Универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивления катушек индуктивности

Универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивления катушек индуктивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н1>748286 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0206.78 (21) 2623186/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80 Бюллетень Мо26

Дата опубликования описания 1 5 0 7.80 (Я)М. Кл.

G 01 R 27/26

Н 03 К 13/20

Государственный комитет.СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК

621. 317. .33(088.8) (72) Авторы изобретения

О,Л. Николайчук и Ю, В. Рево

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) 3а яв итель (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕPHTEËЬ ЕМКОСТИ И ПРОВОДИМОСTH

КОНДЕНСАТОРОВ, ИНДУКТИВНОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ

КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в электроиэмерительных приборах и системах.

Известен преобразователь параметров комплексных сопротивлений, образующих замкнутую цепь, в электрические сигналы, содержащий источник синусоидального напряжения, масштабирующий элемент, измерительный операционный усилитель с катушкой индуктивности и образцовым резистором . в цеци обратной связи, опорный операционный усилитель в режиме дифференциатора (1) .

Недостатками укаэанного преобразователя являются зависимость результата измерения от нестабильности амплитуды и частоты генератора 2() переменного тока, а также измерение только индуктивности по последовательной схеме замещения иэ-за трудностей, связанных с обеспечением ус» тойчивости активного дифференциатора.25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель индуктивности и добротности катушек индуктивности, содер" жащий генератор синусоидального напряжения, преобразователь ток-напряжение, опорный усилитель в режиме дифференциатора, три фаэочувствительных детектора, три фильтра нижних частот, три ключа и логометр 12) .

Недостатком этого измерителя является трудность реализации режима измерения еще и такого объекта измерения, как конденсатор, связанная с обеспечением устойчивой работы узлов схемы.

11ель изобретения — расширение

Функциональных возможностей.

Она достигается тем, что в универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивления катушек индуктивности, содержащий генератор синусоидального напряжения, преобразователь ток-напряжение, вход которого соединен с одной входной клеммой измерителя, опорный усилитель в режиме дифференциатора, выход которого соединен с измерительным входом первого фаэочувствительного детектора, три фазочувствительных детектора, выходы которых через фильтры нижних частот и ключи соединены со входами логометра, введены генератор синусо748286 йдального тока, три уйравляеьых ключа, масштабный усилитель, усилительограничитель, генератор импульсов, компаратор, логический элемент И, счетный триггер, причем выходы генераторов синусоидального напряжения и тока соединены с измерительными вхо,дами первого управляемого ключа, выход которого соединен с другой входной клеммой измерителя и-со входом

,асштабного усилителя, выходы преобразователя ток-напряжение и масштабного усилителя через второй и третий управляемые ключи соединены со входами опорного усилителя в режиме интегратора и усилителя-ограничителя, выход усилителя-ограничителя соединен с управляющими входами трех фаэочувствительных детекторов, измерительный вход второго фа зочувствительного детектора соединен со входом опорного усилителя, измерительный вход третьего фаэочувствительного детектора соединен со входом усилителя-ограничителя, выход первого фильтра нижних частот соединен со входом компаратора,выход. . которого соединен с одним из входов логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход логического элемента И соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с управляющими входами трех управляемых ключей.

На чертеже приведена функциональная схема универсального измерителя.

Она содержит генератор 1 синусоt0

35 нусоидального тока, управляемые ключи 3, 4, 5, объект б измерения, преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель 8, опорный усилитель 9 в режиме интегратора, усилитель-ограничитель 10, фазочувствительные детекторы 11, 12, 13, фильтры 14, 15, 16 нижних частот, ключи

17, 18, 19, логометр 20, компаратор

21,генератор 22 импульсов, логический элемент 23 И, счетный триггер

24, резистор 25.

Универсальный измеритель работает следующим образом.

Объект б измерения может представлять собой катушку индуктивности по последовательной схеме замещения с реактивным и активным сопротивлениями соответственно uL x u R „, а также конденсатор по параллельной схеме замещения с реактивной и,активной проводимостями и> С х и G x .

