PL98046B1 - Miernik natezenia pola elektromagnetycznego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest miernik natezenia pola elektromagnetycznego, przeznaczony do pomiaru natezen pól o przebiegach sinusoidalnych albo modulowanych amplitudowo lub impulsowo i majacy zastosowa¬ nie zwlaszcza w badaniach aktywnosci biologicznej pól elektromagnetycznych. » Znany z polskiego opisu patentowego nr 69106 miernik natezenia pola elektromagnetycznego sklada sie z sondy pomiarowej, która poprzez filtr dolnoprzepustowy i fider pól przewodzacy jest polaczona z wzmacnia¬ czem róznicowym o duzej rezystancji wejsciowej, zasilanym ze stabilizowanego zródla pradowego. Wyjscie wzmacniacza róznicowego jest polaczone poprzez wzmacniacz liniowy z wskaznikiem wyjsciowym, wyskalowa- nym w skutecznych lub maksymalnych wartosciach natezenia pola.

W celu zmiany czulosci miernika stosowany jest potencjometryczny dzielnik napiecia, który jest dolaczo¬ ny do wejscia wzmacniacza róznicowego. Miernik ten, w zaleznosci od wartosci mierzonego natezenia pola, dokonuje pomiaru wartosci skutecznej albo maksymalnej. Przy pomiarach natezen pól o przebiegach modulowa¬ nych amplitudowo lub impulsowo, dla których zaleznosc wartosci skutecznej od wartosci maksymalnej nie jest jednoznacznie okreslona, wyniki pomiarów obarczone sa znacznym bledem. Ponadto wskazania miernika uzaleznione sa od temperatury otoczenia. Stosowanie potencjometrycznego dzielnika napiecia zwieksza wrazli¬ wosc miernika na pole elektrostatyczne oraz obniza niezawodnosc jego dzialania. Przypadkowa zmiana rezystancji jednego z rezystorów dzielnika wplywa na zaklócenie pracy calego dzielnika. < Wynalazek dotyczy miernika, skladajacego sie z sondy pomiarowej, która polaczona jest poprzez wzmacniacz róznicowy i wzmacniacz liniowy z wskaznikiem wyjsciowym. Istota wynalazku polega na tym, ze \Afzmacniacz róznicowy zasilany jest zastabilnego zródla pradowego, wyposazonego" w kompensujacy detektor o charakterystyce temperaturowej identycznej z charakterystyka temperaturowa detektora sondy pomiarowej, a wzmacniacz liniowy ma petle ujemnego sprzezenia zwrotnego utworzona przez dodatkowy detektor polaczony równolegle z rezystorem. Tak zbudowany miernik mierzy wartosci maksymalne natezen pól o przebiegach modulowanych, natomiast po wyposazeniu wskaznika wyjsciowego w kwadrator uzyskuje sie wskazania proporcjonalne do wartosci skutecznych.2 98 046 W innym rozwiazaniu miernika wedlug wynalazku, sluzacego do pomiaru natezen pól o przebiegach sinusoidalnych, wzmacniacz róznicowy zasilany jest identycznie, natomiast równolegle do jego wejsc dolaczone sa poprzez przelacznik rezystory, sluzace do zmiany czulosci miernika. < Miernik wedlug wynalazku charakteryzuje sie duza dokladnoscia pomiarów wartosci skutecznych i maksy¬ malnych natezen pól o przebiegach modulowanych amplitudowo lub impulsowo, gdyz dzieki ujemnej petli sprzezenia zwrotnego wzmacniacza liniowego uzyskuje sie liniowa zaleznosc napiecia wyjsciowego wzmacniacza od wartosci mierzonego natezenia pola. Zastosowanie astabilnego zródla pradowego wyposazonego w detektor kompensacyjny eliminuje wplyw zmian temperatury otoczenia na wskazania miernika, a rezystory dolaczone równolegle do wejsc wzmacniacza równicowego, tworzace z rezystancja wewnetrzna sondy pomiarowej syme¬ tryczny dzielnik napiecia, obnizaja wrazliwosc miernika na pola elektrostatyczne. < Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 < przedstawia schemat blokowy miernika natezenia pól o przebiegach modulowanych, fig. 2 *—schemat ideowy wzfnacnidcta róinlccjwego zasilanego z astabilnego zródla pradowego, a fig. 3 <—schemat blokowy miernika natezenia pól o przebiegach sinusoidalnych. < ^Przy^klad j. Miernik wedlug wynalazku sklada sie z pomiarowej sondy 1, która stanowi dipolowa antena 2 z-wlaczona?w jej obwód dioda 3. Wyjscie pomiarowej sondy 1 polaczone jest poprzez dolnoprzepusto- wy filtMTI pólprzewodzacy fider 5 z wejsciem róznicowego wzmacniacza 6, zasilanego z astabilnego, pradowego zródla 7. Wyjscie róznicowego wzmacniacza 6 polaczone jest z wejsciem liniowego wzmacniacza 6 wyposazone¬ go w petle ujemnego sprzezenia zwrotnego, utworzona przez równolegly uklad polaczen regulowanego rezystora 9 i diody 10. Wyjscie liniowego wzmacniacza 8 jest polaczone z dzielnikiem 11 napiecia, którego napiecie wyjsciowe podawane jest poprzez przelacznik 12 bezposrednio na wyjsciowy wskaznik 13, albo za posrednictwem diody 14, spelniajacej role kwadratora.

