Устройство для измерения емкостной и активной проводимости

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТНОЙ И АКТИВНОЙ ПРОВОДИМОСТИ, по авт.св. 514247, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены источник стабильного напряжения , два диода, ключ и эталонный двухполюсник, причем источник стабильного напряжения соединен через резистор с катодом первого диода и с одним выходом устройства, анод первого диода соединен с анодом второго диода и с одним из входов ключа, другой вход которого соединен с земляной шиной устройства, а управляющий вход - с выходом фильтра низких частот, катод второго диода через эталонный двухполюсник соединен с илводом эталонного, измерительного плеч, с одним зажимом для подключения измеряеглэго двухполюсника Q и с другим выходом устройства.8 (Л С ю IND о

, SU„„1022074 А

СООЗ СОВЕТСКИХ б нл

РЕСПУБЛИК (Д0 G 01 Н 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Л НФ

@ый.,мфЯНДЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . ".,,":. ; - . р

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 514247 (21} 3399123/18-21 .(22} 19.02.82 (46) 07.06.83. Бюл. 9 21 (72) Б.И.Невзлин, В.П.Погорелов, Н.В.Позднякова и Л.A.Попельнюхова (71) Ворошиловградский машиностроительный институт . (53) 621.317.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 514247, кл G 01 К 27/02, 1973 (прототип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЕИКОСТНОЙ И АКТИВНОЙ ПРОВОДИМОСТИ по авт.св. В 514247, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены источник стабильного напряжения, два диода, ключ и эталонный двухполюсник, причем источник стабильного напряжения соединен через резистор с катодом первого диода и с Одним выходом. Устройства, анод первого диода соединен с анодом второго диода и с одним из входов ключа, другой вход которого соединен с земляной шиной устройства, а управляющий вход — с выходом Фильтра низких частот, катод второго диода через эталонный двухполюсник соединен с об щим выводом эталонного, измерительного плеч, с одним зажимом для подключения измеряемого двухполюсника . и с другим выходом устройства.

1022074

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения емкостной и активной проводимости двухполюсников.

Известно устройство для измерения емкостной и активной проводимости, содержащее генератор, конденсаторы, диоды, эталонные и измерительные плечи, параллельно каждому плечу включен диод, при этом выводы диодов одной полярности подключены к общей точке соединения измерительных и эталонных плеч, второй вывод измерительного плеча заземлен, а второй вывод каждого из эталонных плеч связан с фильтром и через конденсатор — с генера 15 тором f1).

Недостатком известного -устройства является зависимость еro показаний от амплитуды напряжения генераторов, обуславливающая недостаточно высокую 2О точность устройства при работе в течение длительного времени без тарировки и обслуживания.

Цель изобретения - повышение точности измерения устройства. 25

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения емкостной и активной проводимости, содержащее генератор, конденсаторы, фильтры, измерительные и эталонные плечи, диоды, параллельно каждому плечу включен диод, при этом выводы, диодов одной полярности подключены ,к общей точке соединения. измерительного к эталонного плеч, второй вывод каждого из эталонных плеч соединен с фильтром и через конденсатор с генератором, введены источник стабильного напряжения, два диода, ключ, эталонный двухполюсник, причем источник стабильного напряжения соединен 4О через резистор с катодом первого диода и с одним выходом устройства, анод первого диода соединен с анодом второго диода и с одним из входов ключа, другой вход которого соединен с земля-. 45 ной шиной устройства, а управляющий вход — c выходом фильтра низких частот, катод второго диода через эталонный двухполюсник соединен с общим выводом эталонного, измерительного плеч, с одним зажимом для подключения измеряемого двухполюсника и с другим выходом устройства.

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Устройство состоит из генератора

1 высокой -частоты, который подключен через разъединительный конденсатор 2 и эталонное плечо 3 к измерительному плечу 4 и к фильтру 5 нижних частот. 60

К общей точке измерительного и эталонного плеч 4 и 3 подключен эталонный двухполюсник 6 и измерительный двухполюсник 7,. К эталонному двухполюснику 6 подключен катод диода 8, анод 65 которого соединен с одной клеммой ключа 9 и анодом диода 10. Другая клемма ключа 9 заземлена. Управляющий вход ключа 9 подключен к выходу фильтра 5 нижних частот. Катод диода 10 подключен к выходу 11 устройства и через резистор 12 - к источнику 13 стабильного напряжения. Выход фильтра

5 нижних частот является первым выходом 14 устройства, общая точка эталонного плеча 3 и диода 8 - вторым выходом устройства, выход 11 являет-. ся третьим выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 подает напряжение высокой частоты через конденсатор 2 на эталонное плечо 3 и через него на цепочку из эталонного двухполюсника б и ключа 9, а также на измерительное плечо 4 и измерительный двухполюсник 7.

