Измеритель параметров конденсаторов

(19) 111) 4 К 27/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 534032, кл. С 0 1 К 27/26, 1974.Авторское свидетельство СССР Р 581580, кл. Н 03 К 13/20, 1975. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения параметров конденсаторов, представляемых параллельной двухэлементной схемой замещения. Цель изобретения - повьппение точности измерения параметров конденсаторовИзмеритель состоит из вычислительного блока 1, дифференциальФ.Мольков ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ ного усилителя-ограничителя 2, ин, тегратора 3, дискретно-управляемогосопротивления 4, аналогового инвертора 5, генератора 6 тактовых импульсов, переключателя 7, делителя 8 частоты, реверсивного счетчика 9, блока10 сравнения интервалов времени.Объектом контроля является преобразователь 11 параметры-напряжение,состоящий из эквивалентных сопротивления 12 и емкости 13 объекта контроля, резистора 14, операционногоусилителя 15. В изобретении повьппение точности достигается введениемопределения момента съема информации по временным соотношениям, получаемым кодированием периода непосредственно выходного клиппированногосигнала дифференциатора усилителяограничителя 2, и исключаются преобразования выходного сигнала преобразователя параметры-напряжение, периодическая коммутация и интегрирование с сопутствующими им погрешностями. 2 ил,Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для автоматического измеренияпараметров конденсаторов, представляемых параллельной двухэлементнойсхемой замещения,Целью изобретения является повышение точности измерения нараметровконденсаторов путем введения опреде Оленного момента съема информациипо временным соотношениям, полученного кодированием периоца непосредственно выходного клиппированногосигнала дифференциального усилителяограничителя, и исключения операциианалогового греобразования выходного сигнала преобразователя пара. -метры-напряжение.На фиг.1 приведена функциональная 2 Осхема измерителя; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Измеритель состоит из вычислительного блока 1, дифференциального усилителя-ограничителя 2, интегратора 253, дискретно-управляемого сопротивления 4 (ДУС), аналогового инвертора5, генератора 6 тактовых импульсов,переключателя 7, делителя 8 частоты,реверсивного счетчика 9, блока 10сравнения интервалов времени, преобразователя 11 параметры-напряжение,состоящего из эквивалечтного сопротивления 12, эквивалентной емкости13 объекта контроля, резистора 14 иоперационного усилителя 15.35Выход дифференциального усилителяограничителя 2 соединен с входоминтегратора 3. Выход интегратора 3соединен с инвертирующим входомдифференциального усилителя-ограничителя 2, с первым выходом устройства и с аналоговым входом дискретноуправляемого сопротивления 4. Управляющие входы ДУС 4 соединены с соответствующими выходами реверсивногссчетчика 9, а выход - с вторым выходом устройства, Вход устройства через аналоговый инвертор 5 соединенс неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя 2.Выход делителя 8 частоты соединен спервым входом блока 10 сравнения интервалов времени, первый и второй. выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим вхо 55дами реверсивного счетчика 9, первыйи второй входы вычислительного блока1 соединены соответственно с кодо(где Т - постоянная времени интегрирования.Это напряжение подается на вход преобразователя 11 и на вход дискретно-управляемого сопротивления 4, которое в отличие от прототипа не осуществляет инвертирования этого сигнала,. т.е. подключено параллельно исследуемого конденсатору. С учетом этого напряжение на выходе преобразователя 11- соответственно значения емкости и сопротивления утечки исследуемого конденсатора; " сопротивление опорного резистора преобразователя 11; де С Р. выми выходами реверсивного счетчика 9 и с кодовыми выходами блока 10 сравнения интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя 2, третий выход - с управляющим входом переключателя 7. Первый выход переключателя 7 соединен с входом делителя 8 частоты, второй выход - с выходом делителя 8 частоты, а вход - с выходом генератора 6 тактовых импульсов. Выход вычислительного блока 1 соединен с выходом "Результат измерений" устройства,Первый вывод сопротивления 12 соединен с первым выводом емкости 13 и с первым выходом устройства, второйвывод сопротивления 12 соединен с вторым выводом емкости 13, вторым выходом устройства, инвертирующим входом операционного усилителя 15 и первым выводом резистора 14, второй вывод которого соединен с входом устройства и выходом операционного усили. теля 15, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной.