Автоматическое устройство для измерения характеристик конденсаторов

Автоматическое устройство для измерения характеристик конденсаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Il*

6 ° .», м»:. м" () 480999

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОP СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.07.73 (21) 1942471/26-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.08.75. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 19.01.76 (51) М. Кл. G 01г 27/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР

II0 делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.317.335;

621.317.332.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Дудкин, А. В. Бугров, И. М. Масленников и М. В. Кулаков

Московский институт химического машиностроения (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение может быть применено в измерительной технике для измерения характеристик конденсаторов, а также в системах автоматического управления различными производствами для работы с емкостными преобразователями.

Известно автоматическое устройство для измерения характеристики конденсаторов, содержащее высокочастотный генератор, сопротивление связи, измерительный контур с модулируемым во времени реактивным параметром, модулятор, демодулятор, моторную систему автоподстройки и выходное устройство, контролирующее емкость конденсатора или емкостного преобразователя.

Такое устройство обладает высокой метрологией по отношению к реактивной составляющей высокочастотной проводимости конденсаторов и емкостных преобразователей, однако обладает и серьезными недостатками, которые ограничивают его применение.

Недостатком известного устройства является то, что оно обладает малой чувствительностью к активной составляющей высокочастотной проводимости.

Последнее обусловлено тем, что наличие релейной параметрической модуляции позволяет настроить измерительный контур лишь в «среднем» в резонанс на частоте генератора, т. е. настроить в так называемый «условный» резонанс, что приводит к уменьшению напряжения в контуре по сравнению с напряжением при идеальной настройке контура в резонанс при отсутствии модулирующего наG пряжения, а следовательно, к уменьшению чувствительности по активной составляющей высокочастотной проводимости конденсаторов и емкостных преобразователей.

Для увеличения чувствительности к актив10 ной составляющей проводимости в предлагаемое устройство введены избирательный усилитель, выпрямитель и масштабирующий сумматор, причем вход избирательного усилителя подключен к выходу демодулятора, а вы15 ход подключен одновременно к одному входу масштабирующего сумматора и через выпрямитель к входу блока контроля реактивной проводимости и ко второму входу масштабирующего сумматора, выход которого подклю20 чен к измерительному контуру.

На чертеже показана блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит генератор 1, сопротивление связи 2, измерительный контур 3, 25 содержащий измеряемый конденсатор или емкостной преобразователь 4 и управляемый реактивный элемент 5, демодулятор 6, блок контроля активной проводимости 7, избирательный усилитель 8, вход которого подклюзО чен к выходу демодулятора 6, выпрямитель 9

480999 и сумматор 10, один из входов которого подключен к выходу избирательного усилителя 8, другой к выходу выпрямителя 9, а выход подключен к каналу управления реактивного элемента 5, блок контроля реактивной проводимости 11, вход которого подключен к выходу выпрямителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал частоты ю от генератора 1 через сопротивление связи 2 подается на измерительный контур 3. При настройке измерительного контура 3 в резонанс на частоте генератора 1, напряжение частотой

w, снимаемое с измерительного контура 3 и поступающее через демодулятор 6 на блок контроля активной проводимости 7, будет однозначно определять величину активной составляющей суммарной проводимости контура, а следовательно и емкостного преобразователя или измеряемого конденсатора 4.

Компенсация реактивной составляющей измеряемого конденсатора или емкостного преобразователя 4 и измерение ее основаны на следующем. Соединение элементов схемы: измерительный контур 3, демодулятор 6, избирательный низкочастотный усилитель 8, выпрямитель 9, масштабирующий сумматор 10 образует замкнутый контур, в котором при определенных условиях возникают расходящиеся колебания с частотой, равной частоте избирания о избирательного усилителя 8. Условие возникновения колебаний — коэффициент передачи последовательно соединенных звеньев должно быть больше +1 на частоте избирания усилителя 8. Этому соответствует положение, когда частота генератора больше (при непнвертирующем усилителе) нли меньше (прп инвертирующем усилителе), чем резонансная частота измерительного контура

3. Генерируемый в замкнутом контуре сигнал частотой 2, снимаемый с выхода избирательного усилителя 8 детектируется выпрямителем 9 и суммируется на масштабирующем сумматоре 1О с частью выходного сигнала избирательного усилителя 8, после чего подается на управляемый реактивный элемент

5. Очевидно, что сигнал с выхода сумматора

10 содержит постоянную составляющую, которая определяется расстройкой частоты измерительного контура относительно частоты генератора, а следовательно и реактивной составляющей проводимости измеряемого конденсатора или емкостного преобразователя 4, подключенного к измерительному контуру 3, Постоянная составляющая изменяет емкость реактивного элемента 5 (увеличение постоян5

4 ной составляющей уменьшает емкость варикапа), в результате чего резонансная частота измерительного контура с точностью до малой величины становится равной частоте генератора. При частоте генератора, равной или меньшей (при неинвентирующем усилителе ) или большей (при инвертирующем усилителе), чем резонансная частота контура коэффициент передачи контура на частоте избирания становится отрицательным или равным нулю и колебания срываются, что приводит к увеличению емкости реактивного элемента 5 и снижению резонансной частоты измерительного контура (при инвертирующем усилителе необходимо чтобы емкотсь варикапа, реактивного элемента, в этом случае уменьшалась, что достигается переключением выхода выпрямителя 9 на инвертирующий вход масштабирующего сумматора 10.

Таким образом, при малейшем отклонении частоты контура от частоты генератора колебания возникают или срываются (увеличиваются или уменьшаются) и контур настраивается в резонанс на частоте генератора. Напряжение снимаемое с измерительного контура 3 и поступающее через демодулятор 6 на блок контроля активной проводимости 7 в момент равновесия является однозначной мерой активной составляющей высокочастотной проводимости измеряемого конденсатора 4, а напряжение снимаемое с выхода выпрямителя

9 и поступающее на блок контроля реактивной проводимости 11 в момент равновесия является однозначной мерой емкости измеряемого конденсатора или емкостного преобразователя 4.

Предмет изобретения

Автоматическое устройство для изме ения ре характеристик конденсаторов, содержащее генератор высокой частоты, выходом соединений с измерительным контуром и через демодулятор с блоком контроля активной проводимости, и блок контроля реактивной проводимости, отлича ощееся тем, что, с целью увеличения чувствительности к активной составляющей проводимости, в него введены избирательный усилитель, выпрямитель и масштабирующий сумматор, причем вход избирательного усилителя подключен к выходу демодулятора, а выход подключен одновременно к одному входу масштабирующего сумматора и через выпрямитель к входу блока контроля реактивной проводимости и ко второму входу масштабирующего сумматора, выход которого подключен к измерительному контуру.

480999

Составитель А. Бугров

Редактор С. Байкова Техред Л. Казачкова Корректор T. Миронова

Заказ 7938 Изд. Хо 1736 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Череповецкая городская типография