203007. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés elsősorban feszültségkülönbségek különbségének mérésére szolgáló távadóhoz
1 HU 203007 B 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés elsősorban feszültségkülönbségek különbségének mérésére szolgáló távadóhoz, mely előnyösen alkalmazható pl. fél hidba vagy teljes hidba kapcsolt nyúlásmérő-bélyegek vagy hóellenállások villamos jelének fogadására, erősítésére és továbbítására. A találmány tárgyát képező kapcsolási elrendezésben műveleti erősítő fázistartó bemeneté földdel, kimenete pedig egyrészt visszavezető ellenálláson keresztül a műveleti erősítő fázisforditó bemenetével, másrészt hatásláncban sorba kapcsolt kimenetikapcsolón és szűrőn keresztül feszültségkimenettel van összekötve, oszcillátor a kimenetikapcsoló további bemenetére csatlakozik, első feszültségbemenet-pár hatásláncban sorba kapcsolt első bemenetikapcsolón, kondenzátoron és elörevezető ellenálláson, n-dik feszültségbemenet-pár pedig hatásláncban sorba kapcsolt további bemenetikapcsolón, kondenzátoron és elörevezető ellenálláson keresztül van a műveleti erősítő fázisforditó bemenetével összekapcsolva, és az oszcillátor kimenete a bemenetikapcsolók további bemenetével is össze van kötve. A szakirodalomból igen sok távadó kapcsolási elrendezés ismert. Ezen megoldások szerteágazó igényeket elégítenek ki. A HU 192 265 lajstromszámú, .Intelligens mV-távadó galvanikusan leválasztott analóg kimenettel' című szabadalom például a digitális jelfeldolgozás előnyeivel is élörendszer technikai megoldást javasol. A HU 192 356 lajstromszámú, .Kapcsolási elrendezés áramtávadókhoz' cimü szabadalom hazai alkatrészbázison megvalósítható, speciális áramgenerátor-megoldást tartalmazó távadót ismertet. A HU 193 403 lajstromszámú, .Kapcsolási elrendezés töltésmennyiségek feszültség - vagy áram jellé alakítására' című szabadalom elsősorban kapacitiv jelforrások illesztési problémáit oldja meg. A HU 196 514 lajstromszámú, .Kapcsolási elrendezés ikeráram előállítására' című szabadalom pedig egyszerűen átprogramozható ikeráram-generátorokat tartalmazó távadót véd. Az előzőekben részletezett, és a szakirodalomból ismert, hasonló rendeltetésű távadóknak közös sajátossága, hogy feszültségkülönbségek különbségének mérésére csak többszörözés révén alkalmasak, vagy pedig bemeneti méröerősítők kombinációját alkalmazzák. A többszörözés természetesen az alkalmazott távadók számának növelése miatt a teljesítményigény és a mérési hiba növelését ill. a megbízhatóság csökkenését eredményezi. Ezért, ha lehetséges, inkább a bemeneti erősítők kombinációját alkalmazzák. A dr. Schnell László által szerkesztett, Jelek és rendszerek méréstechnikája (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985.) című könyv a 9.1.3. - 9,1.5. fejezeteiben (444-455. oldal) részletes áttekintést ad a bemeneti niéróerósitókról. A hivatkozott könyv és más szakirodalomnak alapján az 1. ábrán egy összegző erősítő, a 2. ábrán pedig a különbségképző erősítő alapkapcsolását mutatjuk be. Az ábrák és a hivatkozott szakirodalom szerint Ukí feszültség kimeneten és Ubell, Ui»12 első feszültségbemenet-páron mérhető feszültségek között az alábbi összefüggések állnak fenn: Rv Rv Uki = - ---- Ubell--------Ubel2 ill. (1’) RÍ1 R12 Rv Rv Uki = - ----- Ubell + ----- U bel 2, (2’) Rll Rll amennyiben 1 műveleti erósitö közel ideális erősítőnek tekinthető, és Az 1. és 2. ábrán látható erösitó Rll = R12 (4M választással valóban összegző és fázisforditó ill. különbségképzö és fázisfordító erősítőkapcsolás. A 3. ábra a bemeneti erősítőknek egy olyan kombinációját mutatja, amely kettő darab feszültségkülönbség különbségének a képzésére alkalmas. A 3. ábra szerinti kapcsolásnak egy távadón belül bemeneti fokozatként való alkalmazása tehát kettő darab feszültségkülönbség különbségének mérésére alkalmas távadó kialakítását teszi lehetővé. Az alkalmazásnak azonban korlátját jelenti a (3M és (4M megkötés, amely nagy pontosságú és a környezeti változásokra azonosan reagáló ellenállásokat ír elő. Különösen az problematikus, hogy a 3 különbségképzö méröerösítök egymás után kapcsolásával az első fokozat hibája a második fokozaton keresztül felerősítve terjed tovább. Tehát az egymás után kapcsolt fokozatok számát minimalizálni kell. Három darab feszültségkülönbség különbségének mérésére azonban már három fokozat, öt darab feszültségkülönbség különbségének a mérésére pedig már négy fokozat egymás után kapcsolása szükséges, kellő pontossággal azonban már a kettő fokozattal megvalósított 3. ábra szerinti kapcsolás is igen nagy nehézségek árán vitelezhetó ki. Látható tehát, hogy a feszültségkülönbségek különbségének mérésére szolgáló, ismert' kapcsolási elrendezések komoly hiányosságokkal rendelkeznek. A találmány célja a hasonló rendeltetésű, ismert kapcsolási elrendezések hiányosságainak kiküszöbölése, azaz olyan kapcsolási elrendezés kialakítása, amelynél a feszültségbemenet-párok számának növelésével együtt nem szükséges sem a távadók, sem pedig az egymás után kapcsolt precíziós erősítő fokozatok számát növelni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
