Устройство для контроля емкости конденсаторов в процессе намотки

 

Использование: в контрольно-изг ерительной технике. Сущность изобретения состоит в повышении точности намотки конденсаторов в заданный номинал емкости , для чего предлагается устройство, содержащее генератор измерительной частоты 1, преобразователь емкости в напряжение 2, выполненный на операционном усилителе 3, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталон

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УЕЛИК (19) (11) (si)s G 01 R 27/26

1ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ССР

СР) (Rkg; ф4Я

Kh f jig

ИьА .

НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и р с (2 (2 (4 (7 н (7

А, (5

КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1) 4866988/21

) 12.09.90

) 07.02.93. Бюл. N. 5

) Центральное конструкторское бюро техлогии и оборудования с заводом

) С,Е, Черномордик, Г.Л.Белькинд и ,Балакин

) 1, Авторское свидетельство СССР

336615, кл, G 01 R 27/26, 1972.

2. Цифровые приборы и системы для мерения параметров конденсаторов, под д. СЛ,Эпштейна, M.: Сов,радио, 1978, 4, рис. 1,3 д. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕМКОСТИ. КОНДЕНСАТОРОВ В ПРОЦЕССЕ НАМОТКИ (57) Использование: в контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения состоит в повышении точности намотки конденсаторов в заданный номинал емкости, для чего предлагается устройство, содержащее генератор измерительной частоты 1, преобразователь емкости в напряжение 2, выполненный на oneðàöèoíном усилителе 3, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталон1793393 ный резистор 4, а к инвертирующему входу подключают наматываемый конденсатор 5.

В устройство дополнительно введены кодоуправляемый усилитель напряжения 6, выполненный на операционном усллителе 7., инвертирующий вход которого через резистор 8 подключен к выходу операционного усилителя 3 преобразователя 2, в цепь отрйцател,ной обратной связи — цифроаналогоизмерительному входу аналого-цифрового преобразователя 13, а также через наматываемый конденсатор 5 — к инвертирующему входу операционного усилителя 3 преобразователя 2, цифровой компаратор 16, входы разрядов чисел В и А которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам аналого-цифровых преобразователей 13 и 14, а его выходы А ) B и А = В через схему ИЛИ 17 — к электромагниту остановки намотки 18, При этом фазовравый преобразователь 9, управляемый двоичным реверсивным счетчиком 10, снабщатель на 90 19 выполнен на операцион>кенным средством 11 записи в него кода номинального значения емкости, наматываемого конденсатора 5„ усилитель-ограничином усилителе 20 с конденсатором 21 в цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором 22, подключенным одним отводом к инвертирующему входу этого усилителя, а другим — к выходу кодотель, выполненный на операционном усилителе 12 с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи, выход которого подключен к входам запуска аналого-цифуправляемого усилителя напряжения 6, а выход операционного усилителя 20 фазовращателя 19 подключен к измерительному входу аналого-цифрового преобразователя 14, ровых преобразователей 13 и 14, резистор

15, одним отводом подключенный к генератору 1 и первому входу усилителя-ограничи.теля 12, а другим — к его второму входу и

Изобретение относится к контрольнб- амплитуды синусоидального напряжения в измерительной технике и касается совер- диагонали моста и выпрямленного напряшенствования устройств контроля емкости жЕния диагонали моста на входе элемента рулонных конденсаторов в процессе намот- сравнения, Это происходит из-за скачкообкл., - .. 5 разного (ступенчатого) изменения емкости

Известно устройство для контроля ем- наматываемого конденсатора {неравномеркости в процессе намотки, содер>кащее пре- ности намотки) и кратковременных коротобразовател ь емкоСти на маты ваемой ких замыканий в нем, связанных с наличи м секции конденсаторавимйульс,схемусрав- на пленке пор, заполненных металлом и нения имйульса преобразователя с напря- 10 аномалий при заправке, что вызывает появжением, соответствующим заданной ление в диагонали моста переходного проемкости, управляемый источник напряже- цесса и появление экспоненциальной. ния заданной емкости л исполнительную составляющей напряжения, величина котосхему. рой зависит от мгновенных значЕний напряОсновным недостатком этого устройст- 15 жения диагонали в момент скачка емкости и ва является то, что контроль емкости нама- постоянной времени переходного процесса тываемых конденсаторов или их.секций из параллельно включенных эталонного и осуществляется на постоянном токе, тогда наматываемого конденсаторов и входного как KoHTposlb гОтовых конденсаторов Осуще- сопротивления катодного повторителя, подствляется на переменном токе на частотах 20 ключенного в диагонали моста. В связи с

