Измеритель емкости

ОП ИСАЙЙЗГ ИЗОБРЕТЕН ИЯ р ц 479057 союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное (22) Заявлено 27.04,7с присоединение вт. с 1) 1911127 26(51) М. Кл. С 01 г 27/ аявки Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений, В, Мачюлайтис и П. П. Мишкинис 1) Заявите олупроводниксв АН Литовской ССР Инстит(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМ И 25 Изобретение относится к области измерительной техники и автоматики и может бытьиспользовано в цифровых измерителях емкости и устройствах автоматического контроля иуправления.5У известных измерителей емкости, содержащих полупроводниковый элемент с Я-образнойвольт-амперной характеристикой и триггер,точность преобразования в сторону большихемкостей уменьшается из-за уменьшения крутизны кривой нарастания напряжения на испытуемом конденсаторе до порога срабатывания схемы сравнения,Целью данного изобретения является повышение точности преобразования,15Для этого в известный иэмеритель введеныгенератор импульсов тока, две дифференцирующие цепи и преобразователь тока в цифровой код. Один электрод полупроводниковогоэлемента соединен с выходом генератора импульсов тока и через последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь,триггер и вторую дифференцирующую цепь -с запускающим входом преобразователя тока,а другой электрод соединен с сигнальнымвходом преобразователя тока,На фиг. 1 приведена функциональная схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 представлена вольт-амперная характеристика полупроводникового элемента, 30 Испытуемый конденсатор 1 подключен параллельно полупроводниковому элементу 2 с гистерезисной Ь-образной вольт-амперной характеристикой. Один электрод полупроводникового элемента 2 соединен с генератором 3 импульсов тока и через первую дифференцирующую цепь 4, триггер 5, вторую дифференцирующую цепь б с запускающим входом преобразователя 7 тока в цифровой код. Другой электрод полупроводникового элемента 2 подключен к сигнальному входу преобразователя 7 тока в цифровой код.Вольт-амперная характеристика полупроводникового элемента является 5-образной с гистерезисной петлей. В обратном ходе петли гистерезиса дифференциальное сопротивление отрицательно. На фиг. 2 также показано изменение характеристики (величины тока выключения) при подключении параллельно этому элементу конденсаторов различной емкости.Измеритель работает следующим образом.Генератор вырабатывает импульсы тока с пологими фронтами, которые поступают на конденсатор 1 и полупроводниковый элемент 2. Под действием переднего фронта импульса, напряжение на конденсаторе 1 и полупроводниковом элементе 2 возрастает до напряжения включения (Ул) последнего. Полупроводниковый элемент 2 включается и конден 479057сатор 1 через него разряжается, Напряжение на обоих элементах становится равным остаточному напряжению (Рост) включенного полупроводникового элемента 2. При действии заднего фронта импульса тока через полупроводниковый элемент 2 уменьшается. В определенной точке характеристики модуль отрицательного сопротивленияК встановится больше резонансного сопротивления фрз) контура, образованного емкостью конденсатора 1 и собственной индуктивностью полупроводникового элемента 2 во включенном его состоянии. В контуре возникают высокочастотные колебания, В течение первого периода высокочастотных колебаний энергия, накопленная в индуктивности полупроводникового элемента 2, передается конденсатору 1 и полупроводниковый элемент скачкообразно выключается. Резонансное сопротивление контура зависит от измеряемой емкости, а следовательно, и ток, при котором происходит скачкообразное выключение полупроводникового элемента 2 (выполняется условиеЛ -) Йрз), определяется величиной этой емкости.Напряжение, снимаемое с полупроводникового элемента 2, используется для формирования импульса запуска преобразователя тока в цифровой код. Импульс запуска формируется первой дифференцирующей цепью 4, триггером 5 и второй дифференцирующей цепью 6. Преобразователь 7 запускается в момент, соответствующий выключению полупроводникового элемента 2, и преобразует величину тока выключения, тем самым и соответствующую ей величину емкости конденсатора 1, в цифровой код.С увеличением емкости конденсатора 1 резонансное сопротивление контура уменьшается, следовательно, выключение полупроводникового элемента 2 происходит при меньших значениях дифференциального отрицательного сопротивления, что соответствует большимзначениям тока, Крутизна характеристики пообратному ходу петли гистерезиса в сторону5 больших токов возрастает, тем самым увеличивается относительная разрешающая способность и точность преобразования.Импульс тока от генератора 3 должен обеспечить включение полупроводникового эле 10 мента 2, Дальнейшее увеличение тока черезполупроводниковый элемент Ь-образной гистерезисной характеристикой на результатпреобразования воздействия не оказывает,Следовательно, установив амплитуду им 15 пульса, обеспечивающую ток включения, можно существенно уменьшить требование к еестабильности,Диапазон емкостей, преобразуемых предлагаемым устройством, определяется величиной20 петли гистерезиса по току и значением (Л - )в обратном ходе петли. Он может достигать10000 и более.Предмет изобретения25Измеритель емкости, содержащий полупроводниковый элемент с 5-образной вольт-амперной характеристикой и триггер, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения точно сти преобразования, в него введены генераторимпульсов тока, две дифференцирующие цепи и преобразователь тока в цифровой код, причем один электрод полупроводникового элемента соединен с выходом генератора им пульсов тока и через последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь, триггер и вторую дифференцирующую цепь - с запускающим входом преобразователя тока, а другой электрод соединен с сигнальным вхо дом преобразователя тока.479057 фигСоставитель Е. КовалеваТехред 3. Тараненко Корректор С. Болдижари Н. Учакина Редактор В. Булдаков Типография, пр. Сапунова, о Заказ 2411/12 Изд.1648 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5