PL50654B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 29.111.1966 50654 Kir 81 i, 00/01" MKP G 01 r /0/o4 UKD BIBLIOTEKA Ut*«Ai Patentowego Twórca wynalazku: mgr Olgierd Korybut-Daszkiewicz Wlasciciel patentu: Instytut Ffeyki Jadrowej w Krakowie, Kraków (Polska) Tranzystoroiujj woltomierz generacyjny W technice pomiarów niskich stalych napiec bez obciazania ich zródel wymaga sie od miernika, aby jego opornosc wejsciowa byla wieksza od 1010 omów. Klasycznymi przyrzadami spelniajacy¬ mi powyzszy warunek sa wszelkiego rodzaju elektrometry i woltomierze elektrostatyczne. Mier¬ niki tego typu sa jednak albo za malo czule, albo zbyt delikatne w konstrukcji i wymagajace wy¬ kwalifikowanej obslugi, aby mogly znalezc szersze zastosowanie w warunkach przemyslowych. Postep w tej dziedzinie zostal osiagniety przez zastoso¬ wanie wzmacniaczy pradu stalego z lampa elek¬ trometryczna na wejsciu.Obecnie ze wzgledu na szereg wad takich ukla¬ dów, w szczególnosci ich mala stabilnosc oraz du¬ za wrazliwosc mechaniczna i elektryczna na za¬ klócenia, do takich pomiarów stosuje sie wzmac¬ niacze pradu zmiennego posiadajace na wejsciu przetwornik stalego napiecia lub pradu na wiel¬ kosci elektryczne zmienne w czasie. Stosunkowo latwo jest uzyskac dobre wlasnosci takich mierni¬ ków, jezeli wchodzace w ich sklad wzmacniacze sa ukladami lampowymi, a przetwornikami uklady o zmiennej pojemnosci.Wspólczesne tendencje do miniaturyzacji apara¬ tury, podniesienia jej trwalosci i uniwersalnosci zasilania oraz obnizenia kosztów produkcji i eksploatacji, sklaniaja sie do przechodzenia na uklady pólprzewodnikowe a w szczególnosci tran¬ zystorowe. Niska opornosc wejsciowa tranzystora 15 20 stanowi podstawowa trudnosc zwiazana z wlasci¬ wym wykorzystaniem przetwornika pojemnoscio¬ wego który jest zawsze zblizony pod wzgledem wlasnosci elektrycznych do idealnego zródla pradu o wydajnosci wzrastajacej proporcjonalnie do cze¬ stosci modulacji. Ta ostatnia wlasciwosc zmu¬ sza w wypadku stosowania przetworników po¬ jemnosciowych z napedem mechanicznym które sa najwydajniejsze do korzystania ze stosunkowo trudnych w realizacji srodków majacych na celu stabilizacje czestosci modulacji.Sygnal wyjsciowy z mierników napiec stalych wykorzystujacych wzmacniacze pradu zmiennego uzyskuje sie na drodze detekcji synchronicznej, przy czym za sygnal odniesienia sluzy nadecie o czestosci modulacji, najczesciej sinusoidalne i zawsze wieksze od sygnalu poddawanego detekcji.W wypadku idealnym napiecie to powinno miec charakter fali kwadratowej. Jezeli w przetworni¬ ku stosuje sie silnik asynchroniczny, co jest uza¬ sadnione uniwersalnoscia zasilania i wzgledami ekonomicznymi, wówczas sygnal odniesienia musi byc zwiazany z osia tego silnika. Sygnal ten po¬ winien równiez posiadac okreslona faze wzgledem sygnalu poddawanego detekcji.Wszystkie wspomniane wady i trudnosci zwia¬ zane z realizacja woltomierza do pomiarów napiec stalych wystepujacych na bardzo duzych opor¬ nosciach usuwa uklad miernika wedlug wynalaz¬ ku. W ukladzie tym przetwornik generacyjny 5065450654 3 4 sprzegniety jest ze wzmacniaczem tranzystorowym poprzez transformator o duzej indukcyjnosci glów¬ nej, a nie przy pomocy stosowanych znanych spe¬ cjalnych ukladów elektronicznych wymagajacych krytycznego doboru elementów.Przetwornik ten jest wykonany czesciowo tech¬ nika obwodów drukowanych, co stanowi powazny postep technologiczny w tej dziedzinie. Zastoso¬ wany w ukladzie miernika wedlug wynalazku tranzystorowy wzmacniacz posiada sprzezenie zwrotne zalezne od czestotliwosci, które nie tylko poprawia stabilnosc samego wzmacniacza, ale rów¬ niez eliminuje wplyw zmian czestosci modulacji, a wiec koniecznosc stabilizowania pracy silnika, co jest stosowane w podobnych urzadzeniach.Kwadcatpwa