Róznicowy wzmacniacz 6 zbudowany jest z pary polowych tranzystorów 15, umieszczonych we wspólnej obudowie, przy czym dreny tranzystorów 15 polaczone sa poprzez obciazajace rezystory 16 z symetryzujacym rezystorem 17. Do zródel tranzystorów 15 dolaczone sa szeregowo termistory 18 i kompensujace rezystory 19, zbocznikowane dodatkowymi rezystorami 20. Termistory 18, kompensujace rezystory 19 i dodatkowe rezystory stanowia uklad kompensujacy wplyw zmian temperatury elementów róznicowego wzmacniacza 6 na stabilnosc wspólczynnika wzmocnienia. Bramki polowych tranzystorów 15 stanowia wejscie róznicowego wzmacniacza 6, a dreny tych tranzystorów 15 stanowia wyjscie wzmacniacza 6. Wspólny punkt polaczen rezystorów 19 i 20 polaczony jest z kolektorem jednego tranzystora 21, wchodzacego w sklad astabilnego, pradowego zródla 7. Emiter tranzystora 21 polaczony jest z emiterem drugiego tranzystora 21 i poprzez rezystor 22 sprzezenia zwrotnego z anoda kompensujacej diody 23. Katoda kompensujacej diody 23 polaczona jest z baza drugiego tranzystora 21, a równolegle z kompensujaca dioda 23 wlaczony jest polaryzujacy rezystor 24, tworzacy z dwoma rezystorami 25 dzielnik napiecia. Jeden z rezystorów 25 polaczony jest z baza pierwszego tranzystora 21 i z kolektorem drugiego tranzystora 21. Wejscie dzielnika napiecia utworzonego z rezystorów 24 i 25 zasilane jest ze zródla napiecia stalego, przy czym ujemny zacisk polaczony jest z anoda kompensujacej diody 23, a dodatni zacisk jest polaczony ponadto z ruchomym stykiem symetryzujacego rezystora 17.

Kompensujaca dioda 23 pradowego zródla 7 ma charakterystyke temperaturowa identyczna z charakterystyka pomiarowej diody 3 i umieszczona jest w poblizu tej diody 3. < Napiecie z pomiarowej sondy 1 podawane jest poprzez dolnoprzepustowy filtr 4 i pólprzewodzacy fider 5 na bramki polowych tranzystorów 15 róznicowego wzmacniacza 6, zasilanego z astabilnego, pradowego zródla 7. < Dzieki zaporowemu wlaczeniu kompensacyjnej diody 23 i odpowiedniemu dobraniu jej charakterystyki tempera- turowej, wzmocnienie róznicowego wzmacniacza 6 zalezy od temperatury otoczenia w sposób identyczny jak napiecie wyjsciowe pomiarowej sondy 1 doprowadzane do wejscia wzmacniacza 6. W wyniku tego napiecie wyjsciowe róznicowego wzmacniacza 6 jest uniezaleznione od wplywu zmian temperatury otoczenia. Sygnal wyjsciowy róznicowego wzmacniacza 6 podawany jest na liniowy wzmacniacz 8, który dzieki odpowiedniemu doborowi parametrów elementów 9, 10 petli ujemnego sprzezenia zwrotnego ma charakterystyke amplitudowa odwrotna do charakterystyki amplitudowej pomiarowej diody 3, dzieki czemu na wyjsciu wzmacniacza 8 uzyskuje sie liniowa zaleznosc napiecia od wartosci mierzonego natezenia pola o przebiegu zmodulowanym amplitudowo lub impulsowo. Napiecie to, po podziale na dzielniku 11, mierzone jest przez wyjsciowy wskaznik 13, którego odchylenie jest proporcjonalne do wartosci maksymalnej natezenia pola. Po zalaczeniu diody 14 na wejscie wskaznika 13, jego odchylenie jest proporcjonalne do wartosci skutecznej mierzonego natezenia pola.

