192356. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés áramtávadókhoz
\ 1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés előnyösen fiziko-kémai érzékelők, például pH-mérők, oldott oxigén-mérők, fajlagos vezetés-mérők stb. áram távadóihoz. A szakirodalomból jól ismert az áramtávadók feladata. Az aktív négypólusnak tekintett áramtávadók a bemenetűkre érkező, általában kisszintű villamos jelét úgy alakítják át a bemeneti jellel arányos kimenő áramjellé, hogy az a zavaró paraméterektől ne, vagy csak elhanygolható mértékben függjön. Zavaró paraméter alatt értik pl. a környezeti hőmérséklet megváltozását, a vonali feszültség ingadozásait, a mágneses erőtér hatását és az alkatrészek öregedéséből adódó időbeli instabilitást. Az ismert megoldások a vázolt követelményrendszernek úgy tesznek eleget, hogy egy bemeneti jelformáló elemet, egy referendageneiátort és egy áramgenerátort alkalmaznak alapépítőelemként, és ezeket az építőelemeket passzív hálózatok segítségével szervezik egy egységes egésszé. Ezen megoldásokat nehezen beszerezhető, speciális analóg integrált áramkörök segítségével valósítják meg. Ilyen, majdnem minden korszerű áramtávadóban megtalálható speciális áramkör a referenciaforrás és az áramgenerátor. A bemeneti jelformáló elemet azonban ma már könnyen beszerezhető, kisfogyasztású műveleti erősítőre építik. Igen fontos szempont ui„ hogy az áramtávadó kis energiát fogyasszon, több forrásból is beszerehető alkatrészekből épüljön fel, és legyen a felépítése ugyanakkor egyszerű. A felsorolt összes követelménynek egyidejűleg eleget tevő áramtávadó jelenleg nem ismert. A találmány célja ezen hiányosságok kiküszöbölése azáltal hogy a találmány olyan különleges dinamikus ellenállást alkalmaz a referenciaforrást megvalósító referenciafeszültség-geneiátor munkaellenállásaként, amely egyúttal az áramgenerátor egyik tápfeszültségét is biztosítja, továbbá a bemeneti jelformáló elemet az áramgenerátorbaépíti be, és a távadó kimenő áramát áramvisszacsatolás elvén működő visszacsatolás stabilizálja. A kedvező hatást növeli, hogy a dinamikus ellenállás a rendelkezésre álló vonali feszültséget a legteljesebb mértékig kihasználó, két diódából felépített feszültség-generátorból és három tranzisztorból felépített erősítőből álló áramkör. A találmány tehát kapcsolási elrendezés áramtáv. adókhoz, amely referenciafeszültség-generátoron és áramgenerátoron kívül diszkrét építőelemeket is, mégpedig diódákat, tranzisztorokat és ellenállásokat tartalmaz. Az áramgenerátor két bemenete egyúttal az áramtávadó bemenete is. E két bemenet közé van a bemenő feszültség kapcsolva úgy, hogy az egyik bemenet egyúttal földje is van kötve. Az áramgenerátor visszacsatoló bemenete és az áramtávadó egyik kimenete közé ellenállás van közbeiktatva. Ezenkívül az áramgenerátor pozitív tápfeszültség bemenete egyrészt ellenálláson keresztül a referenciagenerátor bemenetéhez és erősítő tranzisztor emitteréhez, másrészt impedanciatranszformátor tranzisztor emitteréhez és az erősítő tranzisztor bázisához csatlakozik. Az áramgenerátor negatív tápfeszültség bemenete a referencíafeszültséggenerátor egyik kimenetével és áramérzékelő ellenálláson keresztül az áramtávadó egyik kimenetével van összekötve. A referenciafeszültség-generátor második kimenete a fölre van kötve. Az áramgenerátor kimenete az áramtávadó másik 2 kimenetét képezi, de egyúttal egyrészt az anód-katód átmeneteikkel sorbakapcsolt két diódán keresztül az impedanciatranszformátor tranzisztor kollektorára és az áramgenerátor tranzisztor bázisára, másrészt a sorbakötött emitter ellenálláson és az áramgenerátor tranzisztor bázisára, másrészt a sorbakötött emitter ellenálláson és az áramgenerátor tranzisztor emitterkollektor körén keresztüL az impedanciatranszformátor tranzisztor bázisára, valamint az erősítő tranzisztor kollektorára csatlakozik. A kapcsolási elrendezés úgy van méretezve,, hogy nulla bemenő feszültség mellett a távadó kimenő árama egy meghatározott érték legyen, és az áramgenerátor tranzisztor emitteráramánál a referenciafeszültség-generátor bemenő árama nagyságrendileg legyen nagyobb, és az igen nagy erősítési tényezőjű, feszültségvezéreit áramgenerátor visszacsatoló bemenete virtuális földön van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakjában a referenciafeszültség-generátor zener-diódát és két darab sorbakapcsolt ellenállást tartalmaz. A referenciafeszültség-generátor bemenete és egyik kimenete közé a zener-dióda és a sorbakapcsolt ellenállások párhuzamosan vannak bekötve, és az ellenállások közös pontja a refemciafeszültség-generátomak a földre csatlakozó, másik kimenetét alkotja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés további előnyös kiviteli alakjában az áramgeneiátor műveleti erősítőre, tranzisztorra és ellenállásokra épül. A műveleti erősítő fízistartó bemenete közvetlenül az áramgenerátor visszacsatoló bemenetével, egy-egy ellenálláson keresztül pedig az áramgenerátor egyik jelbemenetével, illetve nullázó bemenetével van összekötve. A tranzisztor bázisa a műveleti erősítő kimenetével, kollektora pedig az áramgenerátor kimenetévei van összekapcsolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy további előnyös alakjánál az áramtávadó ldmenete egy Gratz-hid közbeiktatásával vannak a vonalra csatlakoztatva úgy, hogy a Gratz-híd bemenetei a vonallal, az egyirányúsított feszültséget szolgáltató kimenetei pedig az áramtávadó kimeneteivel vannak polaritáshelyesen összekötve. További előnyös kiviteli alaknál a referenciafeszültség-generátor bemenete és az áramgenerátor nullázó bemenete közé kiegészítő elemként potenciométer van csatlakoztatva. A találmány a továbbiakban a rajzon szemléltetett kiviteli alakok alapján ismertetjük. Az 1. ábra az áramgenerátor kapcsolási elrendezésének egy általános kiviteli példáját mutatja be. A 2. ábrán a referenciafeszültség-generátor kiviteli alakja látható. A 3. ábrán az áramgenerátor egyik lehetséges megvalósítása van feltüntetve. Megjegyezzük, hogy míg az 1. ábrán szaggatott vonallal van az általános kiviteli példát kiegészítő potenciométer bekötve, addig a 2. és 3. ábrán a referenciafeszültség-generátort és az áramgenerátort pontvonallal határoltuk. Az áramtávadókhoz ajánlott 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezésben 2 áramgenerátor 3, 4 jelbemenetére az áramtávadó bemenő feszültsége, V visszacsatoló bemenetére R3 ellenállás van rákapcsolva. A 2 áramgenerátor +Uj tápfeszültség bemenete RÍ ellenállással, T2 tranzisztor emitterével és T3 tranzisztor bázisával van összekötve és 1 referendafe-192.356 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
