Opublikowano: 30.VIII.1969 57816 KI. 42 k, 12/04 MKP G 01 1 44//I2j UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Wieslaw Krauze - Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska (Katedra Wysokiej Próz¬ ni), Warszawa (Polska) Uklad polaczen prózniomierza oporowego do pomiaru cisnien w szerokim zakresie Przedmiotem wynalazku jest uklad polaczen prózniomierza oporowego pozwalajacy na pomiar cisnienien w bardzo szerokich granicach (od kilku¬ dziesieciu torów do okolo 10-^* tora).W wiekszosci znanych ukladów polaczen próz¬ niomierza oporowego sonda prózniomierza jest umieszczona w jednej z galezi mostka oporowego, przy czym mozliwe sa dwa sposoby zasilania most¬ ka: zasilanie napieciem lub pradem o stalej war¬ tosci, lub zasilanie napieciem regulowanym w ta¬ ki sposób, aby przy kazdej wartosci cisnienia mo¬ stek znajdowal sie w równowadze, a wiec aby tem¬ peratura i opornosc wlókna sondy byla stala. W pierwszym przypadku wskaznikiem cisnienia jest napiecie na przekatnej mostka, a górna granica zakresu pomiaru jest cisnienie okolo 1 Tr. W dru¬ gim przypadku wskaznikiem cisnienia jest napie¬ cie lub prad zasilajacy mostek i mozliwe jest roz¬ szerzenie zakresu pomiarowego do kilkudziesieciu torów.W patencie glównym nr 55552 podano uklad po¬ laczen prózniomierza oporowego, realizujacy zasa¬ de stalej temperatury wlókna sondy. W ukladzie tym element regulujacy napiecie zasilajace mo¬ stek sterowany jest napieciem stalym. Dzieki za¬ stosowania stalego napiecia sterujacego latwo uzys¬ kuje sie stabilna prace ukladu. Napiecie steruja¬ ce otrzymywane jest na wyjsciu wzmacniacza wzmacniajacego napiecie wystepujace na przekat¬ nej mostka. 15 30 Powyzszy uklad pracuje dobrze w pelnym zakre¬ sie cisnien, które mozna mierzyc bez zmiany czu¬ losci miernika (praktycznie od kilkudziesieciu to¬ rów do okolo 10—2Tr). Po zwiekszeniu czulosci miernika uklad ten mozna zastosowac równiez do pomiaru cisnien nizszych od 10—2 Tr, lecz wówczas nieuniknione pelzannie zera wzmacniacza steru¬ jacego powoduje koniecznosc czestego przeprowa¬ dzania korekcji, oraz wplywa na zwiekszenie ble¬ dów pomiaru.Uklad polaczen prózniomierza oporowego wedlug wynalazku umozlwia pomiar cisnien w pelnym zakresie na jaki pozwala zasada dzialania próznio¬ mierza oporowego, przy mozliwosci uzyskania wy¬ sokiej dokladnosci i znacznej prostoty obslugi w calym zakresie dzialania.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo¬ kowy, a fig. 2 przyklad schematu ideowego próz¬ niomierza oporowego.Na fig. 1 przedstawiony jest schemat blokowy ukladu w którym mostek pomiarowy 1 zawieraja¬ cy w jednej galezi sonde prózniomierza 2 zasilany jest napieciem Uj za posrednictwem elementu re¬ gulacyjnego 3. Element regulacyjny 3 sterowany jest napieciem wyjsciowym Us wzmacniacza 4.Wejscie wzmacniacza 4 przelaczane jest przy po¬ mocy przelacznika (lub przekaznika) 5 na dwa róz¬ ne uklady pracy.W ukladzie pierwszym (polozenie przelacznika 57816• 3 jak na fig. 1), wejscie wzmacniacza 4) dolaczane jest do przekatnej mostka 1. Przy zachowaniu wa¬ runku «fazy prad zasilajacy mostek regulowany jest w taki sposób, aby napiecie na przekatnej mostka pozostawalo bliskie zeru (uklad polaczen jest iden¬ tyczny z ukladem podanym w patencie glównym nr 55552). W tym przypadku utrzymywana jest sta¬ la temperatura wlókna sondy, jako wskaznik cis¬ nienia wykorzystywany jest miernik 6 mierzacy prad zasilajacy mostek i uklad pozwala na doklad¬ ny i wygodny pomiar cisnien w zakresie od kilku¬ dziesieciu Tr do okolo 10—2 Tr.W ukladzie drugim (polozenie przelacznika prze¬ ciwne do polozenia na fig. 1), wejscie wzmacnia¬ cza 4 dolaczane jest miedzy dodatkowy opór 7 i zródlo napiecia wzorcowego 8. W tym przypadku, przy zachowaniu warunku fazy, stabilizowane jest natezenie pradu zasilajacego mostek. Przy odpo¬ wiedniej stabilnosci napiecia wzorcowego i odpo¬ wiedniej konstrukcji wzmacniacza 4 uzyskuje sie bardzo wysoka stabilnosc natezenia pradu zasila¬ jacego mostek i w ten sposób eliminuje sie prak¬ tycznie powazne zródlo bledów prózniomierza opo¬ rowego jakim sa zmiany napiecia zasilajacego, a przez to znacznie rozszerza sie w kierunku niskich cisnien zakres stosowania prózniomierza.Jesli mostek zostanie zrównowazony na przyklad przy bardzo wysokiej prózni (przez regulacje opo¬ ru w jednej galezi mostka, lub przez regulacje na¬ tezenia pradu zasilajacego mostek), to miernik 9 dolaczony do przekatnej mostka sluzy jako wskaz¬ nik cisnienia. Oczywiscie zamiast dwóch oddziel¬ nych mierników, mozna zastosowac odpowiednie boczniki i oporniki szeregowe i jeden miernik przelaczany jednoczesnie ze zmiana ukladu pracy prózniomierza. Zamiast stabilizacji pradu mozna zastosowac stabilizacje napiecia zasilajacego mo¬ stek. W tym przypadku wzmacniacz 4 powinien porównywac napiecie wzorcowe z napieciem na mostku 1." Na fig. 2 podany jest przyklad schematu ideo¬ wego prózniomierza oporowego wedlug.wynalazku.Mostek pomiarowy jest tu zasilany napieciem sta¬ lym. Zarówno element regulacyjny 3 jak i wzmac¬ niacz sterujacy 4 sa ukladami tranzystorowymi.Pierwsze dwa stopnie wzmacniacza sterujacego zbudowane na tranzystorach 10, II, 12 i 13 pra¬ cuja w ukladzie symetrycznym co zmniejsza do minimum wplyw temperatury na równowage wzmacniacza.Pomocnicze napiecie U2 zasilajace wzmacniacz 4 i element regulacyjny 3 stabilizowane jest w ukladzie dwóch diod lawinowych (Zenera) 14 i 15. 2ródlo napiecia wzorcowego 8 utworzone jest przez diode lawinowa 16 i dwie diody 17 i 18 spolaryzo¬ wane w kierunku przewodzenia, kompensujace wplyw temperatury na napiecie diody lawinowej 16. Ten uklad diod zasilany jest napieciem stabi¬ lizowanym wstepnie przez diode lawinowa 15 co zapewnia wysoka stabilnosc napiecia wzorcowego.Potencjometr 19 umozliwia regulacje napiecia wzor¬ cowego, przez co pozwala ustalic odpowiednie na¬ tezenie pradu zasilajacego mostek. OriDowierinie natezenie pradu zasilajacego mostek mozna usta- 4 lac bez uzycia potencjometru 19, prze2 zastoso¬ wanie regulacji opornosci opornika 20.Ten sam wzmacniacz 4 i element regulacyjny 3" sluza zarówno do stabilizacji temperatury wlókna 5 sondy w zakresie cisnien wyzszych od okolo 10—2 Tr, jak i' po przelaczeniu przelacznika 5 do sta¬ bilizacji sumy napiec na mostku 1 i oporniku 20 (co scisle rzecz biorac nie jest równowazne ani stabilizacji napiecia, ani pradu zasilajacego mo- io stek) w zakresie cisnien nizszych od tej wartosci.Dzieki temu znaczne rozszerzenie zakresu pomia¬ rowego prózniomierza powoduje bardzo nieznaczny wzrost stopnia zlozonosci jego ukladu. Dodatkowy opornik 2Q pozwala odpowiednio powiekszyc sta- 15 bilizowane napiecie, przez co zmniejszony jest wplyw pelzania zera wzmacniacza 4, na wskaza¬ nie prózniomierza.Dla unikniecia strat mocy na oporniku 20 przy pracy prózniomierza w zakresie wyzszych cisnien, 20 opornik ten jest zwierany przy pomocy przelacz¬ nika 5. Podwyzszenie napiecia stabilizowanego pod¬ czas pracy prózniomierza w zakresie nizszych cis¬ nien moze byc uzyskane równiez bez stosowania opornika 20, a jedynie przez odpowiednie prze- 25 laczenie oporników w ukladzie mostka 1. Jednak¬ ze ze wzgledu na nieunikniona opornosc styków^ przelacznika wplywajaca w tym przypadku na równowage mostka, to ostatnie rozwiazanie jest znacznie gorsze. 30 Wskazane jest, azeby zarówno kolektory tran¬ zystorów elementu regulacyjnego 3, jak i jeden biegun sondy pomiarowej 2 byly zwarte z masa przyrzadu i z tego wzgledu zastosowanie stabili¬ zacji pradu zasilajacego mostek jest praktycznie 35 niewygodne. PL