Бесконтактный измеритель погонного сопротивления электропроводящих нитей

 

1. БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛ ПОГОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НИТЕЙ, содержащий последова тельно соединенные генератор синусои дального напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общейшиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения , а измерительный конденсатор вы1 2 (Р полнен в виде двух плоскопараллельных электродов, о тличающийс я тем, что, с целью повьпиения точности и чувствительности измерения, в него введены последовательно соединенные генератор косинусоидального напряжения, второй измерительный кон-денсатор и второй измеритель тока, друго вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора косинусоидального напряжения , первый и второй измерительные конденсаторы установлены . соосно а генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений синхронизиров1аi-U ны по фазе и имеют одинаковую амплитуду . 2.Измеритель по п.1, о т л и чающийся тем, что в качестве первого и второго измерителей тока используется сумматор тока. 3.Измеритель поп.1, отличающийся тем, что генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений выполнены в виде трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, причем общая точка обмоток соединена с общей тиной измерителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4 (51) G 01 R 27/02

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ .::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬРПФ (21) 3603038/24-21 (22) 03.06.83 (46) 07.02.85.Бюл.й 5 (72) В.К.Федотов, В.П.Фот, В.10.Тогусов и О.В.Тишевич (53) 621.317.322 (088.8) (56) l. Димитраки С.Н. Неконтактное измерение сопротивления реэистивных иэделий из изолированного провода при намотке. 6. "Измерения, .контроль, автоматизация". ЦНИИТЗИприборостроение, вып.1-2, 1980, с.18-24.

2. Фридман И.Д. Измерение сопротивления и толщины изоляции Микропровода в процессе его изготовления.

"Известия высших учебных заведений.

Приборостроение", 1969, 11 - 11, с. 34-60 (прототип). (54) (57) 1. БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ПОГОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НИТЕЙ, содержащий последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общей. шиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения, а измерительный конденсатор вы„Я0„, 1138763 А полнен в виде двух плоскопараллельных электродов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, в него введены последовательно соединенные генератор косннусоидального напряжения, второй иэмерительйый конденсатор и второй измеритель тока, другой вход которого соединен с общей .шиной измерителя и вторым выходом генератора косинусоидального напряжения, первый и второй измерительные конденсаторы установлены . соосно а генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений синхронизироваа ны по фазе и имеют одинаковую ампли- g туду.

2. Измеритель по п.l, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве первого и второго измерителей тока используется сумматор тока. а

3. Измеритель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений выполнены в виде трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, причем общая точка обмоток соединена с общей шиной измерителя.

1138763

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к электроемкостным методам измерения электрического сопротивления нитевидных электропроводящих материалов, 5 например нитей типа бикарболон, борных, карбидокремниевых и др.

Известно устройство для измерения сопротивления изолированного провода, содержащее измерительную цепь, состоящую из генератора и измерителя тока Pl 1.

В качестве одного токосъемника используется конденсатор. Однако в качестве второго токосъемника исполь-15 зуется гальванический контакт с контролируемым объектом, что снижает зксйлуатационные и метрологические характеристики устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения сопротивления нити, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидально.го напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения,"а измерительный конденсатор вы- 30 полнен в виде двух плоскопараллельных электродов 2 1.

Устройство также требует по крайней мере одного гальванического контакта измерительной цепи с контроли- З5 руемым объектом. Применение конденсатора в качестве токосъемника снижает точность и чувствительность контроля, поскольку эквивалентное сопротивление измерительной цепи бу- 40 дет определяться суммой последовательно включенных измЕряемого сопротивления R и емкостного сопротивлех ния Е токосъемника. Так как Ес ф О и может изменяться в технологичес- 45 ком процессе, . то абсолютная чувствительность при этом снижается в

Z (1 + — -) раз, а относительная

Rx погрешность контроля будет определять-50 ся выражением д2 2

У = — — (1)

Ьй г где d Z — изменение емкостного сопро- g5

С тивления токосъемника;

hR — измеряемое измерение сопро

Х тивления нити.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактный измеритель погонного сопротивления электропроводящих нитей, содержащий последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, измерительный конденсатор и измеритель тока, второй вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора синусоидального напряжения, а измерительный конденсатор выполнен в виде двух плоскопараллельных электродов, введены последовательно соединенные генератор косинусоидального напряжения, второй измерительный конденсатор и второй измеритель тока, другой вход которого соединен с общей шиной измерителя и вторым выходом генератора косинусоидального напряжения, первый и второй измерительные конденсаторы установлены соосно, а генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений синхронизованы по фазе и имеют одинаковую амплитуду, В качестве первого и второго измерителей тока используется сумматор тока.

Генераторы синусоидального и косинусоидального напряжений выполнены в виде трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, причем общая точка обмоток соединена с обцей шиной измерителя.

