Устройство для измерения сопротивления изоляции конденсаторов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнвСоцналнстнческнвРеспублик и 868632ао аеаам аэверетеввй и етерыта(7) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОП ИЗОЛЯЦИИ КОНДЕНСАТОРОРОТИВЛЕНИЯ элемент, эле тельный усил Изобретение отн ной технике, в час измерения сопротив ческий измериходным сопроти измерительтехнике тром ости тель с в ее 100 Во Кр и отсч ния изоляции ко постоянной в е лением ме коэффициный при оль том усилениябор Г 23.Недос татолысое времи измерени стройства - весьмаереходных процессовопротивления изоляции бо пр оров с большой постоянной то понижает быстродействи иден времени, чОустройства.Достаточн остоверный отсчет попромежуток временик Так как в соответлучается чер равный (3-5) ствии с ГОСТ противление изоляциизмеряется в течение конд 1 ми са торо н то должнс 12-20 С. я этого усл о е измерения сопротивления.зобретения - повышение быст ожнос л родеиствия устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения сопроденсаторов с б шои Р мени.Известны устройства для измерения сопротивления изоляции конденсаторов, состоящие из источника напряжения, включенного последовательно с измеряемым конденсатором, образцового резистора и, подключенного к образцовому резистору, измерительного усилителя с измерительным прибором на выходе 3.Недостатком известного устройства является большое время переходных процессов при измерении сопротивления изоляции конденсаторов с большой постоянной времени.Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство, содержащее источник измерительного напряжения, образцовый резистор с сопротивлейием Во, релейной либо транзисторной ключевой схемы выполняться условиеобходимость выполия ограничивает воз86 12 4нлнрйжения, блок 14 управления к(1 юча.- ми обеспечивает необходимую очередность работы ключей 4, 8, О, 12и 13.5Устройство работает следующим образом.В начальный момент времени, послеподключения измеряемого конденсатора2, ключи 4, 8, 10 и 13 замкнуты, аключ 12 разомкнут. При этом измеряемый конденсатор 2 заряжается до напряжения Е. 1 осле заряда измеряемогоконденсатора 2 размыкается ключ 4 ина выходе измерительного усилителя 5появпяется напряжениеО : К К - 0 (1 -Е)Р сх5 1 Ргде К - коэффициент передачи изме 5рительного усилителя.20 Через промежуток времени(фиг. 2 а.), который целесообразно выбирать в пределах 1-5 с, размыкаютсяключи 8 и 10 на промежуток времени(Фиг. 26 и гг ), При этом на выходе 25 дифференцирующего усилителя 7 появится напряжение (Фиг. 2 )РО Р 7 С) К7 Ьь КяС 1( (2)Р 0 СХВ случае если измеряемый конденЭ 0 сатор 2 с большой постоянной времениФьС ) 10 с), яьшолняится услояня- РоС 1 г иф ф" х 1с тивления изоляции конденсаторов содержащее источник измерительного напряжения, один вывод которого соединен с одним из зажимов дпя подключения измеряемого объекта, другой зажим для подключения измеряемого объекта соединен с образцовым резистором, параллельно которому подключены первый ключ и измерительный усилитель, а выход последнего соединен с измери" тельным прибором, введены дифференцирующий и два интегрирующих усилителя, четыре ключа и блок управления, причем второй, третий и четвертый ключи включены паралпельно цепи обратной связи дифференцирующего и интегрирующих усилителей, соответственно, вход днфференцирующего усилителя соединен с выходом измерительного усилителя, а выход в , через последовательно соединенные первыи интегрирую щий усилитель и пятый ключ со входом второго интегрирующего усилителя, выход последнего соединен с другим выводом источника измерительного напряжения, управляющие входы ключей соединены с выходами блока управления соответственно.На фиг. 1 приведена Функциональная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы последовательности работы ключей.Устройство содержит источникизмерительного напряжения, измеьряемый конденсатор 2, образцовый резистор 3, ключ 4, измеритепь 11 ый усилитель 5 и измерительный прибор 6, подключенньгй к выходу измерительного усилителя 5, дифференцирующий усилитель 7 с элементами обратной связи С 7 и Ри ключом 8, обеспечивающим установку дифференцирующего усилителя 5 на нулевой уровень. В устройство также входит подключенный к выходу дифференцирующего усилителя 7 интегрирующий усилитель 9 с элементами обратной связи и Р 0 и ключом 10,обеспечипающим установку интегрирующего усилителя 9 на нулевой уровень, подключенный к выходу интегрирующего усилителя 9 второй интегрирующий усилитель 1 с элементами обратной связи С и Ри ключом 12, обеспечивающим интегрирующему усилителю 11 режим запоминания, и ключом 