Измеритель индуктивности

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель , выход которого соединен со своим инвертирующим входом через масштабирукиций усилитель , с одной клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности, с входом одновибратора и первым входом блока управления, опера1.щонный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной связью, выход которого соединен с неинвертируюпрм входом дифференциального усилителя-ограничителя, генератор опорной частоты, выход которого через блок управления подключен к счетчику, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности , в него введен переключатель, причем его управляющий и аналоговые входы соединены, соответственно с 9 выходом одновибратора и другой клеммой для подключения катушки / измеряемой ивдуктивности, а аналоговые выходы - с входом операционного усилителя с резистивной ота с рицательной обратной связью и общей -ШИНОЙ измерителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1(511 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3675509/24-21 (22). 19.12.83 (46) 15.06.85. Бюл. У 22 (72). И.М. Белогурский, С.А. Беляков, А.И. Мартяшин, П.П. Чураков и С.В. Митрохин (71) Пензенский политехнический институт (53) 621.317.334 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 679896, кл. С 01 R 27/26

15. 11. 74.

2. Авторское свидетельство СССР

В 481000, кл. С 01 R 27/26, 15.08.75 (прототип) ° (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТЦ, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которого соединен со своим инвертирующим входом через масштабирующий усилитель, с одной клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности, с входом одновибратора и первым входом блока управления, операционный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной связью, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя, генератор опорной частоты, выход которого через блок управления подключен к счетчику, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен переключатель, причем его управляющий и аналоговые входы соединены, соответственно с выходом одновибратора и другой клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности, а аналоговые выходы — c входом операционного усилителя-с резястивной отрицательной обратной связью и общей .шиной измерителя.

i 161901

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения индуктивности катушек и трансформаторов типа длинной линии, обладающих значительной собственной межвитковой емкостью.

Известен измеритель индуктивности и добротности катушек индуктивности, содержащий генератор пере- 10 менного тока, соединенный через масштабирующий элемент с исследуемой катушкой индуктивности и аналоговыми входами второго и третьего фазовых детекторов, измерительный операционный усилитель с образцовым резистором в цепи обратной связи, вход которого соединен с исследуемой катушкой индуктивности, а выход через опорную цепь с 20 управляющим и аналоговым входом

1 первого фазового детектора и управляющим входом второго фазового детектора, а также с управляющим входом третьего фазового детектора 25 непосредственно, три фильтра нижних частот, входы которых соединены с соответствующими выходами фазовых детекторов, а выходы — через ключи с входами логометра fi) .

Недостаток данного измерителя невысокая точность при измерении индуктивности катушек из-за влияния на результат собственной межвитковой емкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель индуктивности, который содержит дифференциальный усилительограничитель, выход которого соеди- 40 нен со своим инвертирующим входом через масштабирующий усилитель,осуществляю1ций положительную обратную связь, со входом операционного усилителя с резистивной отрицательной 45 обратной связью через катушку измеряемой индуктивности и со своим неинвертирующим входом и с выходом операционного усилителя через последовательно включенные одновибратор 50 и ключ. Выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен также с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты,55 а на третий вход поступает сигнал начала измерений. К выходу блока уп:равления подключен счетчик (2) .

Известный измеритель индуктивности характеризуется низкой надежностью из-за реализации на выходе опера.— ционного усилителя с резистивной отрицательной обратной связью режима предельно допустимого выходного тока при замыкании ключа.

Целью изобретения является повышение надежности измерителя индуктивности катушек.

Цель достигается тем, что в измеритель индуктивности, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которого соединен со своим инвертируюшим входом через масштабирующий усилитель, с одной клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности, с входом одновибратора и первым входом блока управления, операционный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной связью, выход которого соединен с неинвертирующим входом диф— ференциального усилителя †ограничителя, генератор опорной частоты, выход которого через блок управления подключен к счетчику, введен пере,ключатель, причем его управляющий и аналоговые входы соединены соответственно с выходом одновибратора и другой клеммой для подключения катушки измеряемой индуктивности,а аналоговые выходы — с входом операционного усилителя с резистивной отрицательной обратной связью и общей шиной измерителя.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого измерителя.