Przyklad II. Miernik natezenia pól o przebiegach sinusoidalnych sklada sie z pomiarowej sondy 1, która poprzez dolnoprzepustowy filtr 4 i pólprzewodzacy fider 5 jest polaczona z wejsciem róznicowego wzmacniacza 6, zasilanego z astabilnego, pradowego zródla 7„ Wyjscie róznicowego wzmacniacza 6 polaczone jest poprzez liniowy wzmacniacz 8 z wyjsciowym wskaznikiem 13. Róznicowy wzmacniacz 6 i astabilne.98 046 3 pradowe zródlo 7 zbudowane sa identycznie jak w przykladzie I. Do zacisków wejsciowych róznicowego wzmacniacza 6 dolaczone jest poprzez wielopozycyjny przelacznik 26 piec par rezystorów 27, które z jednej strony polaczone sa z masa miernika, a z drugiej strony z zaciskami przelacznika 26, tworzac wraz z rezystancja wewnetrzna pomiarowej sondy 1 dzielnik napiecia. • Dzialanie miernika jest analogiczne jak w przykladzie I. Zmiana czulosci miernika odbywa sie przez zmiane polozenia zestyku ruchomego przelacznika 26, dzieki której napiecie wyjsciowe pomiarowej sondy 1 ulega podzialowi na symetrycznym dzielniku utworzonym przez rezystancje wewnetrzna sondy 1 i poszczególne pary rezystorów 27. Kompensacja wplywu zmian temperatury otoczenia na wskazania miernika odbywa sie identycznie jak w przykladzie I. Odchylenia wyjsciowego wskaznika 13 sa proporcjonalne do wartosci skutecznej mierzonego natezenia pola o przebiegu sinusoidalnym, w zakresie natezen pól dla których charakterystyka pomiarowej diody 3 jest kwadratowa, natomiast przy natezeniach pól dla których charakterystyka pomiarowej diody 3 jest liniowa—odchylenia wskaznika 13 sa proporcjonalne co wartosci maksymalnej mierzonego natezenia pola. Wyjsciowy wskaznik 13 wycechowany jest zwykle w wartosciach skutecznych. <

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Miernik natezenia pola elektromagnetycznego, skladajacy sie z sondy pomiarowej, która jest polaczona poprzez wzmacniacz róznicowy z wzmacniaczem liniowym, a wyjscie wzmacniacza liniowego polaczone jest bezposrednio albo poprzez kwadrator z wskaznikiem wyjsciowym, znamienny tym, ze róznicowy wzmacniacz (6) jest polaczony z astabilnym, pradowym zródlem (7) wyposazonym w kompensujacy detektor (23) o charakterystyce temperaturowej identycznej z charakterystyka temperaturowa detektora (3) pomiarowej sondy (1), a liniowy wzmacniacz (8) ma petle ujemnego sprzezenia zwrotnego utworzona przez detektor (10) polaczony równolegle z rezystorem (9).

2. Miernik natezenia pola elektromagnetycznego, skladajacy sie z sondy pomiarowej, która jest polaczona poprzez wzmacniacz róznicowy i wzmacniacz liniowy ze wskaznikiem wyjsciowym, znamienny tym, ze róznicowy wzmacniacz (6) jest polaczony z astabilnym, pradowym zródlem (7) wyposazonym w kompensujacy detektor (23) o charakterystyce temperaturowej identycznej z charakterystyka temperaturowa detektora (3) pomiarowej sondy (1), a równolegle do wejsc róznicowego wzmacniacza (6) dolaczone sa rezystory (27). Flg.198 046 Fig.2 Fig. 3 Prac. Poligraf. UPPRL naklad 120+18 Cena 45 zl