194628. lajstromszámú szabadalom • Villamos kapcsolási elrendezés mérőátalakítók áramstabilizálására
1 194 628 2 A méréstartománykapcsolás kompenzálóellenállásán átfolyó áram tehát érzékelőjel-változásnak, azaz a mérőellenálláson átfolyó megváltozott áramnak felel meg, így a méréstartománykapcsoláson belüli hidegegyensúly helyreállítását eredményezi. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyös kiviteli alakjánál a méréstartománykapcsolás kompenzálóellenállásával zérusponteltoló-ellenállás van sorbakötve. A végfokozat ebben az esetben a kompenzálóellenállás és a zérusponteltoló-ellenállás közös pontjára csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lehetővé teszi problémamentes kapcsolásintegráció végrehajtását, így a mérőátalakító minimális méretekkel és térfogattal alakítható ki. Ez lehetővé teszi a mérőérzékelők és mérőátalakítók szerkezeti öszszevonását. A mérőátalakító beépíthető a mérőérzékelő, például ellenállás-hőmérő csatlakozóterébe. Ily módon egységjelkimenetű mérőérzékelők állíthatók elő. A találmány további előnyös hatása, hogy egységjelkimenetű mérőérzékelők számára speciális vezetékekre — például ellenállásméréseknél vagy hőelemekkel végzett méréseknél - nincs szükség, és az egységjelátvitel valamennyi előnye érvényesülhet. A találmány alkalmazása a mérőátalakító kapcsolások mérőhelyenkénti költségei szempontjából is kedvező. A találmány alkalmazása növeli a kapcsolás megbízhatóságát is. A találmány jelentős megtakarítást eredményez azáltal, hogy a platinaellenállás-hőmérők félvezetőelemekkel helyettesíthetők. A találmány szerinti kapcsolás előnyös hatása továbbá, hogy többcélú alkalmazást tesz lehetővé. Az automatizálástechnikában jelenleg alkalmazott mérőérzékelők például hőmérsékletmérésnél is felhasználhatok. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés vázlatát; a 2. ábrán az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezést a mérőtartománykapcsolás példaként! kialakításával; a 3. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés négyvezető-technikában, illetve távadóknál alkalmazható példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti kapcsolási elrendezés közös talppontú 1 kettősáramforrásból, első és második áramtükörből, 6 méréstartománykapcsolásból és 7 végfokozatból épül fel. Az első áramtükör 2 és 3 tranzisztorokból, a második áramtükör 4 és 5 tranzisztorokból van kialakítva. Az 1 kettős-áramforrás a 2 és 3 tranzisztorok kollektoraira csatlakozik. A 3 tranzisztor bázisa és kollektora rövidzárral van összekötve. A 2 és 3 tranzisztorok emitterei a 4, illetve 5 tranzisztorok kollektoraival vannak összekötve. A 4 tranzisztor bázisa és kollektora ugyancsak rövidzárral van összekapcsolva. A 4 és 5 tranzisztorok emitterei a 6 méréstartománykapcsolásra csatlakoznak. A 6 méréstartománykapcsolás továbbá a 7 végfokozattal van összekapcsolva. A 7 végfokozflt a 2 tranzisztor kollektorával van vezérlőjelkapcsolatban. Amint a 2. ábrából kitűnik, a kétágú 6 méréstartománykapcsolás előnyösen az egyik ágban elrendezett 8 mérőellenállásból, valamint a másik ágban sorbakötött 9 zéruspon teltoló-éllenállásból és 10 kompenzálóellenállásból van kialakítva. A 8 mérőellenállás a 4 tranzisztor emitterével, a 9 zérusponteltoló-ellenállás pedig az 5 tranzisztor emitterével van összekötve. A 7 végfokozat a 9 zéruspon tel toló-ellenállás és a 10 kompenzálóellenállás közös pontjára csatlakozik. A 8 mérőellenállás és a 10 kompenzálóellenállás közös pontja tápfeszültségre van kötve. A 3. ábra szerinti példakénti kiviteli alaknál a mérőellenállás 11 vezetékellenállások révén a második áramtükrön belül van elrendezve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a következőképpen működik. Az első áramtükröt az 1 kettős-áramforrás táplálja. Az első áram tükör 3 tranzisztora, valamint a második áramtükör 3 tranzisztorral ellentétes oldali 4 tranzisztora báziskollektor-rövidzárral van ellátva. Ezen intézkedés következtében a 2 tranzisztor bázisáramkorrekciója az 5 tranzisztoron keresztül történik, így a 4 és 5 tranzisztorok emitterein az 1 kettős-áramforrás áramai folynak. A 4 tranzisztor emitterárama a 8 roérőellenálláson, az 5 tranzisztor emitterárama pedig a 9 zérusponteltoló-ellenálláson és a 10 kompenzálóellenálláson folyik keresztül. A méréstartomány kezdetét a 9 zérusponteltoló-ellenállás határozza meg. A 8 mérőellenállás kezdeti kivezérlésekor (az ellenállás növelésekor) az 5 tranzisztor kollektorpotenciálja csökken, és ezzel egyidejűleg a 2 tranzisztor kollektorpotenciálja növekszik. Az l kettős-áramforrás révén a tranzisztorok nagy dinamikus kollektorellenállással dolgoznak, és így feszültségerősítésük is nagy. A 7 végfokozat kompenzálóáramot állít elő, amely a 10 kompenzálóellenálláson feszültségesést eredményez, amely a 8 mérőellenállás ellenállásváltozásának és az 1 ket'ős-áram-forrás áramának a szorzatának felel meg, tehát egységáramjelként továbbítható. Az áramtükrök kettős elrendezése a bázisáramok és a bázis-emitter feszültségek hőmérsékletkompenzálását szolgálja. A 4 tranzisztor emitterének potenciálváltozása a 8 mérőellenállás helyett állandó ellenállással is elérhető, ahol azután az áramok egységáramjellé alakíthatók át. A 4 tranzisztor emitterének potenciálváltozása a 8 mérőellenállás helyett állandó ellenállás soros feszültségtáplálásával is történhet, ahol a feszültségek ugyancsak egységáramjellé alakíthatók. Lehetséges olyan változat is, ahol a 8 mérőellenállás helyére állandó ellenállás van bekötve, és a 4 és 5 tranzisztorok bázisai közé feszültségforrás van beiktatva, amely az 5 tranzisztor bázispotenciáljának megváltoztatása révén vezérel, és ezáltal a fent 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
