Устройство для измерения параметров конденсаторов

Союз Советскик

Соцмалксткческнк

Республнк

О П И С А Н И Е,щ75039О

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к нвт. свнд-ву (22) Заявлено 02,01.78 (21) 2564124/18-21 (5! )М. Кл.

5 01 Ц 27/?6 с прнсоелнненнем заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень №27 до делам изобретений и открытий (5З) УДК 621,317.738(088.8) Дата опубликования описания 25.07.80 (72) Авторы изобретения

B. И. Бредихин и Б. Ll,. Простаков (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛРАМЕТРОВ

KOHQEHCATOPOB

Изобретение относится к электричес- ким измерениям, в частности, к измерению параметров конденсаторов, и может быть использовано при построении высокопроизводительных автоматических устройств.

Известно устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого подклю о чен к образцовому элементу и к одному из зажимов для подключения объекта измерения, амплитудный детектор, вход которого подключен к другому зажиму для подключения объекта измерения, фазовра15 щатель, подключенный к генератору синусоидального напряжения, блок вычитания и два измерителя отношений постоянного напряжения, причем измерительный вход одного синхронного детектора непосредственно, а другого через фазовращатель . соединены с одним из зажимов для под 1.

; ключения объекта измерения, управляю- l щий вход одного синхронного детектора непосредственно и через усилитель напряжения другого синхронного детектора соединен с образцовым элементом, выход одного синхронного детектора непосредственно, а другого через блок вычитания соединены с одним из входов измерителей отношения постоянного напряжения, кооме того, выход амплитудного детектора подключен к одному из входов бло-. ка вычитания и к.другим входам измерителей отношений постоянного напряжения fl).

Применение известного измерителя составляющих комплексного сопротивления на низких частотах снижает быстродействие автоматических устройств за счет детектирования сигналов, кроме того, известное устройство не измеряет относительный параметр - тангенс угла потерь конденсатора.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является прибор для испыта ния конденсаторов. B этом устройстве

1для измерения тангенса угла потерь ис7503 пользуется схема деления напряжений, на входы которой поступают напряжения соответствующие емкости и сопротивлению потерь конденсатора (2)

Это усложняет устройство, вносит до5 полнительную погрешность и снижает быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности работы устройства.

Это достигается тем, что в устройст- щ во для измерения параметров конденсаторов, содержащее генератор синусоидального напряжения, соединенный с одним зажимом для подключения измеряемого конденсатора и со входом операционного усилителя, другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с земляной шиной, два блока выборки информации, управляющий вход одного из которых подключен к генератору синусоидального напряжения, а измерительный вход — к выходу операционного уси« лителя, в него введены дифференцируюший усилитель и два блока запоминания, причем управляющий вход другого блока

Вь1борки информации соединен с Выходом дифференцирующего усилителя, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а измерительный вход другого блока выборки информации соединен с выходом генератора синусоидально о напряжения, выходы блоков выборки информации подключены ко входам блоков запоминания.

На чертеже дана функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, подключен ый через образцовый резистор к зажи- 4> мам для подключения измеряемого конденсатора, операционный усилитель 2.

Выход операционного усилителя 2 подключен через дифференцирующий усилитель 3 с управляющим входом блока 4 выборки информации, а также непосредственно с измерительным входом друго» го блока 5 выборки информации. На измерительный вход блока 4 выборки информации и на управляющий вход блока 5 выборки информации поступает напряжение непосредственно с выхоца генератора

1 синусоидального напряжения. Вход блока 6 запоминания подключен к блоку 4 выборки информации, а вход блока 7 запоминания к блоку 5 выборки информации.

При измерении параметров конденсатора на выходе блока 6 запоминания

90 ф возникает напряжение, определяемое емкостью измеряемого конденсатора.

При подключении конденсатора с реактивной составляющей Сх и активной составляющей потерь 1- на выходе операционного усилителя 2 напряжение равно:

Е„К

Вы, ь п(шеiXkd) где Е - амплитуда синусоидального напряжения генератора

К вЂ” коэффициент передачи операционного усилителя, d — угол диэлектрических потерь измеряемого конденсатора.

С выхода блока 5 выборки информации на вход блока 7 запоминания поступает напряжение Ugbiy только в момент времени прохождения напряжения генератора

1 синусоидальных колебаний через ноль, т. е. ц 1, = О K тогда:

1-г

ВЫХ 0 R4 где СО О =

Г 1

Е К ° К

0. о х где К вЂ” коэффициент передачи блока 7 запоминания.

После дифференцирования напряжения e,ы„дифференцирующим усилителем 3 на управляюгцем входе блока 4 выборки инФормации возникает напряжение:

Е„К. аьв (<)

С выхода блока 4 выборки информации на вход блока 6 запоминания напряжение от генератора синусоидальных колебаний поступает только в момент времени, когда на управляющем входе напряжение равно нулю, т. е. при tub< d -- LtF тогда напряжение на выходе блока 6 запоминания равно:

О„=К ° F .вм d,, где К - коэффициент передачи блока запоминания. тогда напряжение на выходе блока запоминания равно: го

5 7503

В пределах угла потерь Д, где с достаточной для практики точностью соблюдается соотношение sind =ted, воз можно непосредственно измерение %g 0 .испытуемого конденсатора, т. е. S

Быстродействие устройства обеспечивает измерение параметров за время, не превышающее периода измерительного напряжения. Меньшее число функциональных блоков по сравнению с существующими устройствами обеспечивает надежность работы при эксплуатации в производствен- > ных условиях.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения параметров конденсаторов, содержащее генератор синусоидального напряжения, соединенный с одним зажимом для подключения измеряемого конденсатора и со входом операционного усилителя, другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с .земляной шиной, два блока выборки информаций, управляющий вход одного из которых подключен к генератору синусоидального напряжения, а измерительный вход - к выходу операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы устройства, в него введены дифференцирующий усилитель и два блока запоминания, причем управляющий вход другого блока выборки информации соединен с выходом дифференцирующего усилителя, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а измерительный вход другого блока выборки информации соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, выходы блоков выборки информации подключены ко входам блоков запоминания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

14 531098, кл. 6 01 К 27/02, 24. 02. 75.

2, Патент Японии % 42-902, . кл. 59 E 1, 1972 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 4642/35

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.