50 или 1000 гц в зависимости от их типа и "" тем,.что входное сопротивление катодного номинала.. -.- - ...... - повторителя в диагонали моста должно, Известно устройство для контроля ем- быть на 2 — 3 порядка выше выходного сопрокости в процессе намотки секций конденса- тивления моста для независимого контроля торов, содержащее измерительный мост, 25 емкости и высокой чувствительности, посто-. элемент сравнения и электромагнит оста- янная времени переходного процесса, выновки, в котором квазиуравновешенный ре- зывающего непропорциональность зисторный мост подключен к элементу напряжения на входе элемента сравнения и сравнения через последовательно соеди- амплитуды синусоидального напряжения ненные катодны повторители, выпрямите- 30 диагонали при значительной емкости намали и сгла>кивающие LC-фильтры, тываемого конденсатора, может составлять

Существенным недостатком этого уст- несколько секунд. Другим недостатком.явройстваявляется погрешностьконтроляем- ляется зависимость результатов контроля кости, вызванная непропорциональностью емкости от значительных паразитных емко1793393 теи лентоведущих роликов и лентозапра- рительном входе относительно встроенных очного механизма относительно корпуса в них высокостабильных источников опорамоточного станка, имитирующих рези- ного напряжения постоянного тока, В противные плечи моста, задающие напряже- тотипе цифровой независимый отсчет по ия на наматываемом и эта loHHOM 5 емкости на выходе лагометрического АЦП онденсаторах, возможен только в случае, когда квадратурНаиболее близким по технической сущ- ная составляющая напряжения преобразоости к предлагаемому устройству является вателя не зависит от tg cJ конденсатора, как втокомпенсационный мост с прямым урав- это имеет место в вышеприведенной формуовешиванием, содер>кащий генератор из- 10 ле, Но как будет показано ниже эта формуерительной частоты, связанный с ла справедлива лишь при tg a4 1. реобразователем емкости в напряжение, К достоинству прототипа относится отыполненным на операционном усилителе, сутствие в нем эталонов емкости, Отметим цепь отрицательной обратной связи кото- также, что в прототипе постоянная времени ого подключен эталонный резистор, а к 15 переходного процесса, возникающего при ь нвертирующему входу — наматываемый ступенчатом изменении наматываемой ем(онтролируемый) конденсатор, фазовра- кости конденсатора и кратковременных ко атель на 90 и два аналого-цифровых пре- ротких замыканиях в нем (причина которых бразователя. В этом устройстве генератор указана выше) может при определенных со змерительной частоты подключен непос- 20 отношениях R и С быть мень

> и, ыть меньше периода редственнок наматываемому(контролируе- измерительной частоты и мало влиять на ому) конденсатору, фазовращателю на 90 точность намотки, Достоинством прототипа и амплитудному детектору, а выход преоб- является и отсутствие влияния указанных р зователя емкости в напряжение — к пер- выше паразитных емкостей на результат в м входам первого и второго синхронных 25 контроля емкости, т,к. они лишь шунтируют д гекторов, ко вторым входам которых под- выходное напряжение генератора измерик ючены выходы генератора измеритель- тельной частоты и вход операционного усин и частоты, и фазовращателя на 90 . Это лителя преобразователя. Действительно, в и зволяет выделить на выходах синхронных прототипе результат контроля емкости не д текторов постоянные напряжения, про- 30 зависит от найряжейия генератора измерии рциональные амплитудам синхронной и тельной частоты, а напряжение на входе к адратурной (no отношению к напряже- операционного усилителя при коэффициенн «о генератора) составляющих выходного те усиления последнего, стремящегося к н пряжения преобразователя, которое в бесконечности, стремится к нулю. и ототипе выражается формулой 35 Недостатками прототипа являютс

И = и г> + я тся здвых = Up/ й> CyRp(1 +)Щ Ох)„, висимость результатов контроля емкости от

r e Up — напряжение генератора; частоты измерений (ее нестабильности).

