Преобразователь тангенса угла потерь электрических конденсаторов в унифицированныесигналы

(51) М, Кл, Н 03 с 1 заявкис присоединением Государственный комитет Соаета Министроа СССР по делам иэаоретений и открытий(71) Заявитель ензенский политехнический институ. :.фд ст 1 Р.1 йь 1 ы(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТАНГЕНСА УГЛА ПОТЕРЬ ЕКТРИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ В УНИФИЦИРОВАННЪЕ СИГНАЛЫИзобретение относится к электроизмерительной и контрольной технике и может быть использовано как для измерения тангенса угла потерь электрических конденсаторов во всем диапазоне частот, так и для контроля 5 конденсаторов по этому параметру.Известное устройство, содержащее дифференциальный усилитель-ограничитель, усилитель постоянного тока, охваченный цепью параллельной отрицательной обратной связи, 10 дифференциатор, интегратор, вычитающий и масштабирующий усилители, характеризуется сложностью формирования компенсирующих напряжений, сравнительно низким быстродействием, а также тем, что измерение 1 дб произ водится на одной или нескольких фиксированных частотах, тогда как зачастую на практике необходимо знать величину 1 дб в широком диапазоне частот (от 0 до со).В предлагаемом устройстве, с целью полу чения периода следования импульсов, величина которого прямо пропорциональна состоящей тангенса угла потерь в проводящих частях конденсаторов, выход дифференциального усилителя-ограничителя через образцо вый резистор и усилитель постоянного тока, в цепь обратной связи которого включен измеряемый конденсатор, соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства непосредственно и с неинвертирующим - через 30 дифференциатор и интегратор, причем выход вычитающего усилителя через масштабирующий усилитель подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя-ограничителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора; кроме того, с целью получения частоты следования импульсов, величина которой прямо пропорциональна составляющей тангенса угла потерь в диэлектрике конденсатора, выход дифференциального усилителя-ограничителя через измеряемый конденсатор соединен со входом усилителя постоянного тока, в цепь обратной связи которого включен образцовый конденсатор.Иа фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы на выходах элементов схемы.Рассмотрим работу преобразователя на примере преобразования в период следования прямоугольных импульсов составляющей тангенса угла потерь конденсатора, обусловленноп потерями в проводящих частях (1 дб) 11.Пусть с выхода дифференциального усплителя-ограничителя 1 в начальный момент времени снимается напряжение У, = - Ео. Это напряжение через образцовый резистор 2 с величиной сопротивления Яо поступает на вход усилителя постоянного тока (УПТ) 3, вцепь параллельной отрицательной обратной связи которого включен конденсатор 4 с преобразуемой составляющей (1 ф) , при этом на выходе УПТ 3 напряжение изменяется во времени по следующему закону:г72 - ЕО + ЕОРО РОСгде г - сопротивление проводящих частей конденсатора 4;С - емкость конденсатора 4,Это напряжение подается на вход дифференциатора 5, с выхода которого снимается напряжениедз - Ео фАТОСгде тд - постоянная времени дифференциатора 5.Напряжение с выхода дифференциатора 5 подается на вход интегратора 6, с выхода которого снимается напряжениеЦ ЕОи ЛОСгде т - постоянная времени интегратора 6.На входы вычитающего усилителя 7 подаются напряжения с выходом УПТ 3 и интегратора 6, а с выхода (при т-,=т) снимается напряжениев 42 ЕООПри этом на инвертирующий вход дифференциального усилителя-ограничителя 1 с выхода масштабирующего усилителя 8 подается напряжениев - К ЕООа на неинвертирующий - напряжение4 ЕОй,Сс выхода интегратора 6 ф - коэффициент передачи масштабирующего усилителя 8).В момент смены знака разности напряжений на входах дифференциального усилителя- ограничителя 1, напряжение на его выходе скачком изменится до величины +ЕО, после чего напряжение на выходе УПТ 3 скачком изменится на величину- 2 ЕО -ЯО и будет изменяться во времени по следующему закону;У,=-(К - 1) - Е,ЙО ОСпри этом на выходе дифференциатора 5Ув -- + ЕОАТОСна выходе интегратора 6 напряжение4 К ЕО ЕОЛи ЛСКггде Ео - напряжение, до которого заряОдился интегратор 6 за время предыдущегоцикла.Теперь с выхода вычитающего усилителя 710 снимается напряжение (при т=ти).Ув = Ув - Уг=+ ЕОа с выхода масштабирующего усилителя 8 - 15 напряжение (при т=ти),ОВ момент повторной смены знака разности 20 на входах дифференциального усилителяограничителя 1 напряжение на его выходевновь сменит знак и т, д.Период генерируемых импульсов определяется выражением (при тд -- ти):(1 о)Т = 4 КгС = 4 Кгде а; - круговая частота, при которой определяется (фб) м.30 При преобразовании составляющей тангенса угла потерь конденсатора, обусловленной потерями в диэлектрике (1 дб) конденсатор 4 с искомым (1 дб)д, включается во входную цепь УГ 1 Т 3, в цепь параллельной 55 отрицательной обратной связи которого включается образцовыи конденсатор с пленочным диэлектриком типа полистирола или фторопласта, остальные связи и работа преобразователя аналогичны рассмотренным выше.40 -1 астота генерируемых прямоугольных импульсов (при ти=ти) определяется следующим выражением:=-К(1 В)д,где а, - круговая частота, при которой определяется (1 дб).Предмет изобретения501. Преобразователь тангенса угла потерьэлектрических конденсаторов в унифицированные сигналы, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, усилитель 55 постоянного тока, охваченный цепью параллельной отрицательной обратной связи, дифференциатор, интегратор, вычитающий и масштабирующий усилители, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения периода следо вания импульсов, величина которого прямопропорциональна составляющей тангенса угла потерь в проводящих частях конденсаторов, в нем выход дифференциального усилителя-ограничителя через образцовый рези стор и усилитель постоянного тока, в цепьобратной связи которого включен измеряемый конденсатор, соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства непосредственно и с неинвертирующим - через дифференциатор и интегратор, причем выход вычитающего усилителя через масштабирующий усилитель подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя-ограничителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора. б2. Преобразователь по п, 1, отличающ и й с я тем, что, с целью получения частоты следования импульсов, величина которой прямо пропорциональна составляющей тангенса угла потерь в диэлектрике конденсатора, в нем выход дифференциального усилителя- ограничителя через измеряемый конденсатор соединен со входом усилителя постоянного тока, в цепь обратной связи которого включен 10 образцовый конденсатор,аказ 2779/14ЦНИИП ПодписноеСССР ипография, пр. Сапунова, 2 Изд,925Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж-З 5, Раушская Тираж 811овета Министроткрытийаб д, 4/5