Устройство для автоматического измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь конденсатора

 

ÄÄSUÄÄ 1023254

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН . 11 .Q 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВЧ ОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ,,©л 4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3223455/18/23. (22) 26,12,80а (46) 15,06.83, Бюл. % 22 (72) B. Г. Давидович (53) 624..317,332.2(088,8) (.56) 1. Берсудский А. А., ДавидовичВ.Г, цифровой автоматический прибор NUE-4А, Материалы всесоюзной межвузовской конференции, автоматические измерения комп-лексных величин переменного тока АзИНТИ, :Баку, 1968, 2. МДЕ 14А. Цифровые приборы и система для измерения параметров конден» саторов. Под ред. С. Л. Эпштейна.

: М;, ".Сов, радио, 1978, с, 139 (прото» тип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМА ТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ И

ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПОТЕРЬ КОНДЕНСАТОРОВ. содержащее стабилизатор напряйения, генератор переменного напряжения, блок выбора пределов измерения, дифференцирующий каскад, соединенный с . зажимами для цодклю. чения измеряакого конденсатора, блок уравновешивания входы которого соединены с выходамВ блоку выбора пределов

: ирмерения и с выходом дифференцьрующего каскада, а выход « « eo входом нуль-индикатора, выход которого соедйнен со входом блока управления, один выход которого соединен с управлякацим входом блока уравновешивания, о т л и ч а ю m е е: с я тем, что, с целью расширении диана зона измерения параметров конденсаторов при одновременном увеличении пределов рабочего напряжения и снижения потребляемой помощи, в него введено управляемое сопротивление, подключенное входом к выходам стабилизатора найряжения и к одному из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, а выход к входу блока выбора пределов измерении, Е щжчем другой зажим для подключения. измеряемого конденсатора соединен с выходом генератора переменного напряжения, у а другой выход блока управления соединен с управляющим входом стабилизатора Ran- a ряжения.

Ъ

2. Устройство по п. 1, о т л й"ч а в щ е е с я тем, что, управляемое сопротивление выполнено на транзисторе с набо- ром резисторов в цепи амиттера и с уси- М лителем напряжения, включенным в nenb C4 базы. 3Я

Ф

1023

Изобретение относятся к измерительной технике и может быть использовано при создании автоматических измерителей комплексных сопротивлений при подаче на измеряемый объект напряжения поляри- 5 эации.

Известен автоматический мост переиенного тока, в котором последовательно с генератором переменного напряжения в токовую цепь измерительной схемы включен источник поляризующего напряжениястабилизатор напряжения с малым внутренним сопротивлением, что позволяет проводить измерения емкости конденсаторов до k0000 мкФ при подаче на них напря жения поляризацйи f„l) .

H едостаток иизвестного устройства заключается в том, что реализация малого динамического сопротивлении стабилизатора при протекании через него больших пероменных токов требует балластной ак-: тивной нагрузки для создании начального тока, равного амплитуде переменйого тока, протекающего через стабилизатор, так как стабилизатор пропускает ток лишь в одном2 направлении.

Протекание тока в обратном направлении обеспечивается начальным током стабилизатора. Выделяемая на балластной нагрузке мощность возрастает как с уве ЗО

l личением переменного тока, так и с ростом напряжения поляризации. Кроме того, в рассматриваемой измерительной схеме дина мическое сопротивление влияет йа точность измерения при больших величинах емкости.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является прибор для измерения емкости и (ц конденсато- ров, содержащий стабилизатор напряжении, 4р генератор переменного напряжения, блок . выбора пределов измерения и дифференцируюший каскад, соединенные со входами блока уравновешивания (2) .

Недостаток данного устройства состоит 4 в том, что при,изменении а широких пределах рабочего напряжения (например от 0 до 5000 B) конденсатор СФ должвн обеспечить те же предыы по. напряжению и к тому же иметь величину емкости, близкую к измеряемой для обеспечения требуемой чувствительности так как сопротивление конденсатора СФ входит и об» щее внутреннее сопротивление генератора.

Пель изобретения - расширение диапа55 зона измерения параметров конденсаторов при одновременном увеличении пределов рабочего напряжения и снижения потребляемой мощности.

