Устройство для измерения емкости конденсаторов

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ п1 661417

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.06.76 (21) 2366088/18-21 с присоединением заявки У- — (23) Приоритет— (51) М. Кл

G 0l R 27/26

Государственный комитет

СССР ео делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17 (53) УДК 621 317.335 (088.8) Дата опубликования описания 5.05.79. (72) Авторы изобретения

М. A. Еленский и 1О. П. Орлов (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ

КОНДЕНСАТОРОВ

Устройство предназначено для использования в различных радиоизмерительных установках, в частности в измерительных стендах и пультах, устройствах для сортировки конденсаторов, в приборах для точного сравнения емкостей отдельных элементов.

Известно устройство для измерения емкостей и индуктивностей, содер>кащее гене- ратор прямоугольных импульсов, выход которого через измерительную цепь связан с переключателем ряда измерений, дифференциатором и ограничителем напряжения, и измерительный прибор 11) .

Недостатки устройства — низкая точность измерения и низкая чувствительность.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения емкостей, содержагцее генератор высокой частоты, фазовый детектор, узкополосный резонансный контур, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, соединенный с первым входом фазового детектора низкой частоты, и индикатор; вход генератора высокой частоты через коммутатор соединен с измеряемым и образцовым конденсаторами, соединенными с земляной шиной (2) .

Недостатки устройства — низкая точность и ограниченный диапазон измерения величин контролируемых конденсаторов.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерения емкостей конденсаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в. устройство для измерения емкости конденсаторов, содержащее генератор высокой частоты, вход которого соединен с выходом коммутатора, первый вход коммутатора соединен с одним зажимом для подключения измеряемого конденсатора, другой зажим при этом соединен с земляной шиной, второй вход коммутатора через образцовый конденсатор соединен с земляной шиной устройства, третий вход коммутатора соединен с выходом генератора низкой частоты и с одним входом фазового детектора низкой частоты, другой вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, а выход фазового детектора низкой частоты соединен со входом индикатора, введены частотно3

661417

10

Фораула изобретения

35

45

50 фазовый преобразователь и фазовый детекTQp высокой частоты, причем выход генератора высокой частоты соединен с одним входом частотно-фазового преобразователя и с одним входом фазового детектора высокой частоты, другой вход которого соединен с выходом частотно-фазового преобразователя, а выход — со входом усилителя низкой частоты.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство для измерения емкостей конденсаторов содержит генератор высокой частоты 1, коммутатор 2, соединенный с этим генератором и с измеряемой и образцовой емкостями, частотно-фазовый преобразователь 3, фазовый детектор 4 высокой частоты, усилитель низкой частоты 5, фазовый детектор 6 низкой частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя 5, генератор низкой частоты 7, соединенный со вторым входом фазового детектора 6 низкой частоты и коммутатором 2, и индикатор

8, подключенный к выходу фазового детектора 6 низкой частоты; образцовый конденсатор 9.

Устройство работает следующим образом.

При действии коммутатора 2, управляемого генератором низкой частоты 7, измеряемый 10 и образцовый 9 конденсаторы попеременно подключаются к гененатору 1 высокой частоты (к его частотно-избирательной цепи). Этот генератор создает высокочастотный сигнал, частота которого пропорциональна подключаемым емкостям. Изменения частоты (в случае неравенства емкостей) преобразуются с помощью частотно-фазового преобразователя 3 в пропорциональные изменения фазы.

Преобразователь 3 имеет линейную характеристику преобразования, причем ее наклон или величину средней частоты генератора 1 выбирают таким образом, чтобы в качестве исходного обеспечивалось преобразование этой частоты в значение фазового сдвига, близкого к 90 .

Далее сигнал с преобразователя 3 поступает на первый вход фазового детектора 4 высокой частоты. На второй вход этого детектора передается напряжение непосредственного с генератора 1. В фазовомо детекторе 4 высокой частоты выполняющем одновременно и функции амплитудного ограничителя, сравниваются фазы указанных сигналов и формируется выходное низкочастотное напряжение, частота которого равна частоте переключений сравниваемых конденсаторов (т. е. частоте генератора 7), а амплитуда пропорциональна величине разности фаз сигналов (или рйзностй величин сравниваемых емкостей).

Низкочастотное напряжение через усилитель низкой частоты 5 передается на первый вход фазового детектора 6 низкой частоты. На второй вход последнего поступает управляющий сигнал с генератора низкой частоты 7. Выходное напряжение фазового детектора 6 низкой частоты, поступающее на индикатор 8, пропорционально напряжению, действующему на его первом входе.

Полярность этого напряжения положитеЛьная или отрицательная, в зависимости от соотношения емкостей конденсаторов.

В связи с тем, что в предлагаемом приборе измерение емкости конденсатора 10 сопровождается формированием двух высокочастотных сигналов с начальным фазовым сдвигом, близким к 90, фазовое детектирование с помощью детектора 4 обусловливает достаточно высокую линейность и крутизну частотно-фазового преобразования и, как следствие — хорошую точность измерений и широкий диапазон измеряемых емкостей.

Устройство для измерения емкости конденсаторов, содержащее гейератор высокой частоты, вход которого соединен с выходом коммутатора, первый вход последнего соединен с одним зажимом для подключения измеряемого конденсатора, другой зажим при этом соединен с земляной шиной, второй вход коммутатора через образцовый конденсатор соединен с земляной шиной устройства, третий вход коммутатора соединен с выходом генератора низкой частоты и с одним входом фазового детектора низкой частоты, другой вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, а выход фазового детектора низкой частоты соединен со входом индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона измерения емкостей, в него введены частотно-фазовый преобразователь и фазовый детектор высокой частоты, причем выход генератора высокой частоты соединен с одним входом частотно-фазового преобазователя и с одним входом фазового детектора высокой частоты, другои вход которого соединен с выходом частотно-фазового преобразователя, а выход — со входом усилителя низкой частоты.

Источники информации, принятые во вни— мание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 240834, G Ol R 27/26, 01.11.67.

2. Nachrichtenteehnik № l, 1962, М-6, стр. 28.

=» ф» »б»Мб» .. Ъ»б» ббб .. ». » - -.:»ббб» б

661417

Составитель Л. Сотникова

Редактор Б. Федотов Техред О. Луговая Корректор Н. Стен

Заказ 2442/44 Тираж 1089 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4