Измеритель параметров конденсаторов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

i >74437I (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 23.05.75 (21) 2137818 18-21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 20.05.80. Бюллетень М 24 (45) Дата опубликования описа:ш":. 07.12.81

:Государстееииык комитет ио делам иаобретеиии и открытий (53) УДК 621.317.33 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Бахмутский, Э. П. Дзисяк, Е. Е. Добров, В. И. Матвеев, О. Л. Николайчук, В. И. Степкин, В. H. Чорноус и Г. А. Штамбергер

Ивано-Франковский институт нефти и газа и Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявители (54) ИЗМЕРИТЕЛЪ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к области электроизмер ительной техники и может быть использовано при построении измерительных трактов цифровых приборов и систем сбора и регистрации информации для лабораторных и промышленных измерений, контроля параметров технологических процессов.

Известно устройство прямого преобразования емкости или активной проводимости конденсатора в напряжение постоя нного тока, содержащее генератор напряжения перемен ного тока, подключенный Ko . входу д ифференциального усилителя, в цепи обратной связи которого включены образцовое и измеряемое реактивное сопротивления, фазовый детектор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход соединен с входом фильтра и фазовращатель, включенный между выходом генератора и входом управления фазового детектора jl).

Недостатком этого устройства является влияние нестабильности на пряжения и частоты генератора переменного тока на результат измерения параметров комплексных сопротивлений, сложность технической реализации и малое быстродействие.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является измеритель параметров конденсаторов, который содержит генератор напряжения переменного тока, операционные усилители с обратной связью, фазовые детекторы, фильтры, фазовращатели н цифровой лагометр (например, интегрирующий вольтметр) (2), Недостатком измерителя является относительная сложность конструкции и сравнительно невысокое быстродействие, поскольку время измерения не может быть меньше двух периодов колеба.ний генератора напряжения переменного тока.

Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия, измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель параметров конденсаторов, содержащий генератор леременного,нал ряжения, соединенный с одним пз зажимов для подключения измеряемого объекта, другой зажим при этом соединен со входом

20 операционного усилителя с образцовым элементом в цепи обратной связи, выход которого через ключ соединен со входом нуль-органа, выход последнего подключен к одному входу формирователя временных

25 интервалов, выход которого соединен с одним из входов вентиля, а его другой вход соединен с выходом генератора опорной частоты, выход вентиля подключен к одному входу блока индикации, другой вход

З0 блока индикации соединен с первым выхо744371

3 дом блока управления, а второй вь»ход блока угрравлепия соединен с коммутатопом, i выход которого подкл!о.!с;» ко вх0.7у формиРователЯ полупеРсиода и ка входУ блока Управления, а третий выход последн го соединен со входом генератора опорной частоты, олин из входов коммутатора соснино:» с выходом фазовращателя, выход которогс соединен с выходом генератора переменного

Н а П !)» ж С! И Я, B B C; C l! Bl O, I H 0 B:: I 0 P 3 T Р) Р, 3 сl П О М 11на»сщий коп7енсатор и исто lrl!IK тока разря 13, причем одна обкладка запоминающего конденсатора соединена с o:;I;!I!I -ra Birходов источника тэка разряда и с выходо»м ключа, другая обкладка запоминающего кон7енсатора и другой выход,источника то«а pa3pяд3 coe7nnoIrI=I с зем.»я»:0!» En !Hой

1 один из входов источника тока разряд-. соедсинен с одним пз входов одновсибратора и входом формирователя време»ных интервалов, другой выход одновибратора сосд»п»ен управляющим входом ключа, а выход одновибратора сосдипсп с вы.-.о.»ом !рор)»ирозателя полупериодов.

На чсртсже представлспа стр хг рная 25 злсктричсская схема измерителя naðaìcòpoB I

Измеритель параметров конденсаторов содержит генератор напр)1)ксп!!» Нсэсм иного тока 1, измеряемый конденсатор

2 (C,), опсрацН усилитель 3. о!зразг»0BbIEI i:Оп. ICIIC3Top 4 C 1), цепь обратной связи операцпо»пого усилителя, к:поч 5, одповпбратор 6, формирователь полупсрподов 7, коммутатор 8, фазо- З5 вращатс.7ь 9, запоминаю»ций конденсатор

10 (С ), исто ппгк тока разряда 11,,нульорган 12, бло«управления 13, форми1)ова 1 тель временных «HTepaaлов 14, цифровой измеритель временных интервалов 15, со- 4О стоящий из генератора опорной частоты 16, вентиля 17 и блока индикации 18.

Выходное на)пряжение операционного усилителя 3 .равно

U,= - "- U!.

С, l С, С,! К /, 45

Оде U! — выходное на пряжение генератора переменного напряжения 1; 50

6,- — !проводимость конденсатора 2; и — круговая частота,напрясжения У!.

