Бесконтактный измеритель погонного сопротивления электропроводящих нитей

Бесконтактный измеритель погонного сопротивления электропроводящих нитей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛ ПОГОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НИТЕЙ, содержащий последова тельно соединенные генератор синусои дального напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общейшиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения , а измерительный конденсатор вы1 2 (Р полнен в виде двух плоскопараллельных электродов, о тличающийс я тем, что, с целью повьпиения точности и чувствительности измерения, в него введены последовательно соединенные генератор косинусоидального напряжения, второй измерительный кон-денсатор и второй измеритель тока, друго вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора косинусоидального напряжения , первый и второй измерительные конденсаторы установлены . соосно а генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений синхронизиров1аi-U ны по фазе и имеют одинаковую амплитуду . 2.Измеритель по п.1, о т л и чающийся тем, что в качестве первого и второго измерителей тока используется сумматор тока. 3.Измеритель поп.1, отличающийся тем, что генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений выполнены в виде трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, причем общая точка обмоток соединена с общей тиной измерителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4 (51) G 01 R 27/02

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ .::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬРПФ (21) 3603038/24-21 (22) 03.06.83 (46) 07.02.85.Бюл.й 5 (72) В.К.Федотов, В.П.Фот, В.10.Тогусов и О.В.Тишевич (53) 621.317.322 (088.8) (56) l. Димитраки С.Н. Неконтактное измерение сопротивления реэистивных иэделий из изолированного провода при намотке. 6. "Измерения, .контроль, автоматизация". ЦНИИТЗИприборостроение, вып.1-2, 1980, с.18-24.

2. Фридман И.Д. Измерение сопротивления и толщины изоляции Микропровода в процессе его изготовления.

"Известия высших учебных заведений.

Приборостроение", 1969, 11 - 11, с. 34-60 (прототип). (54) (57) 1. БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ПОГОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НИТЕЙ, содержащий последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общей. шиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения, а измерительный конденсатор вы„Я0„, 1138763 А полнен в виде двух плоскопараллельных электродов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, в него введены последовательно соединенные генератор косннусоидального напряжения, второй иэмерительйый конденсатор и второй измеритель тока, другой вход которого соединен с общей .шиной измерителя и вторым выходом генератора косинусоидального напряжения, первый и второй измерительные конденсаторы установлены . соосно а генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений синхронизироваа ны по фазе и имеют одинаковую ампли- g туду.

2. Измеритель по п.l, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве первого и второго измерителей тока используется сумматор тока. а

3. Измеритель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений выполнены в виде трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, причем общая точка обмоток соединена с общей шиной измерителя.

1138763

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к электроемкостным методам измерения электрического сопротивления нитевидных электропроводящих материалов, 5 например нитей типа бикарболон, борных, карбидокремниевых и др.

Известно устройство для измерения сопротивления изолированного провода, содержащее измерительную цепь, состоящую из генератора и измерителя тока Pl 1.

В качестве одного токосъемника используется конденсатор. Однако в качестве второго токосъемника исполь-15 зуется гальванический контакт с контролируемым объектом, что снижает зксйлуатационные и метрологические характеристики устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения сопротивления нити, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидально.го напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения,"а измерительный конденсатор вы- 30 полнен в виде двух плоскопараллельных электродов 2 1.

Устройство также требует по крайней мере одного гальванического контакта измерительной цепи с контроли- З5 руемым объектом. Применение конденсатора в качестве токосъемника снижает точность и чувствительность контроля, поскольку эквивалентное сопротивление измерительной цепи бу- 40 дет определяться суммой последовательно включенных измЕряемого сопротивления R и емкостного сопротивлех ния Е токосъемника. Так как Ес ф О и может изменяться в технологичес- 45 ком процессе, . то абсолютная чувствительность при этом снижается в

Z (1 + — -) раз, а относительная

Rx погрешность контроля будет определять-50 ся выражением д2 2

У = — — (1)

Ьй г где d Z — изменение емкостного сопро- g5

С тивления токосъемника;

hR — измеряемое измерение сопро

Х тивления нити.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактный измеритель погонного сопротивления электропроводящих нитей, содержащий последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения, а измерительный конденсатор выполнен в виде двух плоскопараллельных электродов, введены последовательно соединенные генератор косинусоидального напряжения, второй измерительный конденсатор и второй измеритель тока, другой вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора косинусоидального напряжения, первый и второй измерительные конденсаторы установлены соосно, а генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений синхронизованы по фазе и имеют одинаковую амплитуду, В качестве первого и второго измерителей тока используется сумматор тока.

Генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений выполнены в виде трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, причем общая точка обмоток соединена с обцей шиной измерителя.

