Устройство для измерения rlc-параметров

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22 Заявлено 29.09.81 (21) 3339788/18-24 (51 М. КП.з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет 601 В 27/26 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(33) УДК 621 31733088.8) Дата опубликования описания 23.02.83(71) Заявитель 154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И.С-параметров/ Изобретение относится к измерению электрических величин, в частности к устройствам для измерения индуктивности или емкости, и предназначено для измерения преимущественно малых емкостей при двухэажимном подключении с времяимпульсным преобразованием.Известен цифровой измеритель емкости, содержащий генератор прямоугольных импульсов, соединенный с входом интегратора, в цепи обратной связи которого включены зажимы для подключения объекта измерения,формирователь строб-импульсов, линию задержки, два идентичных канала, причем каждый .канал выполнен в виде последовательно соединенных смесителя и усилителя-расширителя, Измеритель содержит также дифференциальный усилитель и преобразователь аналог - код. Второй выход генератора прямоугольных импульсов через формирователь строб-импульсов соединен с входом линии задержки и с одним из входов первого канала, другой вход которого соединен с выходом интегратора и с одним входом второго канала. Другой вход второго канала соединен с выходом линии задержкиВыход первого и второго каналов соединены с одним и другим входом дифференциального усилителя, а выход последнего соединен с входом преобразователя 5 аналог - код 1.Однако известное устройство засчет стробирования разнесенных намалый промежуток времени уровнейпозволяет измерять емкости с большими утечками, но не обеспечивает достаточной точности измерения малыхемкостей при двухзажимном подключении.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство измерения ЩС-параметров соЮдержащее источник постоянного напряжения, подключенный к нему одним иэвходов преобразователь параметров впропорциональный интервал времени,первый счетчик, входом подсоединенныйк выходу преобразователя параметровв пропорциональный интервал времени.Выход первого счетчика подключен квторому входу преобразователя параметров в пропорциональный интервалвремени и к одному из входов ключевого элемента. Другой вход,ключевого элемента подключен к генератору,а выход - к входу второго счетчика 2,Недостатком известного устройстваявляется ограничение точности нзмере 998976ния эа счет влияние импеданса подводящих проводов и погрешности, обусловленной нестационарными переходными процессами при первом цикле заряда конденсатора.Целью изобретения является повышение точности измерения малых емостей при дэухзажимном подключении,Поставленная цель достигается тем, рто в устройство для измерения ВЬС- параметров, содержащее источник посто явного напряжения, соединенный с входом преобразователя параметров в пропорциональный интервал, выход которого соединен со счетчиком, и генератор импульсов, подключенный через первый ключ к одному иэ входов Реверсивного счетчика, введены ждущий мультивибратор, триггер и второй ключ, причем вход ждущего мультивибратора.соединен с выходом 20 счетчика, а выход - с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом генератора импуль" сов, а выход в , с другим входом реверсивного счетчика, управлякций 25 вход первого ключа соединен с выходом триггера, один вход последнего соединен с выходом преобразователя параметров в пропорциональный интервал, а другой вход триггера соединен ЗЕ с выходом счетчика.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный 35 к нему преобразователь 2 параметров в пропорциональный интервал времени, который состоит иэ ключей 3 и 4 измеряемого двухполюсника 5Йт,СХ) и двух пороговых элементов 6 и 7, 40 триггер 8, счетчик 9 циклов зарядараэряда), ищущий мультивибратор 10, генератор 11 импульсов, ключи 12 и 13 и реверсивный счетчик 14.Устройство работает следукщим об разом.