200512. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés villamos tápegység nélkül működtetett jelátalakítóknak a folyamatirányító számítógép bemenetére, illetve kimenetéhez történő csatlakoztatására
1 HU 200512 B 2 A 3. ábrán feltüntetett kiviteli alaknál a 17 és 19, illetve 18 és 20 ellenállásokból álló híd 11 és 12 csatlakozóira feszültségforrásként működó jelátalakító (pl. hóelem) van kapcsolva. A 4. ábrán ábrázolt kiviteli alaknál a 8 egyenirányító áramkör áramát is bevezetjük - a 25 ellenálláson keresztül - a 11 csatlakozón át a 16 robbanásveszélyes térbe, és a 25 ellenállás sarkain eső feszültséget kapcsoljuk a 18 és 20 ellenállásokból álló hídágra. A 11 és 12 csatlakozók között van a robbanásveszélyes térben a 8 egyenirányító áramkör sarkaira kapcsolva a 26 jelátalakító. Az 5. ábra szerinti kiviteli alaknál az ellenállásváltozással működő jelátalakítók csatlakoztatására újabban kiterjedten alkalmazott un. „négyvezetékes” csatlakozásra adunk példát. Itt a 8 egyenirányító áramkör a 11 csatlakozón és a 29 ellenálláson, a 18 és 20 ellenállásokból álló hídág „felső” pontja - a 18 ellenállás sarokpontja a 27 csatlakozón és a 30 ellenálláson keresztül van a 33 jelátalakító (mint ellenállásváltozással működő jelátalakító) felső sarkára kapcsolva. Ugyanakkor a 20 ellenállás felső sarokpontja a 28 csatlakozón és a 31 ellenálláson, míg a 8 egyenirányító áramkör másik pólusa a 12 csatlakozón és a 32 ellenálláson .keresztül a 33 jelátalakító alsó sarkára csatlakozik. Ez a kapcsolás eredményezi ellenállásváltozással működő jelátalakítóknál a legpontosabb jelátvitelt; piezzorezisztív jelátalakítók esetében (pl. az önmagában ismert nyúlásmérő bélyeg esetében) pedig kifejezetten ez a csatlakozási mód szükséges. A fentiek szerint kialakított kapcsolási elrendezés működtetésekor az 1 folyamatirányító számítógép 2 és 3 kapcsai között megjelenő egyenfeszültséget a 6 multivibrátor által meghatározott állandó frekvencián megszaggatja az 5 áramszaggató inverter. Az így keletkezett szaggatott egyenfeszültséget a 7 transzformátor galvanikus elválasztás mellett vezeti a 8 egyenirányító áramkörbe, amely önmagukban ismert szűrőelemekkel is el van látva. A 9 áramgenerátor árama függ a 9/3, 9/4 és 9/5 kapcsokra kapcsolt jelátalakító jelétől, így az egész áramkörben folyó áram erősségét e jel határozza meg. A 16 robbanásveszélyes térben elhelyezett jelátalakító jele az 1 folyamatirányító számítógép 2 és 3 kapcsaira kerül. Ugyanakkor azonban az áramerősség változásának megfelelő (változó) feszültség esik a 4 ellenállás két sarkán, amelyet a 10 opto-csatoló a 9 áramgenerátor bemeneti 9/1 és 9/2 kapcsaira visszacsatol és ezzel a jelátvitel linearitását biztosítja. A 2. ábrán feltüntetett kiviteli alak esetében a 23 jelátalakító pillanatnyi ellenállásértéke, és a 10 opto-csatoló által szolgáltatott visszacsatolt feszültség egyaránt a 17 és 19, valamint a 18 és 20 ellenállásokból kialakított hídkapcsolás hídfeszültségét befolyásolják, és ez a hídfeszültség vezérli a 9 áramgenerátort. A 21 és 22 potenciométerekkel a 9 áramgenerátor munkapontja állítható be. A 3. ábrán ábrázolt kiviteli alaknál a működtetéskor a 24 jelátalakító által szolgáltatott feszültség lesz a bemenőjel. A 4. ábrán feltüntetett