Измеритель параметров конденсаторов

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения параметров конденсаторов, представляемых параллельной двухэлементной схемой замещения. Цель изобретения - повышение точности измерения параметров конденсаторов. Измеритель состоит из вычислительного блока 1, дифференциального усилителя-ограничителя 2, интегратора 3, дискретно-управляемого сопротивления 4, аналогового инвертора 5, генератора 6 тактовых импульсов, переключателя 7, делителя 8 частоты, реверсивного счетчика 9, блока 10 сравнения интервалов времени. Объектом контроля является преобразователь 11 параметры-напряжение, состоящий из эквивалентных сопротивления 12 и емкости 13 объекта контроля, резистора 14, операционного усилителя 15. В изобретении повышение точности достигается введением определения момента съема информации по временным соотношениям, получаемым кодированием периода непосредственно выходного клиппированного сигнала дифференциального усилителя-ограничителя 2, и исключаются преобразования выходного сигнала преобразователя параметры-напряжение, периодическая коммутация и интегрирование с сопутствующими им погрешностями. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (S>)S С 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Sue!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4395313/24-21

I (22) 17,03,88 (46) 23.09,90. Бюл. N - 35 (71) Пензенский политехнический институт (72) А.И.Мартяшин, А.Ф.Мольков и Б.Л. Свистунов (53) 621.317.33 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 534032, кл. С 0 1 R 27/26, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 581580, кл. Н 03 К 13/20, 1975. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения параметров конденсаторов, представляемых параллельной двухэлементной схемой замещения.

Цель изобретения — повьппение точности измерения параметров конденса- торов ° Измеритель состоит из вычислительного блока 1, дифференциаль„„SU„„1594 49.

2 ного усилителя-ограничителя 2, ин. тегратора 3, дискретно-управляемого сопротивления 4, аналогового инвертора 5, генератора 6 тактовых импульсов, переключателя 7, делителя 8 частоты, реверсивного счетчика 9, блока

10 сравнения интервалов времени.

Объектом контроля является преобразователь 11 параметры-напряжение, состоящий из эквивалентных сопротивления 12 и емкости 13 объекта контроля, резистора 14, операционного усилителя 15. В изобретении повьппение точности достигается введением определения момента съема информации по временным соотношениям, получаемым кодированием периода непосредственно выходного клиппированного сигнала дифференциатора усилителяограничителя 2, и исключаются преобразования выходного сигнала преобразователя параметры-напряжение, периодическая коммутация и интегрирование с сопутствующими им погрешностями. 2 ил.

1594449

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе-! но для автоматического измерения параметров конденсаторов, представляемых параллельной двухэлементной схемой замещения.

Целью изобретения является повышение точности измерения нараметров конденсаторов путем введения определенного момента съема информации по временным соотношениям, получен:ного кодированием периоца непосред,ственно выходного клиппированного сигнала дифференциального усилителяограничителя, и исключения операции аналогового греобразования выходного сигнала преобразователя пара.— метры-напряжение.

На фиг.1 приведена функциональная 2п схема измерителя; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель состоит из вычислительного блока 1, дифференциального усилителя:ограничителя 2, интегратора 25

3, дискретно-управляемого сопротивления 4 (ДУС), аналогового инвертора

5, генератора 6. тактовых импульсов, переключателя 7, делителя 8 частоты, реверсивного счетчика 9, блока 10 сравнения интервалов времени, преобразователя 11 параметры-напряжение, состоящего из эквивалечтного сопротивления 12, эквивалентной емкости

13 объекта контроля, р" çèñòîðà 14 и операционного усилителя 15.

Выход дифференциального усилителяограничителя 2 соединен с входом интегратора 3. Выход интегратора 3 соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя 2, с первым выходом устройства и с аналоговым входом дискретноуправляемого сопротивления 4. Управляющие входы ДУС 4 соединены с соответствующими выходами реверсивногс счетчика 9, а выход — с вторым выходом устройства. Вход устройства через аналоговый инвертор 5 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя 2.

Выход делителя 8 частоты соединен с первым входом блока 10 сравнения интервалов времени, первый и второй . выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим вхо55 дами реверсивного счетчика 9> первый и второи входы вычислительного блока

1 соединены соответственно с кодо6

-U (° где Т вЂ” постоянная времени интегрирования.

Это напряжение подается на вход преобразователя 11 и на вход дискретно-управляемого сопротивления 4, которое в отличие от прототипа не осуществляет инвертирования этого сигнала,. т.е, подключено параллельно исследуемого конденсатору. С учетом этого напряжение на выходе преобразователя 11

U,(t) =П C,(C„R,+(P.,! R,) t3, де Cõ R к — соответственно значения емкости и сопротивления утечки исследуемого конденсатора;

" сопротивление опорного резистора преобразователя 11;

Re выми выходами реверсивного счетчика

9 и с кодовыми выходами блока 10 сравнения интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя 2, третий выход - с управляющим входом переключателя 7. Первый выход переключателя 7 соединен с входом делителя 8 частоты, второй выход— с выходом делителя 8 частоты, а вход— с выходом генератора 6 тактовых импульсов. Выход вычислительного блока

1 соединен с выходом "Результат измерений" устройства.