Измеритель работает следующим образом.При включении напряжения питания на входе дифференциального усилителя- ограничителя 2 устанавливается на-. пряжение насыщения определенной полярности и амплитуды, например П. Напряжение на выходе интегратора 3 начинает изменяться линейно5 1594449 6К - начальное значениерцесс изменения сопротивления ДУ(: 4дискретно-управляемого заканчивается при достижении значесопротивления 4. ния периода автоколебанийТ, соотЭто напряжение подается на анало- го То5 ветствующего коду и = , такому,говый инвертор 5, где изменяется его ве с ующ ду11знак а затем на неинвертирующий вход что и =и т.е. в в - = Й ТоТа92 1 ф я одифференциального усилителя-ограничителя 2, на инвертирующий вход которо- или Т= БТго подается выходное напряжение ин Предположим, что значение периодатегратора 3. Принимая коэффициент пе- Т достигнуто при изменении значения.редачи инвертора 5 равным 1, получим сопротивления ДУС 4, эквивалентомвыражение для периода Т, автоколеба- . подключению параллельно ему (т.е.ний, возникающих в аналоговой части начальному значению Р ) резистора фсхемы сопротивления ДКтогда Б/ СК +(Р /Р+Б. /Р )Т, /2 Ц/ л . Т /2 2 С РоКк Т" ф В Ко/где К=- к р,+ дКр откуда 2 СРоКТР -Кв.Р. КррКк+ Кр С учетом выражения для Т полу- чим 2 С Р.оВ. хКх КоЛК ч 02 СКо КРх Ко где РЛ 1:р-КоВ-ЛКр Р, К -КаЗо К: Ко Кр (1-1) отсюда К = Например, при Б = 2где Р , Р = сопят. оф дов (и -и). Это число записывается в счетчик 9, сигналы с выходов которого переключают сопротивление дис-, кретно-управляемого сопротивления 4, в результате чего изменяется период колебаний в схеме и соответственно код и фиксируемый в блоке 10. Проформула изобретения Измеритель параметров онденсаторов, содержащий преобразователь параметры-напряжение, дифференциальный Сигнал типа "меандр" с выхода дифференциального усилителя-ограничителя 2 подается на один из входов блока 10 сравнения интервалов. времени, в котором формируется число- импульсный код значения периода,Т (или кратного ему интервала времени). Импульсы опорной частоты Ео с генератора 6 тактовых импульсов через переключатель 7, находящийся в положении 1, подаются на вход блока 10 сравнения интервалов времени, в котором фиксируется код и,=Йо Т,. По окончании кодирования Т, управляющим сигналом блока 10 переключается переключатель 7. На вход блока 10 подаются тактовые импульсы с частотой й =й /Б, где И - коэффициент деления делителя 8 частоты, произвольное, наперед заданное положительное число (Б Ф 1). В блоке .10 формиоТ,руется код и = --- . На выходе блока 10, управляющем реверсивным счетчиком 9, появляются импульсы, число которых пропорционально разности коПодставим это значение в выражениедля Т получим выражение для Сд,/Т . Ру-Ко Т2 КоКк Кр 40ищв ,ВВ.ЮидК и иКоды и и и (или и, ии),соответствующие Т, и 3 К , подаютсяв вычислительный блок 11, где осуществляется расчет значения С, .Значение Кможет быть вычисленопо формуле (при 0=2)1594449 Составитель В,Савиноведактор С.Пекарь Техред М, Ходанич Корректор М, Кучерявая аказ 2826НИИПИ Государственного113035,Тираж 556 писно комите Москва и открытиям при ГКНТ СССб д. 4/5 по изобретения -35, Раушская здательский комбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина роизводственноусилитель-ограничитель, интегратор,дискретное управляемое сопротивление,аналоговый инвертор, генератор тактовых импульсов, переключатель, делитель частоты, реверсивный счетчик,блок сравнения интервалов времени,причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен с входоминтегратора, выход которого соединен 1 Ос инвертирукщим входом дифференциального усилителя-ограничителя, с первымвыходом устройства и с аналоговымвходом дискретного управпяемогосопротивления,. Управляющие входы которого соединены с соответствующимивыходами реверсивного счетчика, авыход - с вторым выходом устройства,вход которого через аналоговый инвертор соединен с неинвертирующим вхо Одом дифференциального усилителяограничителя, выход делителя частотысоединен с первым входом блока сравнения интервалов времени, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, э него введен вычислительный блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с кодовыми выходами реверсивного счетчика и с кодовыми выходами блока сравнения интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя, третий выход - с управляющим входом переключателя, первый выход которого соединен с входом делителя частоты второй выход - с выходом делителя частоты, а вход - с выходом генератора тактовых импульсов, выход вычислительного блока соединен с выхо 11дом Результат измерений" устройства.