Измеритель индуктивности катушек содержит дифференциальный усилитель-ограничитель i масштабирующий усилитель 2, операционный усилитель

3, катушку 4 измеряемой индуктивности, одновибратор 5, переключатель 6, блок 7 управления, на один из входов которого поступает сигнал 8 начала измерений, генератор 9 опорной частоты и счетчик 10. Выход усилителя-ограничителя 1 соединен со своим инвертирующим входом через усилитель 2, с управляющим входом переключателя 6 через одновибратор 5 и с аналоговым входом переключателя 6 через катушку 4, а также непосредственно с первым входом блока 7. Аналоговые выходы переключателя 6 соединены соответственно с

1161901 при подключении ее через переключатель 6 к инвертирующему входу усилителя 3 остается практически неизменным, поскольку происходит коммутация участков электрической цепи с одинаковыми потенциалами. Разлагая экспоненциальную функцию в степенной ряд и ограничиваясь двумя первыми членами разложения получим

1о о, пр„, о И = Й

Ес 4, при 4 4

В момент смены знака разности напряжений на входах усилителя-ограничителя 1 напряжение на его выходе за счет положительной обратной связи через усилитель 2 скачком сменит знак и описанный процесс повторя щ,ется. При этом период повторения генерируемых на выходе усилителяI ограничителя 1 прямоугольных импульсов пропорционален индуктивности катушки 4

Т=4К вЂ” . о

Таким образом, использование ком.мутатора на входе операционного уси :лителя позволило снизить величину максимально допустимого выходного тока и тем самым облегчить режим ра боты устройства. общей шиной измерителя и инвертирующим входом усилителя 3 с резистивной отрицательной обратной связью, выход которого соединен с неинвертирующим входом усилителя-ограничителя 1. Выход генератора 9 подключен к второму входу блока 7, выход которого, в свою очередь, соединен с входом счетчика 10.

Работа измерителя происходит следующим образом.

В начальный момент времени напряжение t Å с выхода на инвертирующий вход усилителя-ограничителя поступает через усилитель 2 с коэффициентом передачи — К образуя

Р цепь положительной обратной связи, которая поддерживает усилительограничитель 1 в насыщенном состоя нии. Одновременно это же напряжение поступает на вход одновибратора 5 и катушки 4. Одновибратор 5 срабатывает и подает на переключатель 6 управляющий импульс. При этом в течение времени . значительно овз большем времени t „заряда наибольшей собственной межвитковой емкости катушки 4, последняя через переключатель 6 оказывается подключенной к общей шине измерителя,при- Зб чем усилитель 3 представляет собой неинвертирующий усилитель, охваченный глубокой резистивной отрицательной обратной связью, с близким к нулю выходным напряжением. По окончании импульса одновибратора 5 35 . катушка 4 через переключатель 6 соединяется с инвертирующим входом усилителя 3 с резистивной отрицательной обратной связью. Таким образом к моменту окончания управляющего импульса одновибратора 5 межвитковая емкость катушки 4 оказывается полностью заряженной, что устраняет ее влияние на результат измерения. Следует отметить, что закон изменения тока в катушке 4

При поступлении сигнала 8 начала измерения на блок 7 последний выде ляет импульсы, количество которых определяется частотой следования импульсов, поступающих на блок 7 с генератора 9 и периодом повторения генерируемых на выходе усилителяограничителя -1 прямоугольных импульсов, поступающих также на блок 7.

Выделенные импульсы опорной частоты поступают на счетчик 10, на котором регистрируется и отображается число, равное измеряемой индуктивности катушки.

1161901

Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 39бб/48

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

Составитель Н. Кринов

Редактор М. Бандура Техред А. Кикемезей Корректор М. Розман