13, обеспечивающим установку интегрирующего усилителя 11 на нулевой уровень, причем выход интегрирующего усипитепя 11 подключен ко второму выводу источника 1 измерительного Напряжение на выходе интегрируюЗ 5 щего усилителя 9 начинает нарастать(фиг. 2 1(17 и к концу промежутка времени 1 (величина 1(2 выбирается меньше, чем 1.1) принимает значение(3)РОСх РдСЗПо окончании промежутка времениключи 8 и 12 замыкаются, а ключ 13размыкается и остается разомкнутым доконца измерения, При этом напряжение11 становится равным О, напряжение Оостается неизменным (соответствующимвыражению 3), а напряжение на выходеинтегрирующего усилителя 11 начинаетнарастать и к концу промежутка време ни ( с 1) принимает значение1)м = ЕК 5 -- - - - (4)Р)ь РЭС Р 0 Сх 11 мг(Так как выход интегрирующего усилителя 11 включен последовательно систочником измерительного напряжения1, то напряжение на образцовом резисторе 3 - О (фиг. 2%.) - возрастаетна величину 0 1Обозначим25 ЙОС, Й СЙСтогда выражение для напряжения на выходе интегрирующего усилителя 1 будет иметь видО =аЕ (б)йхПо окончании промежутка времени йе ключ 12 размыкается, а ключ О замыкается на короткий промежуток времени 1, необходимый для установки интегрирующего усилителя 9 на О. После раэмыкания ключа 2 напряжение на выходе интегрирующего усилителя 1 будет оставаться неизменным, а напряжение на образцовом резисторе 3 снова начнет возрастать по экспоненциальному закону вследствие переэаряда измеряемого конденсатора 2 в соответствии с выражением 01 = вЕ - + (Е - ф - аЕ - Р) (1 Йо Й0 йх Йх йхФ+ ( - в)Е - а(1 -е "о о ) (у)ЙХПо окончании промежутка времениразмыкаются ключи 8 и О на промежуток времени й = й. При этом напряжение на выходе дифференцирующего усилителя 7 оказывается равнымО = Е(1 - а)К --- , (8)Йх йоСХа напряжение на выходе интегрирующего усилителя 9 к концу промежутка времени станет равнымОо = Е(1 - в)К - ф" - (9)й Й 1 С-1Йх ЙСу ЙоСх Затем снова замыкается ключ 8, а ключ 12 замыкается на промежуток времени- При этом напряжение О 9 остается неизменным, а напряжение 01, к концу промежутка времени Й 6 возрастает до величиныО = вЕ - о+ в(1 - в)Е о (10)ЙХ йх Затем снова размыкается ключ 12, а замыкается на промежуток времениС ключ 1 О, и цикл повторяется, 7увеличивая напряжение на выходе интегрирующего усилителя 11 до величиныО = аЕ - + а(1 - в)Е - + Йо ЙХ ЙхПри этом напряжение на обраэцономрезисторе 3 к концу промежутка времени 15 определяется выражением 5 ОЙ = вЕ - + в(1 - а)Е +п 1(1-щ 1 кйо Йо йо Йх Йк хЕ - (Е в е. - аЕ о. - а(1-а)Е в Е.хо Й Йо й КкЙх Йх Йх- а(1-в) Е - ) (1 -6 ), (12) 1 .Йф Йох Йх1 О ОткудаО 1: Е - Е - (1 - в) 6 "(13)йо й 1 РосхЙХ ЙХ15 или в общем виде О = Е - 0 - Е о(1-а)фЕ Яох ) (14)Йо йо0 ЙХ ЙХгде и - число тактов.Поскольку измеряемая неличина со 20ответствует первому члену выражения,то второй член выражения характеризует ошибку, которая, как видно иэ формулы, быстро убывает по мере увеличения числа тактов. Фиг. 2 В наглядно25иллюстрирует выигрыш во времени измерения, обеспечиваемый предлагаемымустройством,30 Формула изобретения Устройство для измерения сопротивления изоляции конденсаторон, содержащее источник измерительного напряжения, один вывод которого соединенс одним из зажимов для подключенияизмеряемого объекта, другой зажим дляподключения измеряемого объекта соединен с образцовым резистором, параллельно которому подключены первыйключ и измерительный усилитель, а выход последнего соединен с измерительным прибором, о т л и ч а ю, щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введеныдифференцирующий и дна интегрирующихусилителя, четыре ключа и блок управления, причем второй, третий и четвертый ключи включены параллельно цепи обратной связи дифференцирующегои интегрирующего усилителей, соответственно, вход диФференцирующегоусилителя соединен с выходом измерительного усилителя, а выход через 55последовательно соединенные первыйинтегрирующий усилитель и пятый ключсо входом второго интегрирующего уси"лителя выход последнего соединен с7 другим выводом источника иэмерительного напряжения, управляющие входы ключей соединены с выходами блока управления соответственно,Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе 868632 81. Прибор ТОА. "Электронная техника", сер, 8, вып. 5, 1966.2, Эпштейн С,Л, Иэмерение характе"ристик конденсаторов. Ленинград,868632 заи зам разом г оаз ан д разо фие. 2 Н, Сотниковакарь Составит Гехред Л,актор С, Ю аказ 8317/6 Ужгород, ул. Проектная, 4 ент Филиал ППП ф разеикЗЮН Тираж ВНИИПИ Г по дел 3035, Иос35 Под ударственного коиитет изобретений и открыт а, Ж, Рашевская наб ректор Й. Швьдка исиое СССРй д. 4