Измеритель индуктивности

(71) Пензенский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРИ 679896, кл. С 01 к 27/26,15. 11. 74.2. Авторское свидетельство СССРВ 481000, кл. С 01 К 27/26,15.08.75 (прототип)(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТЦ,содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которогосоединен со своим инвертирующим входом через масштабирующий усилитель, с одной клеммой для подкиючеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОЛИСАНИЕ ния катушки измеряемой индуктивностс входом одновибратора и первымвходом блока управления, операционный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной связью,выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциальногоусилителя-ограничителя, генераторопорной частоты, выход которогочерез блок управления подключен ксчетчику, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности, в него введен переключатель,причем его управляющий и аналоговыевходы соединены, соответственно свыходом одновибратора и другойклеммой для подключения катушкиизмеряемой индуктивности, а аналоговые выходы - с входом операционного усилителя с резястивной отрицательной обратной связью и общейИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения индуктивности катушек и трансформаторовтипа длинной линии, обладающих значительной собственной межвитковойемкостью.Известен измеритель индуктивности и добротности катушек индуктивности, содержащий генератор пере менного тока, соединенный через масштабирующий элемент с исследуемой катушкой индуктивности и аналоговыми входами второго и третьего фазовых детекторов, измерительный операционный усилитель с образцовым резистором в цепи обратной связи, вход которого соединен с исследуемой катушкой индуктивности, а выход через опорную цепь с 0 управляющим и аналоговым входом 1первого фазового детектора и управляющим входом второго Фазового детектора, а также с управляющим входом третьего фазового детектора 5 непосредственно, три фильтра нижних частот, входы которых соединены с соответствующими выходами фазовых детекторов, а выходы - через ключи с входами логометра 11.30Недостаток данного измерителя невысокая точность при измерении индуктивности катушек из-за влияния на результат собственной межвитковой емкости.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяизмеритель индуктивности, которыйсодержит дифференциальный усилительограничитель, выход которого соединен со своим инвертирующим входомчерез масштабирующий усилитель,осуществляющий положительную обратнуюсвязь, со входом операционного усилителя с резистивной отрицательной 45обратной связью через катушку измеряемой индуктивности и со своимнеинвертирующим входом и с выходомоперационного усилителя через последовательно включенные одновибратор 50и ключ. Выход дифференциальногоусилителя-ограничителя соединентакже с первым входом блока управления, второй вход которого соединенс выходом генератора опорной частоты,55а на третий вход поступает сигналначала измерений. К выходу блока уп.равления подключен счетчик 121. Известный измеритель индуктивности характеризуется низкой надежностью из-за реализации на выходе опера; ционного усилителя с резистивной отрицательной обратной связью режима предельно допустимого выходного тока при замыкании ключа.Целью изобретения является повышение надежности измерителя индуктивности катушек.Цель достигается тем, что в измеритель индуктивности, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которого соединен со своим инвертируюшим входом через мас. штабирующий усилитель, с одной клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности, с входом одновибратора и первым входом блока управления, операционный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной связью, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя, генератор опорной частоты, выход которого через блок управления подключен к счетчику, введен пере,ключатель, причем его управляющий и аналоговые входы соединены соответственно с выходом одновибратора и другой клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности,а аналоговые выходы - с входом операционного усилителя с резистивной отрицательной обратной связью и общей шиной измерителя.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого измерителя.Измеритель индуктивности катушек содержит дифференциальный усилитель-ограничитель 1, масштабирующий усилитель 2, операционный усилитель 3, катушку 4 измеряемой индуктивности, одновибратор 5, переключатель 6, блок 7 управления, на один из входов которого поступает сигнал 8 начала Измерений, генератор 9 опорной частоты и счетчик 10. Выход усилителя-ограничителя 1 соединен со своим инвертирующим входом через усилитель 2, с управляющим входом переключателя 6 через одновибратор 5 и с аналоговым входом переключателя 6 через катушку 4, а также непосредственно с первым входом блока 7, Аналоговые выходы переключателя 6 соединены соответственно с1161901 при подключении ее через переключатель 6 к инвертирующему входу усилителя 3 остается практически неизменным, поскольку происходит коммутация участков электрической цепи содинаковыми потенциалами. Разлагаяэкспоненциальную функцию в степенной ряд и ограничиваясь двумя первыми членами разложения получим 10 О, ОРи 6(1 о+в 51, ПРИ 11 овЗВ момент смены знака разности напряг жений на входах усилителя-ограничителя 1 напряжение на его выходе засчет положительной обратной связичерез усилитель 2 скачком сменитзнак и описанный процесс повторя 2 О,ется. При этом период повторениягенерируемых на выходе усилителяограничителя 1 прямоугольных импульсов пропорционален индуктивностикатушки 425Т=4 К - .о Таким образом, использование ком.мутатора на входе операционного уси:лителя позволило снизить величинумаксимально допустимого выходного тока и тем самым облегчить режим работы устройства. общей шиной измерителя и инвертирующим входом усилителя 3 с резистивной отрицательной обратнойсвязью, выход которого соединен снеинвертирующим входом усилителя-ограничителя 1. Выход генератора 9подключен к второму входу блока 7,выход которого, в свою очередь,соединен с входом счетчика 10.Работа измерителя происходитследующим образом.В начальный момент временинапряжение ф Ео с выхода на инвертирующий вход усилителя-ограничителя поступает через усилитель 2 скоэффициентом передачи -К образуя1цепь положительной обратной связи,которая поддерживает усилительограничитель 1 в насыщенном состоя нии. Одновременно это же напряжениепоступает на вход одновибратора 5и катушки 4. Одновибратор 5 срабатывает и подает на переключатель 6управляющий импульс. При этом в течение времени С . значительноовзбольшем времени взаряда наибольшей собственной межвитковой емкости катушки 4, последняя черезпереключатель 6 оказывается подключенной к общей шине измерителя,при- Збчем усилитель 3 представляет собойнеинвертирующий усилитель, охваченный глубокой резистивной отрицательной обратной связью, с близкимк нулю выходным напряжением. Поокончании импульса одновибратора 535. катушка 4 через переключатель 6соединяется с инвертирующим входомусилителя 3 с резистивной отрицательной обратной связью. Таким образом к моменту окончания управляющего импульса одновибратора 5 межвитковая емкость катушки 4 оказывается полностью заряженной, чтоустраняет ее влияние на результатизмерения. Следует отметить, чтозакон изменения тока в катушке 4 При поступлении сигнала 8 начала измерения на блок 7 последний выделяет импульсы, количество которых определяется частотой следования импульсов, поступающих на блок 7 с генератора 9 и периодом повторения генерируемых на выходе усилителя- ограничителя 1 прямоугольных импульсов, поступающих также на блок 7, Выделенные импульсы опорной частоты поступают на счетчик 10, на котором регистрируется и отображается число, равное измеряемой индуктивности катушки.1161901 Составитель Н. КриновТехред А.Кикемезей Корректор М. Розман актор М, Ба Заказ 39 бб/ Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 8 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушс