195012. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés impedancia mérésére
A találmány tárgya áramköri elrendezés impedancia mérésére. Mint ismeretes a gyakorlati életben gyakran van szükség impedanciák, illetve impedancia változások mérésére. Az ilyen mérések általánosan használatosak, például anyagvizsgálat területén az anyaghibák, méretváltozás, alapanyag összetétel, szöyetszerkezet, zárványok, repedések, felületkezelés, hőkezelés ellenőrzésére, alkatrészek szétválogatására stb. Általában az impedancia mérést hídban kapacitás vagy induktivitás mérésre vezetik vissza: — kapacitás mérés esetén a mérendő anyagot a két fegyverzet közé helyezve a ^.-^dteléktriKűm változását mérjük. ,4^’1jnd_y.ktivita.S; mérés esetén a vizsgálan*’ 'w'dö anyagö(ka)t váltakozóáramú tekeres befsejébe vagy közelébe helyezve mérjük az induktivitást, illetve az örvényáramok okozta induktivitás és veszteségi ellenállás változását. Az ismert rezonanciás impedancia mérőáramköri elrendezések csak egy frekvencián működnek, következésképpen használhatóságuk ebből adódóan korlátozott. A komolyabb mérőáramköri elrendezések széles frekvenciatartományban üzemelnek, ez azonban komoly problémát vet fel, a frekvencia növekedésével a kapacitások impedanciája csökken, így a pontos mérés nehézségekbe ütközik. Induktivitás mérés esetén az induktivitások impedanciája a frekvenciával nő, ennek következtében a tekercsben folyó áram lecsökken, azaz a létrehozott mágnesestér ugyancsak megváltozik, lecsökken. Például vas, illetve acélok permeabilitása — amely a mérőtekercs impedanciáját döntően befolyásolja — köztudottan nagyon erősen mágnesestér függő és a perméabilités térfüggése elfedheti a mérendő jellemző által kiváltott — lényegesen kisebb értékű — impedanciaváltozást. Ez csak úgy küszöbölhető ki, ha a frekvenciaváltozással pontosan egyező mértékben módosítjuk a gerjesztést is. Amennyiben ez a szokásos mérőáramköri elrendezésekben egyáltalán megvalósítható, a változó gerjesztéssel együtt megváltozik a kijelzés érzékenysége is, ezt ismét hozzá kell igazítani a gerjesztési szinthez. Mindezek beállítása általában komplikáltabb annál, hogy a gyakorlatban egyszerűen végrehajtható legyen, és a kívánt pontosságú eredményt adja. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően egy olyan áramköri elrendezés kialakítása impedancia mérésére, melynél a frekvencia függvényében nem változik az érzékenység. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha az impedanciát úgy mérjük, hogy egy vele 1 2 ellentétes reaktanciájú impedanciával úgy hozzuk relációba, hogy a két impedancia értéke összeszorzódjon, mert ebben az esetben a frekvenciafüggés automatikusan megszűnik. A találmány szerinti megoldás során a mérendő impedancia értékét egy vele ellentétes komplexitású ismert impedancia értékével megszorozzuk, és a szorzatot az ismert impedancia induktivitásának értékével osztjuk, illetve kapacitásának értékével szorozzuk. A találmány szerinti áramköri elrendezés egy olyan ismert áramköri elrendezés továbbfejlesztése, melynek meghajtógenerátorra csatlakozó különbségképzője, valamint a meghajtógenerátor és a különbségképző további bemenete közé iktatott induktivitása és kondenzátora van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az áramköri elrendezésnek első visszacsatolt erősítője és második visszacsatolt erősítője is van. Az első visszacsatolt erősítő bemenete generátorvezetéken keresztül a meghajtógenerátor kimenetére, valamint a különbségképző bemenetére, további bemenete első csatoló vezetéken át az induktivitás egyik kapcsára, kimenete pedig átmenő vezetéken keresztül az induktivitás másik kapcsára, valamint a második visszacsatolt erősítő bemenetére van csatlakoztatva. A második visszacsatolt erősítő további bemenete második csatoló vezetéken át a kondenzátor egy'k kapcsára, kimenete pedig meghajtó vezetéken keresztül a kondenzátor másik kapcsára, valamint a különbségképző további bemenetére van kötve. Az áramköri elrendezés kimenetét a különbségképző kimenetére kapcsolódó kimenő vezeték képezi. A találmány értelmében célszerű, ha az első visszacsatolt erősítőnek első bemenőellenállása és első erősítője van. Az első bemenőellenállás egyik kapcsa a generátorvezetékre, másik kapcsa pedig az első csatoló vezetéken keresztül az első erősítőre van csatlakoztatva. Az első erősítő kimenete az átmenő vezetékre van kötve. Nevezetesen célszerű, ha a második viszszacsatolt erősítőnek második bemenőellenállása és második erősítője van. A második bemenőellenállás egyik kapcsa az átmenő vezetékre, másik kapcsa pedig a második csatoló vezetéken keresztül a második erősítőre van csatlakoztatva. A második erősítő kimenete a meghajtó vezetékre van kötve. Célszerű továbbá, ha a különbségképző egy differenciál erősítő. A találmány értelmében célszerű az is, ha differenciál erősítőnek visszacsatoló ellenállása, harmadik bemenőellenállása, negyedik bemenőellenállása, földelő ellenállása és műveleti erősítője van. A visszacsatoló ellenállás egyik kapcsa a differenciál erősítő kimenetét képező jelvezetéken át a műveleti erősítő kimenetére, másik kapcsa pedig első bemenő vezetéken keresztül a műveleti erősítő 2 195012 5 10 15 ?0 25 30 35 40 45 50 55 60 65