Сх, tg crx — параметры наматываемого Имеет место задержка фиксации мо(к нтролируемого) конденсатора; мента достижения емкости наматываемого

R, — сопротивление эталонного рези- 40 конденсатора номинального значения, свяст ра в цепи отрицательной обратной связи занная с необходимостью выпрямления пео ерационного усилителя преобразовате- ременных напряжений синхронными и амплитудными детекторами, на что требуетКроме того, в прототипе выход первого ся время, равное нескольким периодам ÷àñсинхронного детектора подключен к изме- 45 тоты измерений, Это снижает точность рлтельному входу первого логаметрическо- намотки конденсатора в номинал особенно

ro аналого-цифрового преобразователя на низкой частоте измерений и высокой ско(А П), выход амплитудного детектора — к рости намотки это имеет место и в (2). Пооп рному входу аналогичного второго АЦП, грешность будет вызываться и а ыход второго синхронного детектора — к 50 нелинейностью детекторов, особенно (фаоп рному входу первого АЦП и измеритель- зовых) синхронных, и их нестабильностью, но у входу второго АЦП. но главным недостатком прототипа являет, Отметим, что логаметрические АЦП ся зависимость точности контроля емкости обеспечивает цифровой отсчет величины конденсатора от его tg оособенно если напряжения на измерительном входе отно- 55 учесть, что при намотке величина tg пмосительно напряжения его на опорном вхо- жет достигать 1 и более, что может вызвать де в то время как ста ндартн ые больше погрешности контроля емкости. ми роэлек ронные АЦП обычно обеспечи- Цель изобретения-повышение точности нава т цифровой отсчет напряжения на изме- мотки конденсаторов в заданный номинал ем-- .

1793393 кости (усгранение недостатков про1 отипа)— достигается тем, что в устройство для контроля емкости конденсаторов в процессе намотки, содержащее генератор измерительной частоты, связанный с преобразователем емкости в напряжение, выполненным на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталонный резистор, а к инвертируощему входу — наматываемый конденсатор, фазовращатель на 90 и два аналого-цифровых преобразователя, введеHbl дополнительно кодоуправляемый усилитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого через резистор подключен к выходу операцйонного усилителя преобразователя емкости в напряжение, а в цепь отрицательной обратной связи — цифроаналоговый преобразователь, управляемый двоичным реверсивным счетчиком, снаб женным средством записи в него кода номинального значения емкости наматываемого конденсатора; усилитель-ограничитель, выполненный на операционном усилителе с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи, выход которого подключен ко входам запуска обоих аналого-цифровых преобразователей; резистор, одним отводом подключенный K генератору измерительной частоты и первому входу усилителя — ограничителя, а другим — к его второму входу и измерительному входу первого аналогоцифрового преобразователя, э также через

HGMBTblE.÷åMûé конденсатор — к инвертирующему входу операционного усилителя yrioмянутого -преобразователя емкости; цифровой компаратор, входы разрядов чисел В и А которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, а его выходы А > В и

А = В через схему или — к электромагниту остановки намотки,.причем фазовращатель на 90О выполнен на операционном усилителе с конденсатором B цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором, подключенным одним отводом к инвертирующему входу этого усйлителя, а другим — к выходу кодоуправляемого усилителя напряжения, а выход операционного усилителя фазовращателя на 90О подключен к измерительнОму входу второго аналого-цифрового преобразователя, Введение в устройство кодоуправляемого усилителя иэпряжения по описанной схеме, позволяет с высокой степеньюточности ввести данные о величине номинального значения емкости наматываемого конденсатора как оператором, так и ЗВМ, снизить;лбэриты устройства и, в конечном итоге, повысить точность контроля.

