Измеритель емкости конденсаторов

(51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ звос соответствующими им дои емкости пульспыми с надлежность ряемой емко импульса оц кретной емк ГОСУДАРСТВЕКНЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Патент Финляндии У 57319,кл. С 01 К 27/26, 1979.Электроника (русский перевод)1971, У 17, с, 54-58,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТО РОВ(57) Изобретение позволяет расширитьобласть применения измерителя емкости конденсаторов. Измеритель содержиттактовый генератор 1, усилитель 2 заряда, источник 10 опорного напряжения, транзисторный ключ 14 и усилитель 15 мощности, Введение масштабного усилителя 3, фильтра 4 нижнихчастот, распределителя 5 импульсов,двухпозиционных ключей 6-9 и разделительного конденсатора 13 увеличивает число одновременно подключаемыхемкостных датчиков, Устройство по яет, сопоставляя момент опроса каж игналами, определить прикаждого импульса к измести. При этом по величине енивается величина коности, 1 ил,Изобретение относится к электроиэмерительной технике, а конкретно к приборам для измерения малых емкостей, и может быть использовано для контроля состояния емкостных датчиков, например датчиков уровня.Целью изобретения является расширение области применения путем увеличения числа одновременно подклюае О мых емкостных датчиков.На чертеже показана схема выполнения предлагаемого измерителя емкости конденсаторов для четырех емкостных датчиков. 15Измеритель содержит тактовый генератор 1, усилитель 2 заряда, масштабный усилитель 3, фильтр 4 нижних частот, распределитель 5 импульсов, двухпозиционные ключи 6-9 источник 10 опорного напряжения, клеммы 11 и 12 для подключения измеряемых конденсаторов, разделительный конденсатор 13, транзисторный ключ 14, транзисторный ключ 14, усилитель 25 15 мощностиУсилитель 2 заряда содержит опе 1 рационный усилитель 16, эталонный конденсатор 1/ термостабилиэирующий резистор 18.ЭО 40 45 НОСТИ ИЗМЕРННИ, ИСКЮНЕКИЛ это го явления к.юч 19 сткрыв;ется в про гя управлением ныхоца генепромежутках меж к -, это Обеспеив;е..;.ю з 19 От ицверсно 55р,гора 1. При эт:и в руюг,ая цепьиз своей резис 1,1 ОГО СОЕДИНЕгти фильтра1,я цвух ем,. г, . Причем первые клеммы 11 для подключения измеряемых конденсаторов соединены с входом усилителя 2 заряда, а другие клеммы 12 соединены с первыми выводами двухпоэиционных ключей 6-9, вторые выводы которых соединены с выходом источника 10 эталонного напряжения, третьи - с общей шиной измерителя емкости конденсаторов, а их управляющие входы соединены с выходами распределителя 5 импульсов, вход которого соединен с первым выходом тактового генератора 1, второй выход которого соединен с первым выходом тактового генератора 1, второй выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа 19, один выход которого соединен с общей шиной измерителя емкости конденсаторов, выход усилителя 2 заряда через последовательно соединенные масштабный усилитель 3, фильтр 4 нижних частот и разделительный конденсатор 13 соединен с вторым выходом транзисторного ключа 19 и входом усилителя 15 мощности,Измеритель емкости конденсаторов работает следующим образом. Тактовые импульсы от генератора 1 поступают на вход распределителя 5, где с поступлением первого импульса появляется сигнал на входе двух- позиционного к.юча 6, а при поступлении второго имгульса - сигнал на входе ключа 7, при поступлении третьего - ца входе ключа 8, четвертого - на входе ключа 9 и т.д, Двух- позиционные ключи 6-9 формируют им;ульсы опроса измеряемых емкостных датчиков в моменты по туплеция на них управляющих сигналов от распределителя 5. Так как сигналы от расг,ределителя 5 разнесены во времени, то осуществляется временное разделеьие контроля измеряемых емкостей,Так как измеряемые емкости объединены по выходу образуя смкостную схему сложения зарядов, то усилительзаряда, в такт с опросом каждой измеряемой емкости формирует выходной сигнал, пропорциональный величине данной емкости. Величина этого сигнала пропорц;сцальца величине напряжеия источника 10, величине измеряемой емкости и Обратно пропорциональна емкости эталонного конденсатора 17. Последовательность импульсных сигцалов с .1,ход усилителя 2 заряда усиливается ;.а,.табцым усилителем ". проходит через фильтр 4 нижних частот, где иск:1 с актся высокочас - тотцые флуктуации сигцала, и через разделительный коцен"агор 13 и усилитель 15 мощности проходит ца выход устройства. В связи с тем, что опросные импульсы двухпозиционных ключей проходят через измеряемые емкости, а величины каждои .мкости в общем СЛУЧаЕ О гсИЧащтСЯ;РУГ От ДРУГа И изменяют я во времени, что характернодля емкостцых датчиков, то постоянная состагляющая ца ьг.:Оде устройств меняется по величине, то снижаетточность передачи н 1 ичины кажцого импульса и экгиваецтО снижс цию тачмежутках м жду Оргн цыми импулсами,и закрьвегся в и менты опроса цатчилу импульсами интерифильтра 4 образуется ; вной цепи и 1 р 11,13487 Составитель И,КриновТехред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко Редактор Ю.Середа Заказ 5185/44 Тираж 729 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул. Проектная, 4 и разделительного конденсатора 1 Х, так как выход конденсатора 13 через ключ 19 подключен к общей шине прибораПоскольку емкость конденсатора 13 выбирается по величине много5 больше емкости фильтра 4, то в промежутках между импульсами на емкости разделительного конденсатора 13 выделяется постоянная составляющая напряжения в данном цикле опроса емкостного датчика. При поступлении импульсного сигнала ключ 19 закрывается и на выход передается только величина импульсного сигнала, так 15 как постоянная составляющая на конденсаторе 13 вычитается из общего сигнала, поступающего с выхода усилителя 3. При этом уровень выходного сигнала с разделительного конденсатора 13 всегда отсчитывается от нулевого уровня, так как в момент прихода импульсного сигнала его выходная обкладка имела нулевой потенциал, зафиксированный через ключ 19, Этим обеспечивается точность передачи величины импульсных сигналов, пропорциональных измеряемым емкостям, Одновременно это исключает временные и температурные дрейфы постоянной составляющей усилителей 2 и 3 и расширяет температурный диапазон работы измерителя в целом. Сопоставляя момент опроса каждой35 емкости с соответствующими импульсными сигналами, можно однозначно определить принадлежность каждого импульса к измеряемой емкости и по его величине оценить величину данной емкости. Учитывая циклический характер спроса емкостей, достаточно выделить местоположение первой емкости, а зная цикл обращения и последовательность опроса, можно определить соответствие45 каждого импульсного сигнала на выходе измерителя всем измеряемым емкос 494Формула изобретенияИзмеритель емкости конденсаторов, содержащий генератор прямоугольных импульсов, усилитель мощности, двух- позиционный ключ, один вход которого подключен к общей шине, второй вход - к источнику опорного напряжения, усилитель заряда, выполненный в виде инвертирующего операционного усилителя с обратной связью в виде параллельного соединения эталонного конденсатора и термостабилизирующего резистора, клеммы для подключения измеряемого конденсатора, одна из которых соединена с входом усилителя заряда, а вторая с выходом двухпозиционного ключа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены двухпозиционные ключи, распределитель импульсов, масштабный усилитель, фильтр нижних частот, разделительный конденсатор, клеммы для подключения измеряемых конденсаторов, причем первые дополнительные клеммы для подключения измеряемой емкости соединены с входом усилителя заряда, а вторые - с выходами дополнительных двух- позиционных ключей, вторые выходы которых соединены с общей шиной устройства, входы - с источником опорного напряжения, а управляющие входы двухпозиционных ключей соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых.импульсов, второй выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа, один выход которого соединен с общей шиной устройства, выход усилителя заряда через последовательно соединенные масштабный усилитель, фильтр нижних частот и разделительный конденсатор соединен с входом усилителя мощности и вторым выходом транзисторного ключа.