254

Поставленная цель достига,ется тем, что в устройство для автоматического измерения емкости и тангенса угла диэлект-, рических потерь конденсаторов, содержаmee стабилизатор напряжения, генератор переменного напряжения, блок выбора пределов измерения, дифференцирующий каскад, соединенный с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, блох уравновешивания входы которого соединены с выходами блока выбора пределов измерения и с выходом дифференцирующего каскада, а выход со входом нуль-индикатора, выход которого соединен со входом блока управления, один выход которого соединен с управляющим входом блока уравновешивания, введено управляемое сопротивление, подключенное входом к выходу стабилизатора напряжения и к одному из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, а выходом к входу блока выбора пределов измерения, причем другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с выходом генератора переменного напряжения, а другой выход блока управления соединен с управляющим входом стабилизатора напряжения. Управляемое сопротивление выполнено на транзисторе с набором резисторов в цепи эммитера и с усилителем напряжения, включенным в цепь базы.

На фиг. 4 приведена функциональная электрическая схема устройства на фиг.

2 - выходная характеристика стабилизатора напряжения и переменного тока, про текающего через него.

Устройство содержит стабилизатор 1 напряжения, генератор 2 переменного напряжения, измеряемый конденсатор 3, блок 4выбора пределов измерении, дифференцирующий каскад 5, блок 6 уравновешивания измерительной цепи, нуль-орган 7, блок 8 управления, контакты реле

О, управляемое сопротивление L0 и его предпочтительный вариант исполнения в виде транзистора 11, набор резисторов 12 и усилителя напряжения 13, Работа устройства начинается с заряда измеряемого конденсатора. По сигналу пуска с блока 8 управления поступает

Ф команда в стабилизатор 4. напряжения, ° обеспеченный в исходном состоянии, по которой на его выходе устанавливается заданное напряжение, . заряжающее конденсатор 3 через замкнутый на землю контакт реле 9. Ток заряда ограничен схемой защиты стабилизатора 8 напряжения. По окончании. заряда контакты реле 9 переключают сигналом из блока управления 8, 3 102325 возникает переменный ток, создаваемый

Генератором 2 переменного тока. Он про текает через конденсатор 8, стабилизатор 1 и входное сопротивление блока 4.

Величина переменного напряжения на сопротивлении конденсатора, определяющая чувствительность иааерительной цепи, за-.

- висит от уровня переменного напряжения, .выделяемого на внутреннем сопротивлении стабилизатора. напряжения. Внутреннее 1О (динамическое) сопротивление стабилизатора 1 напряжения переменному току мало . для прямой полуволны тока и велико для . обратной полуволны. Подключение и выходу стабилизатора 1 напряжения управля- 15

eMoro сопротивлении 10 (которое являет,ся нелинейным) позволяет уменьшить сопротивление стабилизатора 1 напряжения и для обратной полуволны тока, сделав его равным малому сопротивлению для прямой .. полуволиы. Вследствие этого повышается чувствительность измерительной цепи, и таким образом, ноявлется возможность

: расширения диапазона измеряемых цара. метров. 25

Принцип работы управляемого сопротивлении, реализовано в виде транзистора

11, набора резисторов 12 и усилителя 1З напряжения поясняется на фиг. 2,где показана выходная характеристик стабяпи- 3О затора 1 напряжения и переменный ток, протекающий через него. B момент времени t (через стабилизатор 1 напряжения проходит прямая цолуволна тока ) транзистор 4.1 заперт. В течение времени 2транзистор 11 отпирается полуволной напряже- З5 ния, снимаемого с выхода блока 4 выбо4 4 ра пределов измерения и усиленного усилителем 1З напряжения. Ток:1, протекающий через транзистор 11, устанавливает-. ся равным

g3

U к rn 1 где 0 g — напряжения на выходе усилителя напряжении 1З;

К,1 - сопротивление, включенное в цепь эмиттера.

Таким образом в момент времени tg через стабилизатор 1 напряжения протекает ток 4g и встречный ему ток Хп1 от генератора 2 переменного напряжении. Так как эти токи близки по величине и форме, они взаимно компенсируют др уг друга, и стабилизатор напряжения оказывается разгруженным для обратной полуволны тока.

Ток к не зависит от величины рарочего напряжения, создаваемого стабили затором напряжения. Поэтому рабочее напряжение может регулироваться в широких цредепах и определяться лишь допустимым напряжением, которое можно подавать на измеряемый конденсатор 3.

Уравновешивание измерительной цепи заключается в выравнивании цо величине и фазе напряжений, снимаемых с выхода блока 4 выбора пределов черенин и дифференцирующего каскада 5. Выравни-i

same происходит в блоке 6 уравновеши« вания. В момент равенства напряжение. на выходе нуль-органа 7 равно нулю, и блок 8 управления прекращает подачу сигнала в блок 6. уравновешивания.

1023384

Составитель Jf, Сотникова

РЕдактор М, Веселова Творец С.Мигунова. Корректор В. Горняк

Заказ 4208/30 . Тираж 710 Подпк;ное, ВН КИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4