Введение в устройство усилителя-ограничителя, дополнительно резистора в указанной связи с генератором измерительной частоты, преобразователем емкости в напряжение, а также фазовращателем на 90 и обоими аналого-цифровыми преобразователями позволяли сформировать, на входах

10 последних такие два напряжения измерительной частоты и осуществить измерения их мгновеннь1х значений в тот момент времени, когда результаты измерений зависят только от степени близости емкости наматываемого конденсатора к номинальному значению и не зависят от его тангенса угла потерь.

Введение в устройство цифрового компаратора позволяет определить момент рапенью точности) соответствующий моменту равенства емкости наматываемого конденсатора ее номинальному значению и остановить намотку с задер>ккой не более чем на один период измерительной частоты, Конструктивное выполнение фазовращателя на 90О, кроме того, позволяет не только сформировать одно из cpGBHMBBG30 мых напряжений, но и исключить зависимость результатов контроля от частоты измерений или, что еще важнее, от ее нестабильности.

Все вместе взятые признаки обеспечи35 вают возможность установить момент намотки конденсатора в заданный номинал емкости, независимо от его тангенса угла потерь, независимо от нестабильности частоты генератора, не позднее, чем на время

40 одного периода измерительной частоты, исключить влияние на результат контроля переходных процессов при ступенчатом изменении наматываемой емкости конденсатора и кратковременных коротких зэмыканий в нем. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов; кодоупрэвляемого усилителя, дополнительного резистора, усилителя-ог50 раничителя, цифрового компаратора, особенностью выполнения в нем фазовращателя на 90 и их связями состальными элементами устройства.

Таким образом, устройство соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнение этого решения с другими техническими решениями показывают, что кодоуп ра вля емые усилители напряжения, усилители-ограничители, цифровые компараторы, фэзовращатель на 90 (он выполнен

20 венства мгновенных значений сравниваемых напряжений (с высокой сте1 7 33393

eI устройстве по схеме интегратора) хорошо звестны. Однако при их введении в указаное устройство в связи с остальными элементами схемы для контроля емкости онденсаторов в процессе намотки они провляют новые свойства, способствующие овышению точности намотки конденсатоов в заданный номинал емкости. Это позволяет сделать вывод о соответствии т хнического решения критерию "Существенные отличия".

На чертеже приведена структурная схеа устройства.

Устройство содержит генератор измеительной частоты 1, преобразователь емк сти в напряжение 2, выполненный на операционном усилителе 30, в цепь отрицат льной обратной связи которого подключ н эталонный резистор 4 (Rp), а к его инвертирующему входу — наматываемый к нденсатор 5 (Сх, гх);.кодоуправляемый у илитель напряжения 6, выполненный на операционном усилителе 7, инвертируюий вход которого через резистор 8 (RI) (это р зистор обычно входит в состав микросхеы цифроаналогового преобразователя) и дключен к выходу операционного усилит ля 3 преобразователя 2, а в цепь отрицат льной обратной связи — цифроаналоговый и еобразователь 9, управляемый двоичным р версивным счетчиком 10, снабженном с едством 11 записи в него кода номинальн го значения емкости; усилитель-огранич тель, выполненный на операционном у илителе 12 с разомкнутой цепью отрицат льной обратной связи, выход которого и дключен к входам запуска аналого-цифр вых преобразователей 13 и 14. Кроме тог,,устройство содержит резистор 15 (В2), о ним отводом подключенный к генератору

1 и первому входу усилителя-ограничителя

1, а другим — к его второму входу, измерит льному входу преобразователя 13, а через н матываемый конденсатор .5 — к инвертир ющему входу усилителя 3; цифровой коми ратор 16, входы разрядов чисел В и А к торого подключены соответственно к инф рмационным кодовым выходам преобразователей 13 и 14, а выходы компаратора А

> В и А = В через схему ИЛИ 17 — к электром гниту остановки намотки 18; фазовращат ль на 90 19, выполненный на о, ерационном усилителе 20 с конденсэтор м 21(СФ) в цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором 22 (йф), подключенным одним отводом к инвертирую1цему входу усилителя 20, а другим — к вь1ходу операционного усилителя 7. Выход

ycилителя 20 подключен к измерительному входу преобразователя 14, средство 11 заГ!ИСИ КÎДЭ В ДВОИЧН Ь!й PРRРРС!1ВII Ый С IPT IИК

