195886. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés és eljárás fizikai mennyiségek optoelektronikai úton történő meghatározására
1 195 886 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés fizikai mennyiségek meghatározására, főleg mechanikai mennyiségek, pl. erő, nyomás, deformáció optoelektronikai mérésére, amely fényforrást, fényérzékelő eszközt és jelfeldolgozó egységet tartalmaz, a fényérzékelő eszközt legalább két, azonos alaplapon elhelyezett, előnyösen integrált gyártási technológiával előállított, a fényforrás által legalább részben megvilágított felületű fényelem alkotja, továbbá a fényforráshoz viszonyítva relatív elmozdulásra képes, a mérendő fizikai mennyiségtől függő helyzetű érzékelővel van ellátva. A találmány tárgya a fizikai mennyiségek mérésére szolgáló eljárás is. A fizikai — elsősorban mechanikai — mennyiségek elektronikus mérésénél lényeges követelmény az ipari mérőeszközök nagy pontossága, egyszerű konstrukciója, egyértékű be- és kimenőjel kapcsolat, továbbá a zavarérzéketlenség és a távadásra való alkalmasság, valamint a kis méret és a tömeg. Fenti követelményrendszer megvalósítására, elsősorban elmozdulás mérésére számos megoldás született. A 179.550 lajstromszámú HU szabadalmi leírás elektromechanikus mérőátalakítót szemléltet erőmérés céljára. A megoldás nyúlásmérő bélyegekből felépített hídkapcsolást és a mérendő erőt továbbító csuklós rudakat tartalmaz. A 173.253 lajstromszámú HU szabadalmi leírás szerinti hosszmérő berendezés magnetostrikciós elven működik, ajeladó és érzékelő tekercsen kívül próbatestet, ütközőt és elektronikát tartalmaz. A 172.507 lajstromszámú HU szabadalmi leírás távolságmérésre szolgáló kapacítív mérőhidat mutat speciális, háromtagú hiányos mérőhídként való kialakításban. A 169.734 lajstromszámú HU szabadalmi leírás szerinti indukciós útmérő készülék bonyolult fölépítésű, differenciáltranszformátorral, oszcillátorral és demodulátorral kialakított érzékelő eszköz. Az ismertetett megoldások leglényegesebb hátránya, hogy csak egy adott mérési feladat elvégzésére alkalmasak, emellett bonyolult mechanizmusokat tartalmaznak, robosztus fölépítésűek, a környezeti hatásokra érzékenyek és alkalmazásuk költséges. Fenti hátrányok miatt került előtérbe az optoelektronikai megoldások alkalmazása. A 177.916 lajstromszámú HU szabadalmi leírás szerinti fényimpulzusokkal működő berendezés különféle gyártmányok átmérőjének érintésmentes mérésére alkalmas, fényforrást és optikai érzékelőt, valamint speciális kialakítású blendét és referenciaforrást tartalmazó elektronikát tartalmaz. A 2,311.676 lajstromszámú DE közzétételi irat szerinti megoldás fényforrást, differenciál optoelekt ronikai mérőátalakítót, erősítőket, különbségképző áramkört és összegező áramkört tartalmaz. Az összegező erősítő bemenetére referenciaforrás van kapcsol va, kimenete pedig a fényforrást táplálja. A mérendő elmozdulással arányos kimeneti jelet a különbségkép ző áramkör szolgáltatja. Ez a megoldás ugyan a legfej lettebb az ismert megoldások közül, alkalmas többfaj ta mechanikai mennyiség mérésére, de viszonylag bonyolult felépítésű, érzékeny az alkotóelemek öregedésére,és gondoskodni kell a két érzékelő megvilágításánál a fényáram összegének állandóságáról. A találmány célja az ismert megoldások hibáit kiküszöbölő, univerzálisan alkalmazható, ipari környezetben egyszerűen használható, a hőmérsékleti és elektromos zavarokra nagymértékben érzéketlen, és emellett egyszerű, olcsó mérőeszköz és mérési eljárás létrehozása. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy az azonos technológiával kialakított ikerfényelemek rövidzárási árama állandó hőfokon arányos a fényelem felületét érő fényerősséggel, továbbá az ikerfényelemek nagyfokú szimmetriát mutatnak, ezért ha a két fényelem megvilágítása egymástól eltérő, de meghatározott arányú, akkor az egyes fényelemeken mérhető rövidzárási áramok aránya állandó marad széles határok között változó fényerősség és hőmérséklet esetén is. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti megoldás kapcsolási elrendezés fizikai mennyiségek meghatározására, főleg mechanikai mennyiségek, pl. erő, nyomás deformáció optoelektronikai mérésére — amely fényforrást, fényérzékelő eszközt és jelfeldolgozó egységet tartalmaz, a fényérzékelő eszközt legalább két, azonos alaplapon elhelyezett, előnyösen integrált gyártási technológiával előállított, a fényforrás által legalább részben megvilágított felületű fényelem alkotja, továbbá a fényforráshoz viszonyítva relatív elmozdulásra képes, a mérendő fizikai mennyiségtől függő helyzetű érzékelővel van ellátva — oly módon van kialakítva, hogy az érzékelőhöz a fényelemeket hordozó alaplap,vagy az alaplap és a fényforrás között az egyik fényelemet részben vagy egészben eltakaró árnyékoló lemez van csatlakoztatva^ jelfeldolgozó egységben első jelerősítő és második jelerősítő, továbbá hányadosképző áramkör van, az első fényelem az első jelerősítő bemenetére, a második fényelem a második jelerősítő bemenetére van kapcsolva, az első és a második jelerősítők kimenetei a hányadosképző áramkör bemenetelre vannak csatlakoztatva, a kapcsolási elrendezés kimenetét pedig a hányadosképző áramkör kimenete képezi. A kitűzött célnak megfelelően egy másik lehetséges találmány szerinti kapcsolási elrendezés fizikai mennyiségek meghatározására, főleg mechanikai mennyiségek, pl. erő, nyomás, deformáció optoelektronikai mérésére — amely fényforrást, fényérzékelő eszközt és jelfeldolgozó egységet tartalmaz, a fényérzékelő eszközt legalább két, azonos alaplapon elhelyezett, előnyösen integrált gyártási technológiával előállított. a fényforrás által legalább részben megvilágított felületű fényeiéin alkotja, továbbá a fényforráshoz viszonyítva relatív elmozdulásra képes, a mérendő fizikai mennyiségtől függő helyzetű érzékelővel van ellátva — oly módon van kialakítva, hogy az érzékelőhöz a fényelemekct hordozó alaplap, vagy az alaplap és a fényforrás között az egyik fényelemet részben vagy egészben eltakaró árnyékoló lemez van csatla5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
