandóként való bevitele a 25 számítógépbe meghatározza a távolságmérés pontosságát. A jelen esetben a 24 jeladót a gépkocsi kilométeróraspirálja vezérli. A 25 számítógép digitális 26 kijelzővel van kapcsolatban, amely a mért távolságot méterben jelzi. A 23 távolságmérő 3 és 5 V-os tápfeszültségét ugyancsak a 21 tápegység biztosítja. Az ábrázolt esetben a lejtésmérő 10 készülék DT differenciál-transzformátora a 22 ingával együtt 19 készülékházban, viszont az elektromos 18 erős'ítő és átalakító, a 20 kijelző, a 21 tápegység és a 23 távolságmérő a gépkocsi műszerfalán van elrendezve, és 27 kábelen át van egymással összekötve. A találmány szerinti lejtésmérő 10 készülék nullázását egy előzetesen ellenőrzött vízszintes felületre állva végezzük el. Legfőbb előnye, hogy nem tartalmaz optikai egységet és szükségtelenné teszi a szokásos adatfelvétel fáradságos, balesetveszélyes és időrabló műveleteit, azaz elektromos úton igen nagyszámú mérés elvégzésére alkalmas rövid idő alatt. A mérés termelékenysége legalább tízszerese az ismert megoldásokénak, amihez mindössze egyetlen kezelő, maga a gépkocsivezető szükséges. További előnye, hogy a lejtés számszerű és értelemszerű értéke közvetlenül jelenik meg a 20 kijelzőn, így utólagos számításokra nincs szükség. A javasolt megoldással az időjárási viszonyoktól függetlenül, folyamatos méréseket végezhetünk. Az ábrázolt távolságmérővel kombinált kiviteli alak járulékos előnye, hogy például autópályán mintegy 15-20 km/órás sebességgel haladva számszerűen azonnal leolvasható a 20 kijelzőn az útszelvény lejtése 0,1%-os pontossággal, a 26 kijelzőn pedig a vizsgált hely tetszőleges szelvénytől mért méter pontosságú távolsága. Természetesen a találmány szerinti lejtésmérő 10 készüléknek más kivitele is lehetséges. Például, ha a közelítő lejtésmérési pontosság is elegendő, akkor a 10 készülék a gépkocsiban is elrendezhető. Ilyenkor a 11 gerendára nincs szükség, továbbá, olyan kivitel is lehetséges, amelynél a lejtésmérő készülék kézzel mozgatható, kerekeken guruló önálló célműszerként van kialakítva. Ez esetben külön akkumulátorról kell gondoskodni. 2 Szabadalmi igénypontok 1. Lejtésmérő készülék főleg közutak hossz- illetve keresztirányú esésének mérésére, amelynek differenciál-transzformátorral ellátott lejtésérzékelő egysége van, ahol a differenciál-transzformátor primer tekercsei váltakozó jelet adó egységgel, szekunder tekercsei pedig fázisérzékeny egyenirányítón keresztül kijelzővel vannak kapcsolatban, továbbá a differenciál-transzformátor primer és szekunder 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