9 может быть oIIIInIII«. .но по-разному; от управляющей ЭВМ код можРт пОдавагьСя нЕпосредственно на установочные входы

5 триггеров счетчика 10, а при установке кода оператором, например, так как это изображено на фиг. 1. В средство 11 записи входят генератор прямоугольных импульсов 23 с регулируемой частотой следования (1 — 40)

10 гц, три последовательно соединенных двоично-десятичных реверсивных счетчика 24—

26, выходы триггеров каждого из которых через дешифраторы семисегментного кода

27-29 подключены к жидкокристаллическим

15 цифровым индикаторам 30 — 32, причем каждый из входов счетчиков 25 и 26 (для сложения и вычитания) подключен к соответствующим выходам перейоса предыдущего счетчика 24, выходы переноса счет20 чика 25 через схему или 33 подключены к входу. установки нуля счетчика 10. Генератор 23 через контакты кнопочных перекл1очателей (без фиксации) 34 и 35 подключен соответственно к входам сложения и вычи25 тания счетчиков 10 и 24.

Напряжение на выходе операционного усилителя при коэффициенте усиления К, стремящемся к бесконечности, равно;

1-1вых = UBx—

Z1 где Upx — напряжение через комплексное сопротивление 21, подключенное к ин вертирующему входу усилителя;

Zz — комплексное сопротивление в цепи

35 отрицательной обратной связи, Напряжение на выходе операционного усилителя 3 (0вы оуэ) преобразователя емкости в напряжение 2, т.к. входным напряжением для него является выходное

40 напряжение Е генератора измерительной частоты I:

UsvxOY3

Е Rp E Rp I » Cх 3

1 J tgoE+1

45 R2+ г" вс, Ep Rp М Сх (1 — j tg O

1+192ОЕ где Сх и Zx — емкость и сопротивление нама50 тываемого конденсатора;

tg а„-=(Я + гх) ж С,-тангенс угла потерь » этого конденсатора с учетом введенного в устройство дополнительно резистора Rz, При отсутствии Rg, как в прототипе, вместо tgq, в формуле фигурировал бы tg o = си Сх2х. В любом случае из этой формулы видно, что в общем случае квадратурная составляющая выходного напряжения преобразователя 1 зависит не только от Сх, но и от tg о», Лишь при tg o,(< 1 (естественно

1793393 при отсутствии R2, введенного в предлагаемое устройство) выходное напряжение преобразователя 1 выражается формулой

0выхОЧ2 = — E и> j CxRO (1 — tg О,), ГдЕ КВадратурная составляющая не зависит отtg o 5

Следует отметить, что при использовании введенной выше уточненной формулы выходного напряжения возможен независимый контроль tg ox в прототипе с помощью лагометрических АЦП; Однако не 10 зависимый от тангенса угла потерь контроль емкости в прототипе невозможен, т.к. при намотке tg о х конденсатора достигает

1 и более. В предло>кенном устройстве решена задача не зависимого от tgo контроля 15 емкости. Если выбрать Rc, таким образом, что Во й)Схмакс 1, где Схмакс максимальная контролируемая емкость, тогда ЙоСх

1 1

I pe Т - nep op измерительной 20 г >о частоты. При скачкообразном (ступенчатом) изменении емкости наматываемого конденсатора и кратковременных коротких замыканий в нем, вызывающих, как отмечено выше, переходный процесс, постоянная 25

ВРЕМЕНИ ЕГО будЕт раВНа Г= ЗСхмакс(йо+ R2

+ 2х) и даже при tg ax = 1, она меньше периода измерительной частоты и окажет лишь малое влияние на результат контроля.

