Измеритель емкости конденсаторов
Патент 1348749
Авторы
Классы МПК
Измеритель емкости конденсаторов
Иллюстрации
Реферат
Изобретение позволяет расширить область применения измерителя емкости конденсаторов. Измеритель содержит тактовый генератор 1, усилитель 2 заряда, источник 10 опорного напряжения , транзисторный ключ 14 и усилитель 15 мощности. Введение масштабного усилителя 3, фильтра 4 нижних частот, распределителя 5 импульсов, двухпозиционных ключей 6-9 и разделительного конденсатора 13 увеличивает число одновременно подключаемых емкостных датчиков. Устройство позволяет , сопоставляя момент опроса каждой емкости с соответствующими импульспыми сигналами, определить принадлежность каждого импульса к измеряемой емкости. При этом по величине импульса оценивается величина конкретной емкости. 1 ил. С (Л rptn г /V 4 11 J2 J 12 Ф Гг дфхС э J Л/ л/ - 77тР,- ТГ ;/ 11 I ll Гг дфхС э J / л/ 7тР,- ТГ ;/ 11 I ll со 00 4: СО
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 27/26
/ I
: /
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4074568/24-21 (22) 09,06.86 (46) 30.10.87. Бюл. М 40 (72) В.М. Суслов и В.С. Дворников (53) 621.317.333(088,8) (56) Патент Финляндии М 57319, кл. G 01 R 27/26, 1979.
Электроника (русский перевод)
1971, 11 17, с, 54-58. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ (57) Изобретение позволяет расширить область применения измерителя емкости конденсаторов. Измеритель содержит тактовый генератор 1, усилитель 2
„„SU„„1348749 А 1 заряда источник 10 опорного напряжения, транзисторный ключ 14 и усилитель 15 мощности, Введение масштабного усилителя 3, фильтра 4 нижних частот, распределителя 5 импульсов, двухпозиционных ключей 6-9 и разделительного конденсатора 13 увеличивает число одновременно подключаемых емкостных датчиков. Устройство позволяет, сопоставляя момент опроса каждой емкости с соответствующими им пульспыми сигналами, определить принадлежность каждого импульса к измеряемой емкости. При этом по величине импульса оценивается величина конкретной емкости. 1 ил.
1348749
Изобретение относится к электроиэмерительной технике, а конкретно к приборам для измерения малых емкостей, и может быть использовано для контроля состояния емкостных датчиков, например датчиков уровня.
Целью изобретения является расширение области применения путем увеличения числа одновременно подклю« ае- 10 мых емкостных датчиков.
На чертеже показана схема выполнения предлагаемого измерителя емкости конденсаторов для четырех емкостных датчиков. 15
Измеритель содержит тактовый генератор 1, усилитель 2 заряда, масштабный усилитель 3, фильтр 4 нижних частот, распределитель 5 импульсов, двухпозиционные ключи 6-9, источник 10 опорного напряжения, клеммы 11 и 12 для подключения измеряемых конденсаторов, разделительный конденсатор 13, транзисторный ключ
14, транзисторный ключ 14, усилитель
15 мощности °
Усилитель 2 заряда содержит опе1рационный усилитель 16, эталонный конденсатор 1/, термостабилиэирующий резистор 18.
4О проходят через измеряемые емкости, а величины каждой с«.«ости в общем
НОСТИ ИЗМЕ РН««ИН ., «.«.I ИСК««ЮНЕКИЛ это го явления к.l««ч 19 с. ткрыв;«ется в про5 к: -, то Обеспечив;«е «
1 .; «ю « I 19 От и««верi-.Hoi
55 р..г>ра 1. При эт: м в ся управлением ныхоца генеи;.Омежутках межр;ющая цепь
«з своей резис«,НОГО СО;-ДИНЕ.- «Оти фильтра «iiIi it,B ) X ЕМ .: С Г
Причем первые клеммы 11 для подключения измеряемых конденсаторов соединены с входом усилителя 2 заряда, а другие клеммы 12 соединены с первыми выводами двухпоэиционных ключей 6-9, вторые выводы которых соединены с выходом источника 10 эталонного напряжения, третьи — с общей шиной измерителя емкости конденсаторов, а их управляющие входы соединены с выходами распределителя 5 импульсов, вход которого соединен с первым выходом тактового генератора
1, второй выход которого соединен с первым выходом тактового генератора
1, второй выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа 19, один выход которого соединен с общей шиной измерителя емкости конденсаторов, выход усилителя 2 заряда через последовательно соединенные масштабный усилитель 3, фильтр
4 нижних частот и разделительный конденсатор 13 соединен с вторым выходом транзисторного ключа 19 и входом усилителя 15 мощности.
Измеритель емкости конденсаторов работает следующим образом.