На фиг. I приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, первый измерительный конденсатор 2, первый измеритель 3 тока, измеряемую электропроводящую нить 4, генератор 5 косинусоидального напряжения, второй измерительный конденсатор 6, второй измеритель 7 тока.

На фиг. 2 приведена упрощенная схема измерителя, поясняюшая его работу. Она содержит генератор 1, измерительный конденсатор 2, измеритель 3 тока, электропроводящую нить 4, погонное 8 сопротивление конт" ролируемой электропроводящей нити, имеющей контакт с общей точкой измерительной цепи.

1!38763

Практические варианты реализации измерителя приведены на фиг.3 и фиг. 4. На фиг. 3 обозначены сумматор 9 тока, источник 10 питания, генераторы синусоидального и косину в 5 соидального напряжения, выполненные в виде трансформатора 11.

На фиг. 4- — первый 2 и второй 6 измерительные конденсаторы включены по мостовой схеме с компенсирующими конденсаторами 12 и 13.

На фиг. 5 приведена зависимость тока измерительной цепи от величины сопротивления нити до точки ее заземления. <5

Генератор 1 синусоидального напря— жения через первый 2 измерительный конденсатор соединен с первым измерителем 3 тока, второй вход которого соединен с общей шиной устройства и другим выходом генератора 1 синусоидального напряжения. Генератор 5 ко-. синусоидального напряжения через второй измерительный конденсатор 6 соединен с вторым измерителем 7 тока, второй вход которого . соединен с общей шиной устройства и другим выходом генератора 5.

Первый 2 и второй 6 измерительные конденсаторы установлены соосно один О за другим.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии измеряемая нить 4 расположена между электродами первого 2 и второго 6 измерительных конденсаторов. При этом на конденсаторы подаются напряжения от генераторов 1 и 5, сдвинутые на

180 . При равенстве амплитуд синусои-40 дального и косинусоидального напряжений, а также .емкостей первого 2 и второго 6 конденсаторов, измеряемая нить 4, находящаяся между электродами измерительных конденсаторов 45

2 и 6, будет находиться под нулевым потенциалом по отношению к общей точке измерительной цепи, то есть — земпи. При этом нулевой потенциал на измеряемой нити будет независимо 50 от того заземлена нить или нет. Следовательно, в устройстве измеряемая нить заземпяется беэ осуществления специального гальванического контакта нити с землей. Я

Поскольку измеряемая нить 4 зеземлеча, то каждую измерительную цепь, состоящую из последовательно включенных генератора 1, конденсатора 2(61 и измерителя 3 (7) тока, можно рассматривать отдельно (фиг.21. Ток в измерительной цепи будет определяться не только амплитудой генератора и емкостью конденсатора, но и величиной сопротивления измеряемой 4 нити от измерительного конденсатора

2 (6 ) до точки заземления. При конт-. роле высокоомных нитей (R ce ) ток в измерительной цепи при внесении нити в конденсатор увеличится. При уменьшении сопротивления нити (R„ -О) часть потока электрического поля будет закорачиваться на нить и ток в измерительной цепи будет уменьшаться. Следовательно, величина в каждой измерительной цепи будет зависеть от величины погонного сопротивления нити 4. Применение в качестве измерителя токов сумматора токов вместо отдельных измерителей в каждой цепи позволит упростить конструкцию и повысить абсолютную чувствительность измерителя.

При выполнении генератора синусоидального и косинусоидального генератора в виде трансформатора автоматически осуществляется равенство амплитуды и синхронизация фазы питающих напряжений. При этом повышается точность контроля и существенно упрощается конструкция измерителя.

Измерение сопротивления нити по мостовой схеме осуществляется следующим образом. Вначале калибруется измеритель тока — сумматор 9 по образцам нити с известным заранее погонным сопротивлением, внесенным в измерительные конденсаторы. Предварительную компенсацию измерительного моста осуществляют с помощью компенсирующих конденсаторов 12 и 13. Затем вносят нить 4 и по показанию измерителя-сумматора 9 судят о погонном сопротивлении нити.

Поскольку измеряемая нить будет . всегда находиться под нулевым потенциалом, то изменение контактного сопротивления нити с общей точкой измерительной цепи не вызовет изменений в работе предлагаемого устройст- ва. А так как нить имеет точку зануления, то показания измерителей токов будут зависеть от величины погонно"

ro сопротивления нити, т.е. сопротивления участка нити между иэмериll38763

Фи.г.4 тельным конденсатором и точкой зануления.

Таким образом, устройство позволя-, ет осуществить бесконтактное измерение погонного сопротивления электропроводящих нитей беэ учета влияния переходного контактного сопротивления, что повьппает точность контроля и чувствительность измерителя.

1138763

Лл

Составитель О. Панчерников

Редактор С.Патрушева Техред С,Мигунова

Корректор Г.Огар

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 10683/36 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5