Первый вывод сопротивления 12 соединен с первым выводом емкости 13 и с первым выходом устройства, второй вывод сопротивления 12 соединен с вторым выводом емкости 13, вторым выходом устройства, инвертирующим входом операционного усилителя 15 и первым выводом резистора 14, второй вывод которого соединен с входом устройства и выходом операционного усилителя 15, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной.

Измеритель работает следующим образом.

При включении напряжения питания на входе дифференциального усилителяограничителя 2 устанавливается напряжение насыщения определенной полярности и амплитуды, например U.

Напряжение на выходе интегратора 3 начинает изменяться линейно

5 1594449 6

R — начальное значение ф цесс изменения сопротивления ДУ(. 4 дискретно-управляемого заканчивается при достижении значесопротивления 4. ния периода автоколебаний Т, соотЭто напряжение подается на анало- foT

5 ветствующего коду п =, такому, говый инвертор 5, где изменяется его 5 ве с ующ ду 2 N э знак а затем на неинвертирующий вход что п =и т.е. ††- = f Т oTà

1 э о дифференциального усилителя-ограничителя 2, на инвертирующий вход которо- или Т = ИТ,.

ro подается выходное напряжение ин- 10 Предположим, что значение периода тегратора 3. Принимая коэффициент пе- Т достигнуто при изменении значенияредачи инвертора 5 равным 1, получим сопротивления ДУС 4, эквивалентом выражение для периода Т, автоколеба- - подключению параллельно ему (т.е. ний, возникающих в аналоговой части начальному значению Р ) резистора " схемы сопротивления дК тогда

П/7,(С„К,+(Р,,/К„+К,/Р,,) g Т, /2 =

U/л .Т /2, 2С» Ро Кк

Т

R» Ко

20 P. dP.

/ где R = — + к P. +дК откуда

2 ѻРоК»

Т

Р! » а.

P.rR< р

R к+ Р

С учетом выражения для Т полуf чим

2С»РоК»

Кх Rî

ЛК .я

N2C@Ro R

Рх Ro

2S где х о

30 oYc s Ri= К 4 к yR<(1 N) NR °

Например, при N = 2 ,4К4К о R4 2Ro

ЛК»КоР у

50 к= dR (К e Ro) 2RoRю где Р, Р 4 = const. о дов (п -и ). Это число записывается в счетчик 9, сигналы с выходов которого переключают сопротивление дис-, кретно-управляемого сопротивления 4, в результате чего изменяется период колебаний в схеме и соответственно код и,, фиксируемый в блоке 10. ПроC ормула изобретения

Измеритель параметров *онденсаторов, содержащий преобразователь параметры-напряжение, дифференциальный

Сигнал типа "меандр" с выхода дифференциального усилителя-ограничителя 2 подается на один из входов блока 10 сравнения интервалов. . времени, в котором формируется числоимпульсный код значения периода,Т (или кратного ему интервала времени). Импульсы опорной частоты f о с генератора 6 тактовых импульсов через переключатель 7, находящийся в положении I, подаются на вход блока

10 сравнения интервалов времени, в котором фиксируется код n, =f o Т, .

По окончании кодирования Т, управляющим сигналом блока 10 переключается переключатель 7. На вход блока

10 подаются тактовые импульсы с частотой f =f /N, где N — коэффициент

1 деления делителя 8 частоты, произвольное, наперед заданное положительное число (N N 1) . В блоке . i0 форми оТ руется код n = — — —. На выходе блоN ка 10, управляющем реверсивным счетчиком 9, появляются импульсы, число которых пропорционально разности коПодставим это значение в выражение для Т,, получим выражение для С>

Т Р1 Ро

2 RoR „ . 4R

40 и

АР

Коды и и и (или п, и,, и ), соответствующие Т ° и BR4, подаются

45 в вычислительный блок 11, где осуществляется расчет значения С, .

Значение R к может быть вычислено по формуле (при N=2) 1594449

Составитель В.Савинов

Техред N.Ходанич Корректор М.Кучерявая

Р еда кт ор С . П ек ар ь

Заказ 2826

Тираж 556

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, il01 усилитель-ограничитель, интегратор, дискретное управляемое сопротивление, аналоговый инвертор, генератор тактовых импульсов, переключатель, делитель частоты, реверсивный счетчик, блок сравнения интервалов времени, причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен с входом . интегратора, выход которого соединен 1ð с инвертирукицим входом дифференциального усилителя-ограничителя, с первым выходом устройства и с аналоговым входом дискретного управпяемого сопротивления,. управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, а выход - с вторым выходом устройства, вход которого через аналоговый инвертор соединен с неинвертирующим вхо- д1 дом дифференциального усилителяограничителя, выход делителя частоты соединен с первым входом блока сравнения интервалов времени, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения, э него введен вычислительный блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с кодовыми выходами реверсивного счетчика и с кодовыми выходами блока сравнения интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя, третий выход — с управляющим входом переключателя, первый выход которого соединен с входом делителя частоты, второй выход — с выходом делителя частоты, а вход — с выходом генератора тактовых импульсов, выход вычислительного блока соединен с выхо11 дом Результат измерений" устройства.