В исходном состоянии ключи 3, 4, 12 и 13 закрыты, счетчик 9 циклов заряда - разряда и реверсивный счетчик 14 находятся в нулевом состоянии, генератор 11 импульсов непрерывно работает, триггер 8 находится в положении, запрещающем открытие ключа 12, на выходах пороговых элементов би 7 - постоянный потенциал, ждущий мультивибратор 10 находится в исходном состоянии, длительность импульса лцущего мультивибратора 10 установлена при разомкнутых подводящих проводах беэ измеряемой емкости С , таким образом, чтобы на выходе ревер сивного счетчика 14 был "нуль", Этого добиваются подстройкой регулировочного потенциометра ждущего мультивибратора 10. Длительность импульса ждущего мультивибратора 10 при у этом будет пропорциональна величине параэитной емкости подводящих проводников и определяетсяФормулойТмтльт пПС щр ггде Т - период ждущего мультимльтвибратора 101С - емкость монтажа и присоединительных проводов,В - сопротивление резистора Х,и - число циклов эаряда -разряда, Фиксируемое счетчиком 9.При подаче пускового импульса ключ 3 открывается и эталонное напряжение Е источника постоянного напряжения подается на двухполюсник 5 йхСх)включенный в преобразователь 2 параметровв пропорциональный интервал времени, Когда напряжение на измеряемом конденсаторе ( Сл)достигнет,значения порога Ц ( нижний порог), пороговый элемент 7 переключает триггер 8, который откроет ключ 12 и импульсы с генератора 11 импульсов начнут поступать на вход прямого счета реверсивного счетчика 14. Когда напряжение наизмеряемом конденсаторе С достигнет порога Ч , пороговый элемент 6 закроет ключ 3 и откроет ключ 4 и измеряемый конденсатор Сх) начнет разряжаться через резистор (й) и открытый ключ 4. Когда напряжение наизмеряемом конденсаторе (С) станет равным порогу Яи, пороговый элемент 7 закрывает ключ 4 и открывает ключ 3, измеряемый кон-денсатор Сх снова начинает заряжаться и циклический процесс заряд - разряд повторяется до тех пор, пока счетчик 9 (циклов заряда - разряда не закроет ключ 3, При этом одновременно счетчик 9 циклов заряда - разряда вернет триггер 8 в исходное состояние, в результате чего закроется ключ 12 и запустит ждущий мульти- вибратор 10, который откроет ключ 13 и импульсы с генератора 11 импульсов начнут поступать на вход обратного счета реверсивного счетчика 14. При прямом счете реверсивный счетчик 14 фиксирует временной интервал 1=ИКСх,+иЙСор , а при обратном счете-И КС,р и на выходе реверсивного счетчика 14 Фиксируется временной интервал=1- =иаСТаким образом, точность измерения устройства, особенно при измерении малых емкостей, повышается за счет исключения погрешностей, обусловленных нестационарными переходными процессами на первом цикле заряда и импедансом подводящих проводов, например, С кзр - паразитная емкость монтажа и подводящих проводов.998976 Формула изобретения Составитель Л. СотниковаТехред К.Мыцьо Корректор М. Демчик Редактор В Иван Закаэ 1149/6 Тираж 708ИПИ Государственпо делам иэобретМосква, Ж,Подписноета СССРытийб., д. 4/5 ого коминий и оаушская 1130 ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 нл Устройство для измерения ВС-параметров, содержащее источник постоян- ного нацряжения, соединенный с входом преобразователя параметров в пропорциональный интервал, выход которого соединен со счетчиком, и генератор импульсов, подключенный:через первый ключ к одному из входов реверсивного счетчика, о т л и ча ю щ е е. с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены ждущий мультивибратор, триггер, и второй ключ, причем вход ждуего мультивибратора соединен с выхоом счетчика, а.выход - с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с другим входом реверсивного счетчика, управлякщтй вход первого ключа соединен с выходом триггера, один вход последнего соединен с выходом преобразбвателя параметров в пропорциональный интервал,а другой вход триггера соединен с выходом счетчика.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 620912, кл. 601 К 27/26,16.0476.2. Авторское свидетельство СССР Р 360624, кл. 601 К 27/26,05.10.70 прототип).