kiviteli alak esetében a 26 jelátalakító a 8 egyenirányító áramkör kapcsairól kapja a tápfeszültségét és a 25 ellenállás sarkain megjelenő feszültség lesz az a jel, amit a 18 és 20 ellenállásokból álló hídágba visszavezetünk. Az 5. ábra szerinti kiviteli alak működtetésekor all csatlakozón, a 29 ellenálláson, a 33 jelátalakítón, a 32 ellenálláson és a 12 csatlakozón keresztül folyó áram hatására a 33 jelátalakító sarkain eső feszültséget kapcsoljuk a 30 ellenálláson és a 27 csatlakozón keresztül a 18 ellenállás; a 31 ellenálláson és a 28 csatlakozón keresztül a 20 ellenállás sarkaira, és ezáltal a 18 és 20 ellenállásokból álló hídágba. Ha a 2 és 3 kapcsok az 1 folyamatirányító számítógépnek nem bemeneti, hanem kimeneti kapcsai, az 1 folyamatirányító számítógép kimenőjelét ugyanezen kapcsolási elrendezés segítségével juttathatjuk el a 16 robbanásveszélyes térbe. Ekkor a 10 opto-csatoló a jelátvitel linearitását biztosítja. Az így átvitt jelfeszültség segítségével kis energiaigényű elektromos-pneumatikus jelátalakítót (pl. fúvókás jelátalakítót) működtethetünk. Ez különösen akkor előnyös, ha a 16 robbanásveszélyes térben egyébként is pneumatikus beavatkozószerveket és műveleti eszközöket alkalmazunk, ekkor ugyanis a beavatkozószervek működtetéséhez úgyis pneumatikus jel szükséges, és a pneumatikus erősítő a rendelkezésre álló energiaforrás felhasználásával a további műveletek elvégzését a biztonsági követelményeket mindenben kielégítő módon biztosítja. A fentiek szerint kialakított és működtetett kapcsolási elrendezés segítségével kevés alkatrész felhasználásával, nagy biztonsággal és jelhűséggel; a költséges robbanásbiztos tápegységek mellőzésével biztosíthatjuk a robbanásveszélyes üzemrészekben a villamos jelátalakítók működését, és azoknak a folyamatirányító számítógéppel való harmonikus kapcsolatát. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. ) Kapcsolási elrendezés villamos tápegység nélkül működtetett jelátalakítóknak a folyamatirányító számítógép bemenetéhez, illetve kimenetéhez történő csatlakoztatására, azzal jellemezve, hogy a folyamatirányító számítógép (1) kapcsaira (2 és 3) ellenálláson (4) keresztül kapcsolt, állandó frekvenciájú multivibrátorral (6) vezérelt áramszaggató invertere (5), erre transzformátoron (7) keresztül kapcsolt, szűrőelemekkel is ellátott egyenirányító áramköre (8), ennek áramkörébe kapcsolt áramgenerátora (9); a folyamatirányító számítógép (1) és az áramszaggató inverter (5) között elhelyezett ellenállás (4) sarkaira, valamint az áramgenerátor (9) bemeneteire kapcsolt opto-csatolója (10), és az áramgenerátor (9) bemenetéhez kapcsolt kettő vagy több csatlakozója (11, 12, 13 illetve 27, 28) van. (1. ábra) 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az áramgenerátor (9) bemenetére és az opto-csatoló (10) tranzisztoroldalára kapcsolt ellenállásokból (17 és 19), valamint az egyenirányító áramkör (8) kapcsaira, és a jelátalakítóra (23 vagy 24) kapcsolt ellenállásokból (18 és 20) álló mérőhídja van. (2-3. ábra) 3. ) Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy egyenirányító áramkörének (8) kapcsaira ellenálláson (25) keresztül kapcsolt jelátalakítója (26), és az ellenállás 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