Тактовые импульсы от генератора
1 поступают на вход распределителя
5, где с поступлением первого импульса появляется сигнал на входе двухпозиционного ключа 6, а при поступлении второго имгульса — сигнал на входе ключа 7, при поступлении третьего — на входе ключа 8, четвертого — на входе ключа 9 и т.д. Двухпозиционные ключи 6-9 формируют им«..ульсь« опроса из:-«еряемых емкостных д,атчиков в моменты по тупления на них управляющих сигналов от распределителя 5. Так как сигналы от расг.ределителя 5 разнесены во времени, то осуществляется временное разделе«-ие контроля измеряемых емкостей.
Так как измеряемые емкости объег,инены по выходу„ образуя смкостную схему сложения зарядов, то усилитель заряда, в такт с опросом каждой измеряемой емкости формирует выходной сигнал, пропорциональный величине данной емкости. Величина этого сигнала пропорц«:снальна величине напряжения источника 10, величине измеряемой емкости и Обратно пропорциональна емкости «талонного конденсатора 17. Последовательность импульсных сигналов с .««ходс« усилителя 2 заряда усиливаетс:я ;.a,.штабным усилителем ". проходит через фильтр 4 нижних частот, где иск«««с «аются высокочас— т Огнь«е флук туации: .. гнала, и через разделительный ко««дс ««<" а гор 13 и усилитель 15 мощности пр ходит на выход устройства. В связи с тем, что опросные импульсы двухпозиционных ключей
СЛУЧаЕ О гГ«ИЧаштСЯ;«РУГ От ДРУГа И изменяют:я во ««реме««««, что характерно для емкост««ых датчикс«в, т, постоянная состаг«.««яю«««ая на ньг.:Оде устройств» меняется по величине, что снижает тОЧНОСтЬ ПЕРЕДаЧИ Нс-JIH×ÈHb« Кажи «ГО импульса и эквиванент««о сниж.нию тачмежутках м жду «прс» ными импул,(JBMH
II закрыв !. гся в и ..енты опроса цатчи«у импульсами инте«р«: фильтра 4 образуется
; «Вной ЦЕПИ И ««,I; -:Ë,«13487
Составитель И,Кринов
Техред М.Ходанич
Корректор Л.Пилипенко
Редактор Ю.Середа
Заказ 185/44
Тираж 729 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK-35, Раушская наб,, д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 и разделительного конденсатора 13 так как выход конденсатора 13 через ключ 19 подключен к общей шине прибора ° Поскольку емкость конденсатора 13 выбирается по величине много
5 больше емкости фильтра 4, то в промежутках между импульсами на емкости разделительного конденсатора 13 выделяется постоянная составляющая напряжения в данном цикле опроса емкостного датчика. При поступлении импульсного сигнала ключ 19 закрывается и на выход передается только величина импульсного сигнала, так 15 как постоянная составляющая на конденсаторе 13 вычитается из общего сигнала, поступающего с выхода усилителя 3. При этом уровень выходного сигнала с разделительного конденсатора 13 всегда отсчитывается от нулевого уровня, так как в момент прихода импульсного сигнала его выходная обкладка имела нулевой потенциал, зафиксированный через ключ 19, Этим обеспечивается точность передачи величины импульсных сигналов, пропорциональных измеряемым емкостям.
Одновременно это исключает временные и температурные дрейфы постоянной составляющей усилителей 2 и 3 и расширяет температурный диапазон работы измерителя в целом.
Сопоставляя момент опроса каждой
35 емкости с соответствующими импульсными сигналами, можно однозначно определить принадлежность каждого импульса к измеряемой емкости и по его величине оценить величину данной емкости. Учитывая циклический характер спроса емкостей, достаточно выделить местоположение первой емкости, а зная цикл обращения и последовательность опроса, можно определить соответствие
45 каждого импульсного сигнала на выходе измерителя всем измеряемым емкос—
49
4 формула изобретения
Измеритель емкости конденсаторов, содержащий генератор прямоугольных импульсов, усилитель мощности, двухпозиционный ключ, один вход которого подключен к общей шине, второй вход— к источнику опорного напряжения, усилитель заряда, выполненный в виде инвертирующего операционного усилителя с обратной связью в виде параллельного соединения эталонного конденсатора и термостабилизирующего резистора, клеммы для подключения измеряемого конденсатора, одна из которых соединена с входом усилителя заряда, а вторая с выходом двухпозиционного ключа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены двухпозиционные ключи, распределитель импульсов, масштабный усилитель, фильтр нижних частот, разделительный конденсатор, клеммы для подключения измеряемых конденсаторов, причем первые дополнительные клеммы для подключения измеряемой емкости соединены с входом усилителя заряда, а вторые — с выходами дополнительных двухпозиционных ключей, вторые выходы которых соединены с общей шиной устройства, входы — с источником опорного напряжения, а управляющие входы двухпозиционных ключей соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых.импульсов, второй выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа, один выход которого соединен с общей шиной устройства, выход усилителя заряда через последовательно соединенные масштабный усилитель, фильтр нижних частот и разделительный конденсатор соединен с входом усилителя мощности и вторым выходом транзисторного ключа.