На фиг. I приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, первый измерительный конденсатор 2, первый измеритель 3 тока, измеряемую электропроводящую нить 4, генератор 5 косинусоидального напряжения, второй измерительный конденсатор 6, второй измеритель 7 тока.

На фиг. 2 приведена упрощенная схема измерителя, поясняюшая его работу. Она содержит генератор 1, измерительный конденсатор 2, измеритель 3 тока, электропроводящую нить 4, погонное 8 сопротивление конт" ролируемой электропроводящей нити, имеющей контакт с общей точкой измерительной цепи.

1!38763

Практические варианты реализации измерителя приведены на фиг.3 и фиг. 4. На фиг. 3 обозначены сумматор 9 тока, источник 10 питания, генераторы синусоидального и косину в 5 соидального напряжения, выполненные в виде трансформатора 11.

На фиг. 4- — первый 2 и второй 6 измерительные конденсаторы включены по мостовой схеме с компенсирующими конденсаторами 12 и 13.

На фиг. 5 приведена зависимость тока измерительной цепи от величины сопротивления нити до точки ее заземления. <5

Генератор 1 синусоидального напря— жения через первый 2 измерительный конденсатор соединен с первым измерителем 3 тока, второй вход которого соединен с общей шиной устройства и другим выходом генератора 1 синусоидального напряжения. Генератор 5 ко-. синусоидального напряжения через второй измерительный конденсатор 6 соединен с вторым измерителем 7 тока, второй вход которого . соединен с общей шиной устройства и другим выходом генератора 5.

Первый 2 и второй 6 измерительные конденсаторы установлены соосно один О за другим.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии измеряемая нить 4 расположена между электродами первого 2 и второго 6 измерительных конденсаторов. При этом на конденсаторы подаются напряжения от генераторов 1 и 5, сдвинутые на

180 . При равенстве амплитуд синусои-40 дального и косинусоидального напряжений, а также .емкостей первого 2 и второго 6 конденсаторов, измеряемая нить 4, находящаяся между электродами измерительных конденсаторов 45

2 и 6, будет находиться под нулевым потенциалом по отношению к общей точке измерительной цепи, то есть — земпи. При этом нулевой потенциал на измеряемой нити будет независимо 50 от того заземлена нить или нет. Следовательно, в устройстве измеряемая нить заземпяется беэ осуществления специального гальванического контакта нити с землей. Я

Поскольку измеряемая нить 4 зеземлеча, то каждую измерительную цепь, состоящую из последовательно включенных генератора 1, конденсатора 2(61 и измерителя 3 (7) тока, можно рассматривать отдельно (фиг.21. Ток в измерительной цепи будет определяться не только амплитудой генератора и емкостью конденсатора, но и величиной сопротивления измеряемой 4 нити от измерительного конденсатора

2 (6 ) до точки заземления. При конт-. роле высокоомных нитей (R ce ) ток в измерительной цепи при внесении нити в конденсатор увеличится. При уменьшении сопротивления нити (R„ -О) часть потока электрического поля будет закорачиваться на нить и ток в измерительной цепи будет уменьшаться. Следовательно, величина в каждой измерительной цепи будет зависеть от величины погонного сопротивления нити 4. Применение в качестве измерителя токов сумматора токов вместо отдельных измерителей в каждой цепи позволит упростить конструкцию и повысить абсолютную чувствительность измерителя.

При выполнении генератора синусоидального и косинусоидального генератора в виде трансформатора автоматически осуществляется равенство амплитуды и синхронизация фазы питающих напряжений. При этом повышается точность контроля и существенно упрощается конструкция измерителя.

Измерение сопротивления нити по мостовой схеме осуществляется следующим образом. Вначале калибруется измеритель тока — сумматор 9 по образцам нити с известным заранее погонным сопротивлением, внесенным в измерительные конденсаторы. Предварительную компенсацию измерительного моста осуществляют с помощью компенсирующих конденсаторов 12 и 13. Затем вносят нить 4 и по показанию измерителя-сумматора 9 судят о погонном сопротивлении нити.

Поскольку измеряемая нить будет . всегда находиться под нулевым потенциалом, то изменение контактного сопротивления нити с общей точкой измерительной цепи не вызовет изменений в работе предлагаемого устройст- ва. А так как нить имеет точку зануления, то показания измерителей токов будут зависеть от величины погонно"

ro сопротивления нити, т.е. сопротивления участка нити между иэмериll38763

Фи.г.4 тельным конденсатором и точкой зануления.

Таким образом, устройство позволя-, ет осуществить бесконтактное измерение погонного сопротивления электропроводящих нитей беэ учета влияния переходного контактного сопротивления, что повьппает точность контроля и чувствительность измерителя.

1138763

Лл

Составитель О. Панчерников

Редактор С.Патрушева Техред С,Мигунова

Корректор Г.Огар

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 10683/36 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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