200390. lajstromszámú szabadalom • Mérőműszer nyúlásmérő-bélyeges, és/vagy induktív mérőátalkítókhoz
1 HU 200390 B 2 A találmány tárgya mérőműszer nyúlásmérő-bélyeges és/vagy induktív mérőátalakítókhoz. A nyúlásmérő-bélyeges és induktív mérőátalakítókhoz alkalmazott mérési módszerek közül a vívőfrekvenciás mérési eljárás a legismertebb. Ezen mérési elv alapján felépülő mérőműszerek a nyúlásmérő-bélyeges illetve az induktív mérőátalakítót ellenütemű szinuszos váltakozófeszültséggel táplálják. A mérőátalakító kimeneti jelét precíziós erősítőre vezetik, ezután a felerősített jelet fázisérzékeny egyenirányítóval egyenirányítják, majd megszűrik. Az így feldolgozott jel analóg és/vagy digitális kijelzőre, illetve jeltároló és -feldolgozó berendezésre kerül. Az ilyen elven működő ismert mérőműszereknek ipari körülmények közötti mérésnél az alkalmazhatóságot korlátozó több hátrányuk van. Egyrészt a mérőátalakítót tápláló szinuszos váltakozófeszültség és a mérőátalakító kimenetén megjelenő váltakozófeszültség között fáziseltérés van. Ezt a fázishibát a mérőátalakító szerelési és szórt kapacitásai, induktivitásai, illetve a mérőátalakítót a mérőműszerrel öszszekötő kábel szórt kapacitása és induktivitása okozza. Ezen fázishiba a fázisérzékeny egyenirányító és így az egész mérőműszer pontosságát jelentősen csökkenti. Ennek kiküszöbölésére a mérőműszerekben a mérési folyamat megkezdése előtt fáziskorrekciót kell végrehajtani. Ez azonban bonyolult, több ellenőrző mérést igénylő, hosszú beállítási folyamat, amelyet csak villamos előképzettséggel rendelkező szakember tud elvégezni. Emellett ez a beállítás az ellenőrző műszerek szükségessége miatt ipari körülmények között nehezen végrehajtható. Az előbb említettekből következik, hogy más-más mérőátalakító vagy kábel használatakor mindig el kell végezni ezt a beállítást. Ezáltal jelentősen megnő az egyes mérések közötti kihasználatlan idő. A vivőfrekvenciás elven működő ismert mérőműszerek további hátránya, hogy többcsatornás kialakítás esetén a mérőműszer annyi precíziós erősítőt, fázisérzékeny egyenirányítót és szűrőt magábanfoglaló komplett mérőcsatomát tartalmaz, ahány mérőátalakító szükséges az adott mérési feladat elvégzéséhez, így egy többcsatornás mérőműszer eléggé költséges és ipari körülmények között az elhelyezése is nehézkéssé válhat. A találmány szerinti mérőműszer megalkotásánál az előbb említett hátrányokat kiküszöbölve olyan egyszerű felépítésű mérőműszert kívántunk létrehozni, amelyet villamos előképzettséggel nem rendelkező szakemberek is könnyedén tudnak kezelni. A találmány tehát mérőműszer nyúlásmérő-bélyeges és/vagy induktív mérőátalakítókhoz, amelynek a legalább egy mérőátalakítót váltakozó polaritású feszültséggel megtápláló legalább egy generátora, valamint a mérőátalakító(k) kimenetéhez csatlakoztatott legalább egy erősítője és legalább egy fázisérzékeny egyenirányítója van. A találmány szerint a fázisérzékeny egyenirányító az erősítőik) kimenetére párhuzamosan csatlakoztatott, a váltakozó polaritású feszültségnek megfelelő négyszögjellel ellenütemben vezérelt legalább egy kapcsolópárt, valamint a legalább egy kapcsolópár egyik kapcsolójához csatlakoztatott első aluláteresztő szűrőt és másik kapcsolójához csatlakoztatott második aluláteresztő szűrőt tartalmaz. A találmány szerinti mérőműszer előnye, hogy benne nem lépnek fel olyan fázishibák, amelyeket a fázisérzékeny egyenirányító meghajtásánál kompenzálni kellene. Ezért a mérőátalakító cseréjénél, illetőleg más kábelhosszú mérőátalakító alkalmazásánál nem szükséges minden esetben bonyolult fáziskorrekciót végrehajtani. A találmány szerinti mérőműszer igen előnyösen alakítható ki olyan módon, hogy az első és a második aluláteresztő szűrő kimenetére differenciális bemenetű analóg-digitális átalakítót csatlakoztatunk, és ennek az analóg-digitális átalakítónak ütemező órajelgenerátorát használjuk fel a legalább egy kapcsolópár meghajtására olyan módon, hogy az ellenütemű vezérlést biztosító négyszögjelet egy az órajelgenerátorhoz csatlakoztatott frekvenciaosztóval állítjuk elő. Adott esetben a frekvenciaosztóval állítjuk elő. Adott esetben a frekvenciaosztó megfelelő kimenő teljesítményű puffer fokozatot is tartalmazhat, és így meghajthatja a mérőátalakítót, illetőleg mérőátalakítókat. A találmány szerinti mérőműszer előnyös olyan szempontból is, hogy a legalább egy kapcsolópárhoz csatlakoztatott első és második aluláteresztő szűrőt egyszerű RC-tag képezheti, nem szükséges magasabb fokú szűrő alkalmazása, és az erősítő, illetve erősítők egyenáramú kimeneti hibafeszültségéből adódó hibajel mégis teljes mértékben elnyomásra kerül. A találmány szerinti mérőműszer igen előnyös abban az esetben, ha többcsatornás kialakítás szükséges. Ekkor a mérőátalakítókhoz csatlakozó minden egyes erősítő kimenetéhez párhuzamosan egy-egy kapcsolópár van csatlakoztatva, a kapcsolópárok egyik kapcsolói közösítve az első aluláteresztő szűrő bemenetére, másik kapcsolói pedig ugyancsak közösítve a másik aluláteresztő szűrő bemenetére vannak csatlakoztatva, és a kapcsolópárok közül egy időben csak egy ellenütemben vezérelt kapcsolópár van a megfelelő erősítő és az aluláteresztő szűrők közé beiktatva. Igen előnyös, ha a többcsatornás kialakításnál a kapcsolópárok egyik kapcsolóit egy első multiplexer, másik kapcsolóit pedig egy másik multiplexer alkotja, a multiplexerek címző vonala közösítve egy csatornaválasztó egységhez kapcsolódik, és a multiplexerek engedélyező bemenete a négyszög jelet előállító egység két egymással komplementer kimenetére van csatlakoztatva. A találmány szerinti többcsatornás kialakításnál csupán az erősítőt és a fázisérzékeny egyenirányítóban lévő kapcsolópárt kell többszörözni, nem szükséges az egész mérőcsatomát annyiszor megvalósítani, ahány mérőátalakító van. Ez jelentős költségmegtakarítást és kisebb méretet eredményez. Ilyen módon például a mérőműszer meghatározott számú maximális csatornához, például 12 csatornához, alakítható ki, amely csatornákból annyit kell csak bekötni, ahány mérőátalakító az adott mérési feladatnál szükséges. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti mérőműszer induktív mérőátalakítókhoz alkalmas többcsatornás kiviteli alakjának tömbvázlatát mutatja, a 2. ábra pedig a találmány szerinti mérőműszer nyúlásmérő bélyeges mérőátalakítókhoz alkalmas 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