Напряжение на выходе операционного уси- 30

ЛИтЕЛЯ 7 (0выхОУ7) КОДОУПРаВЛЯЕМОГО УСИЛИтеля 6 с учетом, что на его входе — выходное напряжение операционного. усилителя 7 . (см.фиг. 1), выразится формулой

1023 35

0выхОУ7 = УвыхОУЗ и

1,023 Смакс

0выхОУЗ

Сн где N — число, выражающее номинальное значение емкости Сн наматываемого кон- 40 денсатора;

Смакс — максимальное значение контролируемого на данном поддиапазоне емкости, например 9 99 мкф, а 1023 максимальное число, которое может быть 45 записано в двоичный реверсивный счетчик

10 (в данном случае десятиразрядный), или

С УЧЕТОМ ЗНаЧЕНИЯ 4ыхОУЗ

UвыхОУ7=

Смакс 1 023 Е tо й) Сх Л (1 —./ tg oE) 50

С, (1 + tg2 oE) Напряжение на выходе фазовращателя на 90 19 — выходе операционного усилите- 55 ля 20 (UBblxoy2o) с учетом, что на его входе действует напряжение операционного усиЛИтЕЛЯ 7 (4ыхОУ7) ПО ОбЩЕй ФОРМУЛЕ ДЛЯ операционного усилителя равно:

0выхОУ2о=

=1/выхОУ7 (оС ) U ф 1 выхОЧ7 вСф Вф

Смакс 1,023 Е Ro (i> Lx (1 — j tg oE)

С аСф Вф(1+tg2oE) при Сх = Сн (при намотке в номинал)

E: Смакс 1 023 R (1 — tg О,)

ОвыхОУ20

Вф Сф (1 + tg oE)

Напряжение в точке а между Сх и Rx (см.фиг. 1), с учетом последовательной схемы замещения конденсатора и того, что напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 7 при К- со стремится к "0". Здесь К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи

U о> С, 1 1+) ttg oE г>С

E(1 — j tgoE)

1 +tg oP

",023 Cì àêñ Rî

При условии, что. макс — 1, Сф асаф напряжение на выходе фазовращателя на

90о 19 соответственно усилителя 20 (ОвыхОУ2О) И НаПРЯжЕНИЯ Ua ИМЕЮТ В МОМЕНТ

Cx = Сн равные по модулю квадратурную и синфазную составляющие, но и противоположные по знаку, т,е, они в этом случае равны по амплитуде и противофазны, но их мгновенные значения равны по модулю. С другой стороны, точка а потенциально совмещается с точкой подключения аналогоцифрового преобразователя 13 (см.фиг. 1) только в момент времени, когда равно нулю значение напряжения íà R2. Это соответствует амплитудному значению напряжения на Сх, отсутствию напряжения на rx и его амплитудному значению на выходе фазовращателя 19, Следовательно, в момент намотки конденсатора в номинал, при наличии нулевого напряжения íà R2, напряжение на входах аналого-цифровых преобразователей 13 и 14 равны по модулю независимо от величин tg ох и tg с,. Известно, что аналого-цифровые преобразователи преобразуют разиополярные напряжения на измерительных входах в пропорциональный код (меняется лишь логический нуль или единица в знаковом разряде). Отметим, что существующие микросхемные аналого-цифровые преобразователи срабатывают за время менее 1 мкс, что вполне достаточно для контроля емкости в устройстве для намотки; производящем измерения иа частое не выше 1 кГц, но в принципе, в случае

1793393

1, и В> може-. быть ис15

If

30

45 применения микросхемных устройств выборки и хранения напряжений перед анало!

to-цифровыми преобразователями, в лючаемых в момент измерений, частота измерений в устройствах контроля емкости п ри намотке может быть существенно повытве выполнено переменоблюдения соотношения рганизации десятичных к, е ли С увеличилось ять раз нужно умейьшить ботает следующим обра о осуществляется запись сивный счетчик 10 кода чения емкости наматывара. Код может быть подан на установочные входы т ка 10 от управляющей вке кода оператором это о помощью средства 11 заслучае, нажимая кнопочн и 34 и 35.("больше" или овив частоту импульсов г изи 40 Гц, держат на>кат м переключатели 34 и 35 до тех пор, пока н добиваются обнуления счетчиков 24 — 26, фиксируя это по появлению трех нулей на т ех цифровых индикаторах 30 — 32, хотя бы н короткое время. В момент обнуления с етчиков 24-26 импульсы переноса счетчик 26 через схему ИЛИ 33 обнулят и счетчик