В качестве объекта б измерения включен конденсатор, а управляемые ключи 3, 4, 5 находятся в положении а. Напряжение с генератора 1 синусоидального напряжения через управляемый ключ 3 подается на объект 6 из мереййя и на вход масытабного усили теля 8. С выхода масштабного усили40

55

d0 б5 идального напряжения, генератор 2 си теля 8 через управляемый ключ 5 напряжение поступает на вход усилителя-ограничителя 10, где преобразуется в синфаэный меандр, поступающий на управляющие входы фазочувствительных детекторов 11, 12, 13. Одновременно напряжение с выхода масштаб ного усилителя 8 поступает на измерительный вход фазочувствительного детектора 13,далее через фильтр 16 ниж. них частот и ключ 19 поступает на один из входов логометра 20.Кроме того,напряжение с объекта б измерения через преобразователь 7 ток-напряжение и управляемый ключ 4 поступает на измерительный вход фазочувствительного детектора 12 и на опорный усилитель в режиме интегратора 9. С выхода фазочувствительного детектора

12 через фильтр 15 нижних частот и ключ 18 оно поступает на один из входов логометра 20. Одновременно с этим напряжение с выхода опорного усилителя 9 через фазочувствительный детектор 11, фильтр 14 нижних частот, ключ 17 поступает на один из входов логометра 20. Измеренные с

IIoMoIt ью логометра 20 отношения напряжений, по"тупивших с фильтров 15 и

16, 14 и 16, пропорциональны соответственно проводимости утечки C и емкости С измеряемого конденсатора и не зависят ст амплитуды и частоты генератора 1 синусоидального напряжения. При измерении параметров катушек индуктивности управляемые ключи 3, 4, 5 будут наХодиться в положении б, а объект 6 измерения будет представлен последовательной схемой замещения. Так с генератора 2 синусоидального тока будет проходить через параллельное соединение объекта б измерения и резистора 25, так как входы масштабного усилителя 8 и преобразователя 7 ток-напряжение находятся под нулевым потенциалом, благодаря глубокой отрицательной обратной связи. Получение напряжений, поступающих на входы логометра 20, производится с помощью фазочувствительных детекторов 11, 12, 13 и фильтров

14, 15, 16 нижних частот так же, как и при измерении параметров конденсаторов. При этом отношения напряжений, измеренные с помощью логометра.

20, пропорциональны индуктивности L и сопротивлению й„объекта 6 измерения, не зависят от измерений амплитуды и частоты генератора 2 синусоидального тока ° Управление состоянием ключей 3, 4, 5 производится asтоматически в зависимости от объекта 6 измерения. Если ключи 3, 4, 5 находятся в положении а, а в качестве объекта 6 измерения подключена катушка индуктивности, то напряжение на выходе .фильтра 14 нижних частот изменит знак на отрицательный, при этом изменится выходное напряжение

748286 компаратора 21 и импульс с генератора 22 пройдет через логический элемент 23 И на счетный нход триггера

24. Триггер 24 изменит свое состояние на противоположное и ключи 3, 4, 5 переключатся в положение б, сост- 5 ветствующее режиму измерения индуктивности по последовательной схеме замещения. При этом напряжение на выходе фильтра 14 нижних частот опять изменит знак, изменится знак и на выходе копаратора 21, при этом следующий импульс с генератора 22 на триггер 24 не пройдет. Схема будет находиться в этом состоянии пока нновь не изменится нид объекта 6 измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в одной структуре измерить параметры конденсаторов и катушек индуктинности. При этом всегда выполняются условия устойчивости как схемы в целом, так и отдельных узлов, благодаря отсутствию активных дифференциаторов.

25 формула изобретения

Универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивления катушек индуктивности, содержащий генератор си- 30 нусоидальнбго напряжения, преобразователь ток-напряжение, вход которого соединен с одной входной клеммой измерителя, Опорный усилитель в режиме

:дифференциатора. выход которого сое- 35 динен с измерительным входом первого фазочувствительного детектора три фазочувствительных детектора, выходы которых через фильтры нижних частот и ключи соединены со входами ло- 40 гометра,отличающийся тем, что,с целью расширения функциональных нозможностей,в него введены генератор синусоидального тока, три управляемых ключа., масштабный усилитель, уси- литель-ограничитель, генератор импульсов, компаратор, логический элемент И, счетный триггер, причем выходы генераторов синусоидального напряжения и тока соединены с измерительными входами первого управляемого ключа, выход которого соединен с другой входной клеммой измерителя и со входом масштабного усилителя, выходы преобразователя ток-напряжение я масштабного усилителя через второй и третий управляемые ключи соединены со входами опорного усилителя в режиме интегратора и усилителя-ограничителя, выход усилителя-ограничителя соединен с управляющими входами трех фаэочувствительных детекторов, измерительный вход второго фазочувствительного детектора соединен со входом опорного усилителя, измерительный вход третьего фазочувствительного детектора соединен со входом усилителя-ограничителя„ выход первого фильтра нижних частот соединен со входом компаратора, выход которого соединен с одним иэ входов логического элемента И, другой вход которого сбединен с выходом генера тора импульсон, выход логического элемента И соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с управляющими входами трех управляемых ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 390472, кл. G 01 A 27/00, 09.11.71.

2. Анторское свидетельство СССР по заявке 9 2075394/18-21, 13,01 78 °