При,измерении емкости С,- конденсатора 2 выходное напряжение U, гс!epaTopa 55 переменного напряжения 1 через фазовращатель 9, сдвигающий фазу напряжения

U! на 90, и коммутатор 8 поступает;на формирователь полупериодов 7 и затем на одновибратор 6. Сформированный однов»ибраTîðîì 6 стробимпульс открывает, ключ 5, и напряжение на конденсаторе запомипаю»цем 10 становится равным амплитудному

:!Иачению выходного напряжения Ug операционного усилителя 3. Заданный фронт стробпмпульса закпывaeò .»,7!о» 5, -,Япэми, Я,ошнй кон »С1!ca »ор 10 e;;!H) :,!1»аст 3;r;)»::",":с !.2, раВНОС

Однозре,leHHG задний фро нт cTрoî;.мП 1;1 Ь С Я ."3 Я П с C r< a e T ф 0 !Э М И Р О В Я 1 С 7 Ь В .) e ),: C I I!, !.1 Х

I:, EepB3;,oB 14 и псточн »к тока пазря »3 11.

В: 7»! !. ilia тока эаэр)1.:л I,, i .э и. )ii:101 .. r a с1)1!1 !1! У 1 h!ХО,»НОГО !!с»I.Р!! !сel!НЯ

U, гс1:e;)3»op!r перемени»oro напряжения 1, »ЭСКО »Ьку il 1 1TBHHC 1»СТО !air I ХЯ ТОХЯ рс аэр яда ! 1 ОСГП»СС1 ВГ!яется OT ГC. e",3 003 pe)»rсс»11:э "o !iс . .ip»» cl!:Iÿ 1.

7 (ЯХ!»М 001)330. /и =-= >Х) !. Ic !,, -- х!)Зффр»циент Bponopцпона;Iь:»ocTH. т, 1!Япряжс;»пе с запомниaloi!IO1 0 конде;1са . <;.:3 161, rrocT), I!;!!o!!icc 1!3 у,!!.—;);)г!!н 12, :!3,ieÍ»CT СВOIO »BC711 l rrlrl ",и il P011ÐÑÑC P 3 l .) Я, !3 источника тока рязэя:!я i 1. Вргмя !. Язp 3@ 3 Т р 3 а!10зlи!1310»це! O;<0:I. B IСЯТО,) 3 1 0

7o IIy;ieBoBo 3начения равно т. е. Н170порциональпо измеряемой емкости

С, В М Э М Е Н Т, КОГда Н я П р я ж Е! Пl Е 1» сэ 1«O! i. 1 С»»сяторе запоминающем !0 становится раз-!!ь»м !улю, срабать»наст нуль-Орган 12, кoторый выдаст на формирователь временных интервалов 14 импульс окончания «*,НТервала.

Интервал, выделении»й формирователем временных интервалов 14 и равный Тр, из,меряется цифровым измерителем временHbIx интервалов 15 путем подсчета импульсоВ генератора опорной частоты 16, прохо.»ящих через управляемый формирователь временных интервалов через вентиль 17, блохом индикации 18.

При .измерении проводимости G, блок управления 13 переключает коммутатор 8 и на вход форми!рователя полупериодов 7 подается напряжение U! от генератора пе ременного напряжения 1. В результате на запоминающем конденсаторе 10 запоминается напрясжение, пропорциональное проводимости

Далее измеритель, работает аналогично режиму измерения емкости С,. конденсатора 2 с той разницей, что результат измерения пропорционален.

Формула»изобретения

Измеритель параметров конденсаторов, содержащий генератор переменного напря744371 жения, соединенный с одним зажимом для подкл!очения измеряемого объекта, другой зажим при этом соединен с входом операционного усилителя с образцовым элементом в цепи обратной связи, выход которого через ключ соединен со входом нуль-органа, выход последнего подключен к одному входу формирователя временных интервалов, выход которого соединен с одним из входов вентиля, а его другой .вход соединен с выходом генератора опорной частоты; выход вентиля подключен к одному входу блока индикации, другой вход блока индикации соединен с первым выходом блока управления, а второй выход блока управления соединен с,коммутатором, выход которого подключен ко зходу формирователя полупериодов и ко входу блока управления, а третий выход последнего соединен со входом генератора опорной частоты, один из входов ком !утато ра соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом генератора переменного напря кения, о тл,и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены одновибратор, запоминающий конденсатор и источник тока рàзряда, причем одна обкладка заг!Оми11аIощего конде!1сатора соединен 1 с одним из выходов источника тока разряда и с выходом ключа. другая обкладка запоминающего ко!1денсатора и другой выход источника тока разряда соединены с земляной ш1!ной, а один из входов источника тока разряда соединен со входом фазовращателя и с 1руг;1и входом коммутатор;1, другой вход исто ишка тока разряда соединен с од!!их! из выходов одновибратора и входом формирователя временных шггервалов, другой выход одновибратора сос1инен с управляющим входом ключа, а вход

15 одновиоратора соединен с выходом фор»!1ровaòñëÿ полупериодов.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе:

2п 1. Авторское свидетельство СССР кл. 363047, G 01 R 27 26 от 30.11.70 (аиа,1ОГ ) .

2. Лзторское свидетельство СССР № G 01 R 27/26 (заявка ¹ 1923768 от 04.

2Г 03.74, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства) (прототип) .

744371

Составитель Л. Сотникова

Редактор Т. Караулова Текред А. Камышникова Корректор И. Осииовскав

Заказ 1758/1287 Изд. ¹ 628 Тираж 749 Под.шспос

НПО «Понск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент»