Цифровой измеритель емкости

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"oI09 Соввтокнх

Сацнелиотичеоких

Рволублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.11.1970 (Pk 1406275/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11 IV.1972. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.V.1972

М. Кл. О Olr 27 26 комитет оо лелею нвобрвтеииб и откритий ори Совете Миннотров

СССР

УДК 621.317.733(088.8) Авторы изобретения

С. С. Кузнецкий, М. К. Чмых и В. М. Мусонов

Институт физики Сибирского отделения ЛН СССР

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ

Изобретение относится к электроизмерительной техн|ике. Устройство предназначено для измерения емкости с время-импульсным преобразованием.

Известны цифровые измерители емкости с время-импульсным преобразованием, содержащие блок эталонов,,ключевую схему, цепь сравнения, триггеры, устройство задержки, задающий генератор, генератор квантующих импульсов, каскад совпадений и измерительный счетчик. Однако влияние потерь в диэлектрике конденсаторов, а также конечная величина входного сопротивления цепи сравнения приводит к значительной погрешности.

Предлагаемый измеритель с целью повышения точности цифрового измерения емкости снабжен делителем частоты, к выходу которого подключена схема пуска в виде генератора импульсов, подключенного к измерительному счетчику и к выходу триггера, причем второй вход последнего соединен с выходом схемы совпадения, один вход которой подключен к выходу делителя частоты, а другой — к выходу триггера.

На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового измерителя емкости; на фиг. 2 — схема пуска.

Цифровой измеритель емкости состоит из блока эталонов 1, ключевой схемы 2, цепи сравнения 3, триггера 4, задающего генератора 5, устройства задержки б, триггера 7, делителя частоты 8, ключевой схемы 9, каскада совпадений 10, генератора квантующпх импульсов 11, каскада совпадений 12, схемы пус.ка 18 и измерительного счетчика 14. Схема пуска состоит из генератора импульсов 15, триггера lб, каскада совпадений 17, григгера 18.

Измеряемую емкость С подключают к блоку эталонов 1, в котором через ключевую схе10 му 2 и эталонный резистор R на эту емкость поступает импульс опорного напряжения Е,.

Экспоненциальное напряжение, снимаемое с блока эталонов, подается в цепь сравнения 8, где сравнивается с фиксированным напряжс15 нием U„, которое выбирают равным примерно

0,63 Е,. Время, в течение которого экспоненциальное напряжение достигает уровня U„„ о = Рэ х (1) 20 Ключевая схема 2 управляется триггером 4, запускаемым от задающего триггера 5 через устройство задержки б. Незадержанный импульс задающего генератора 5 устанавливает триггер 4, 7 в нулевое положение и запускает

25 делитель частоты 8. Импульс с противоположного плеча триггера 4 поступает на ключевую схему 9, обеспечивающую разряд емкости C перед измерением. Триггер 7 запускается передним фронтом импульса триггера 4 и открыЗО вает каскад совпадений 10, через который

335622

N = f Rý...k Cx, (2) .Предмет изобретения

Фиг. 2

Составитель Л. Устинова

Корректор Е. Усова

Тсхред А. Камышникова

Редактор Б. Федотов

Заказ 11оо, 1 Изд. № 515 Тираж 448 Подписное

Ц1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ГССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 квантующие импульсы от генератора 11 поступают па каскад совпадений 12. Каскад совпадений 12 открывается импульсом от схемы пуска 18, длительность которого равна периоду следования импульсов на выходе делителя частоты 8, и пачка квантующих импульсов, промодулированная прямоугольным импульсом триггера 7, поступает на измерительный счетчик 14.

Количество импульсов, поступивших в измерительньш счетчик 14, определяется выражением где k — количество периодов частоты задающего генератора 5, за которое происходит усреднение, определяемое коэффициентом деления делителя частоты 8.

При выборе произведения Яф кратным 10 можно получить отсчет емкости с индикатора счетчика непосредственно в единицах измерения емкости.

Среднеквадратическая ошибка, определяемая дискретностью счета: о

) 6 где 1в — период частоты квантующего генератора 11.

При усреднении за lг периодов частоты задающего генератора эта ошибка о оя

Схема пуска работает следующим образом.

С приходом пускового импульса от генератора импульсов 15 запускается триггер 1б, открывающий каскад совпадений 17 и устанав5 ливающий в нуль измерительный счетчик 1 1.

Импульсы делителя частоты 8 через каскад совпадений 17 запускают триггер 18 и на нем формируется импульс, открывающий каскад совпадений 12. Задним фронтом этого импуль10 са триггер 1б возвращается в исходное состояние, закрывая каскад совпадений 17.

Цифровой измеритель емкосги, содерхкащий задающий генератор, генератор квантующих

20 импульсов, выход которого связан через схемы совпадения с измерительным счетчиком, блок эталонов, подключенный к выходам ключевых схем, выход которого соединен со схемой сравнения, триггеры и устройство задержки, отли25 кающийся тем, что, с целью повышения точности измерения емкости, он снабжен делителем частоты, подключенным в схеме пуска в виде генератора импульсов, подключенного к измерительному счетчику и ко входу триггера, при30 чем второй вход последнего соединен с выходом схемы совпадения, один вход которой подключен к выходу делителя частоты, а другой— к выходу триггера.