1, После этого, регулируя частоту импульс в генератора 23 включением и переключат ли 34 и 35, добиваются показаний на и индикаторах 30 — 32 требуемого номинальн го значения емкости. Соответственно то ж число импульсов будет записано и в двои ный реверсивный счетчик 10. Отметим, ч о при,первой настройке устройства вместо наматываемого конденсатора подключ ют магазин емкостей и набирают на нем же емкость, что записана на индикаторах, и переменным резистором Вф добиваются срабатывания электромагнита при этих условиях. Устройство готово к работе, к нему

Формула изобретения

Устройство для контроля емкости конденсаторов в процессе намотки, содержащее генератор измерительной частоты, преобразователь емкости в напряжение, может подключаться наматываемый конденсатор. По мере намотки конденсатора 5 начинает падать напряжение в точке подключения аналого-цифрового преобразователя 13 и расти напряжения в точке подключения аналого-цифрового преобразователя 14. Запуск преобразователей 13 и

14 осуществляется одновременно, через раз, при переходе через нуль напряжения на R2, т.к. это напряжение преобразуется усилителем-огра н ичителем в и рямоугол ьные импульсы, фронты которых совпадают по времени с моментом перехода через нуль напряжения на Rz и положительным фронтом импульсы запускают преобразователи

13 и 14. Информационные кодовые выходы аналого-цифровых преобразователей 13 и

14 подключены соответственно к входам чисел В и А цифрового компаратора 15, который в момент равенства кодов В и А, соответствующего равенству по модула мгновенных значений напряжений, подаваемых на измерительные входы преобразователей 13 и 14, выдает импульс с выхода А

= В и через схему ИЛИ 17 дает сигнал на электромагнит остановки намотки 18, который, обладая некоторой инерционностью, включится окончательно сигналом логической единицы на выходе А > В через схему

ИЛИ 17 чуть позже, Как показано выше, переходные процессы в наматываемом конденсаторе в предложенном устройстве мотут длиться не более одного периода измерительной частоты.

Таким образом, момент намотки конденсатора в номинал Сх — = С в предложенном устройстве определяется независимо

QT тангенса угла потерь наматываемого конденсатора, величины напряжения генерато- ра 1 измерительной частоты, нестабильности этого генератора по частоте. Как указано выше, диапазон контроля конденсаторов можно расширять, изменяя величину R<>, подключая, например через реле, другие Я,>, в десятки раз больше или меньше, что позволяет существенно повысить точность контроля емкости наматываемых конденсаторов в широком диапазоне

50 номинальных значений емкости, выполненный на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталонный резистор, а к инвертирующему входу — наматываемыи . конденсатор, фаъовращатель на 90 и два

1793393

Составитель С,Черномордник

Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Редактор С.Кулакова

Заказ 503 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аналого-цифровых преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности намотки конденсатора, в него дополнительно введены: кодсуправляемый усилитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого через резистор подключен к выходу операционного усилителя преобразователя емкости в напряжение, а в цепь отрицательной обратной связи — цифроаналоговый преобразователь, входы которого соединены с выходами двоичного реверсивного счетчика, входы которого соединены с выходами блока записи кода номинального значения емкости наматываемого конден-е сатора, усилитель-ограничитель, выполненный на операционном усилителе с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи, выход которого подключен к входам запуска обоих аналого-цифровых преобразователей, резистор, . одним выводом подключенный к генератору измерительной частоты и первому входу усилителя-ограничителя, а другим — к его второму входу и измерительному входу первого аналого-цифрового преобразователя, а также через наматываемый конденсатор — к инвертирующему входу операционного усилителя преобразователя емкости в напряжение, цифровой компаратор, входы разрядов чисел которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, а его выходы через элемент ИЛИ вЂ” к исполнительному элементу остановки намотки конденсатора, причем фазовращатель на 90 выполнен на операционном усилителе с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором, подключенным одним выводом к инвертирующему входу этого усилителя, а другим — к выходу кодоуправляемого усилителя напряжения, а выход операционного усилителя фазовращателя на

90 годключен к измерительному входу второго аналого-цифрового преобразователя.