Процесс работы устройства при запертом ключе 9.

В положительный полупериод питающего напряжения диод эталонного плеча 3 заперт, а диод измерительного плеча 4 открыт, заряд, прошедший за полупериод через разъединительный конденсатор 2, пропорционален проводимости эталонного плеча 3. В отрицательный полупериод питающего напряжения диод измерительного плеча 4 заперт, а диод эталонного плеча 3 открыт, заряд, прошедший за полупериод через разъединительный конденсатор 2, пропорционален суммарной проводимости измерительного плеча 4. и измеряемого двухполюсника 7. Если проводимость эталонного плеча 3 и суммарная проводимость измерительного плеча 4 и измеряемого двухполюсника 7 равны, то равны и заряды, проходящие через разъединительный конденсатор 2, и постоянная составляющая напряжения, выделяемая фильтром 5 нижних частот, равна нулю. Полное напряжение источнина 13 стабильного напряжения приложено к выходу 11.

Если сум арная проводимость изме рительного леча 4 и измеряемого двухполюсни а 7 меньше проводимости эталонного плеча 3, на разъединительном конденсаторе 2:появляется воз растающая постоянная составляющая напряжения, выпрямляемая фильтром 5 нижних частот. Эта постоянная составлякщая напряжения открывает ключ

9, ключ 9 подключает эталонный двухполюсиик 6 параллельно измерительному плечу 4 и закорачивает выход 11 устройства через диод 10. Напряжение на выходе 11 устройства практически равно нулю.

При подключении эталонного двух-.

IIGJIIocHHKB б параллельно измерительному плечу 4 их суммарная проводи

1022074

Составитель Л.Сотникова .

Редактор Н.Гунько Техред К,йыцьо . Корректор В. Бутяга

Заказ 4034/37 Тираж 71Î Подписное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 мость превышает проводимость эталонного плеча 3 и постоянная составляющая напряжения на разъединительном кбнденсаторе 2 и соответственно на фильтре 5 нижних частот уменьшаются.

Через некоторое время, обусловленное постоянной времени фильтра 5 нижних частот и соотношением прово- . димостей эталонного и измерительного плеч З.и 4, а также двухполюсников измерительного и эталонного плеч,величина постоянной составлякщей напряжения на фильтре 5 нижних частот уменьшается -до величины, при которой закрывается ключ 9. Ключ 9 .отключает эталонный двухполюсник б от измерительного плеча 4 и-прекрашает шунтирование, выходного напряжения, вслед-. ствие чего вновь появляется стабильное напряжение на жисоде 11 устройства. Проводимость эталонного плеча .

3 вновь становится больше суммарной проводимости измерительного плеча:4 и измеряемого двухполюсника 7. Постоянная составляюшая напряжения на разъединительном конденсаторе 2 начинает возрастать и процесс повторяется. Поскольку скорость изменения напряжения на разъединительном конденсатаре 2 пропорциональна разности проводимости измерительного и эталонного 3 и 4 плеч, то и ширина импульсов. стабильного напряжения на выходе 11 пропорциональна этой разности

Таким образом, величина выходного сигнала на выходе 11 зависит от величины стабильного напряжения (ампли1О туда импульсов) и разности проводимости плеч с эталонным б и измеряеьим

-двухполюсником 7 (ширина импульсовP и не зависит от амплитуды высокочастотного напряжения генератора, что

35 сушественно повышает точность уст-.

"ройства, в особенности при эксплуатации его. в течение длительных промежутков времени. Выходной сигнал можно также снимать в виде пилообразного р напряжения с выхода 14 в виде высокочастотного напряжения с выхода 15, вследствие чего расширяются функцио,нальные воэможности устройства. Таким образом повьааается точность устройст25 ва и одновременно снижаются расходы на его эксплуатацию вследствие увеличения времени работы устройства без обслуживания.