fala sygnalu odniesienia jest for- mowana^Jgrzez uklad regeneracyjny, na przyklad w postaci trigera Schmitta, co jest rozwiazaniem prostszym i zapewniajacym wieksza stabilnosc niz stosowany normalnie do tego celu wzmacniacz z nasyceniem. Faza sygnalu odniesienia jest nasta¬ wiana na drodze mechanicznej przez dobór po¬ lozenia cewki sprzezonej z magnesem, a nie na drodze elektrycznej. Zastosowany system umozli¬ wia regulacje fazy w dowolnie duzym zakresie.Schemat blokowy ukladu wedlug- wynalazku jest przedstawiony na rysunku. Mierzone stale lub wolnozmienne napiecie jest podawane na wejscie 1 przetwornika pojemnosciowego typu ge¬ neracyjnego 2. Elektroda wyjsciowa 3 jest wyko¬ nana technika obwodów drukowanych. Opornosc wejsciowa . przetwornika jest wieksza od 1014 omów, co stanowi wielkosc duzo lepsza od ko¬ niecznego minimum. Pojemnosc wejsciowa wynosi kilkanascie pF. Zmienne napiecie z przetwornika 2 jest podawane na wejsciowy transformator 4 tranzystorowego wzmacniacza 5. Zadaniem trans¬ formatora 4 jest dopasowanie impedancji wyjscio¬ wej przetwornika 2 z impedancja wejsciowa wzmacniacza 5.Równolegle do pierwotnego uzwojenia transfor¬ matora 4 jest wlaczony przelacznik 6, przy pomo¬ cy którego wybiera sie rózne ustalone zakresy pomiarowe (np. 10V, 100V, 1000V). Dzieki takiej strukturze kanalu pomiarowego wzmacniacz 5 po¬ siada ustalony wspólczynnik wzmocnienia i stosun¬ kowo nieduzy zakres dynamiczny. Sygnal ze wzma¬ cniacza 5 jest podawany na detektor synchroniczny 7 i uklad 8 sygnalizujacy przekroczenie zadanego poziomu.Sygnal odniesienia generuje sie w cewce 9 po¬ przez przerywanie strumienia magnetycznego wy¬ tworzonego przez magnes 10. Przerywanie tego strumienia realizuje magnetyczny sektor 11 wiru¬ jacy synchronicznie z uziemionym sektorem prze¬ twornika 2. Oba te sektory sa umieszczone na tej samej osi silnika 12. Cewka 9 i magnes 10 ^a sprzezone ze soba mechanicznie i moga byc usta¬ wiane w plaszczyznie sektora 11 w takim poloze¬ niu, które odpowiada optymalnej fazie sygnalu odniesienia. Wytworzony w cewce 9 sygnal jest formowany na przebieg majacy charakter fali prostokatnej przez uklad regeneracyjny, w posta¬ ci na przyklad trigera Schmitta 13. Dzieki temu ukladowi, sygnal z cewki 9 moze bardzo daleko odbiegac od sygnalu wymaganego przez detektor synchroniczny 7, co wybitnie upraszcza konstruk¬ cje calego przyrzadu.Sygnal z detektora synchronicznego 7 jest po¬ dawany na wskaznik 14 z zerem posrodku skali.Umozliwia to odczytanie nie tylko wartosci bez¬ wzglednej mierzonego napiecia, lecz równiez i je¬ go znaku.Konstrukcja wzmacniacza 5 nie wymaga selekc;'i uzytych tranzystorów. W przypadku zasilania przyrzadu z sieci pradu zmiennego jest on za¬ opatrzony w zasilacz stabilizowany 15 i silnik asynchroniczny.Przyrzad moze byc równiez skonstruowany w wersji bateryjnej i wówczas posiada silnik ko¬ lektorowy zamiast silnika asynchronicznego. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Tranzystorowy woltomierz generacyjny posiada¬ jacy przetwornik pojemnosciowy typu generacyj¬ nego, wzmacniacz tranzystorowy ze sprzezeniem zwrotnym, detektor synchroniczny oraz uklad re¬ generacyjny, znamienny tym, ze ma cewke (9) sprzezona z magnesem (10), której polozeniem nastawiana jest faza sygnalu odniesienia formo¬ wanego przez uklad regeneracyjny na przyklad w postaci trigera Schmitta (13), a uklad przelacznika (6) zmieniajacy czulosc ukladu wlaczony jest miedzy przetwornik (2) a wzmacniacz (5), na wejsciu którego znajduje sie transformator dopa¬ sowujacy (4) przy czym wzmacniacz (5) ma sprze¬ zenie zwrotne zalezne od czestotliwosci, kompen¬ sujace zaleznosc napiecia wyjsciowego z prze¬ twornika (2) od napiecia zasilania silnika (12). 10 15 23 25 30 35 40 4550654 k 2?H ¦—10 15 13 4 «_. PL