Устройство для определения параметров конденсатора
Изобретение относится к измерительной технике. Цель - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения. Она достигается тем, что в устройство для определения параметров конденсатора (к), содержащее управляемый генератор тока 3, повторитель напряжения (и) 5 и пороговый блок б, введены источник И смещения 2, ограничитель Н 4, включающий компаратор 7, резисторы (Р) 8-10, переменные Р 11, 12, переключатель 13, измеритель длительности импульсов 14. В описании изобретения даны математические выражения для расчета параметров измеряемого К. Устройство может быть использовано при контроле параметров конденсаторов по параллельной схеме , замещения. 1 ил.
СОЮЗ СО8ЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„,SU, 12854
А1 (51) 4 G 01 R 27/26
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
1 ю д .. .:
В
Т
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д К А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь;: (21) 3902638/24-21 (22) 31.05,85 (46) 23.01.87. Вюл. № 3 (72) H. И. Афонин (53) 621.317,335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 105 1459, кл . G 01 R 27/26, 19р3.
Авторское свидетельство СССР
¹ 612187, кл. G 01 R 27/26, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель — расширение функциональных воэможностей и повышение точности измерения, Она достигается тем, что в устройство для определения параметров конденсатора (К), содержащее управляемый генератор тока 3, повторитель напряжения (Н) 5 и пороговый блок 6, введены источник Н смещения 2, ограничитель
Н 4, включающий компаратор 7, резисторы (P ) 8-10, переменные P 11, 12, переключатель 13, измеритель длительности импульсов 14. В описании изобретения даны математические выражения для расчета параметров измеряемого К. Устройство может быть использовано при контроле параметров конденсаторов по параллельной схеме замещения. 1 ил. Щ
1 128540
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле параметров конденсаторов по параллельной схеме замещения . 5
Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей и повышение, стабильности измерения., На чертеже представлена схема устройства для определения параметров 10 конденсатора.
Устройство содержит клеммы 1 для подключения исследуемого конденсатора, источник 2 напряжения смещения, управляемый генератор 3 тока, ограни- 15 читель 4 напряжения, повторитель 5 напряжения, пороговый блок 6, включающий компаратор 7 и резисторы 8-10, переменные резисторы 11 и 12, переключатель 13 и измеритель 14 длитель-20 ности импульсов.
Одна из клемм 1 для подключения измеряемого конденсатора подключена к источнику 2 напряжения смещения, а другая - к выходу управпяемого генератора 3 тока, к ограничителю 4 напряжения и через повторитель 5 .напряжения к сигнальному входу порогового блока 6. Пороговый блок 6 состоит из компаратора 7 и резисторов 8 и 9, общая точка соединения которых соединена с неинвертирующим входом компаратора 7, а противоположные выводы резистора 8 — с сигнальным входом порогового блока 6, а резистора 9 - с управляющим входом порогового блока 6. Инвертирующий вход компаратора 7 .соединен через резистор 10 с общей шиной, НеинвертиРующий и инвертирующий выходы компа- 40 ратара 7 через первый и второй переменные резисторы 11 и 12 соответственно соединены с общей шиной, ПодвижньЫ контакт первого переменного резистора соединен с управляющим вхо- 45 дом порогового блока 6, подвижный контакт второго переменного резистора 12 соединен с входом управляемого генератора 3 тока. Неинвертирующий выход порогового блока 6 соединен с 0 одним иэ контактов переключателя 13, а инвертирующий выход — с вторым контактом переключателя 13, подвижный контакт переключателя 13 соединен с входом измерителя 14 длительности им- 55 пульсов„
Устройство для определения параметров конденсатора работает следующим образом.
1 2
После подачи напряжения питания устанавливают необходимую величину положит ел ьно го напряжения на выходе источника 2 напряжения смещения. Измеряемый конденсатор начинает быстро заряжаться ограниченным током источника 2 напряжения через ограничитель
4 напряжения, На ограничителе 4 напряжения устанавливается положительный потенциал, равный по ве.личине падению напряжения на открытом диоде. Так как этот потенциал больше по величине напряжения порогового уровня срабатывания блока 6, то он устанавливает пороговый блок 6 в положение, при котором на его выходе появляется сигнал отрицательной полярности, Этот сигнал, воздействуя на вход управляемого генератора 3 тока через переменный резистор 12, вызывает на его выходе отрицательное направление тока. Когда ток заряда от источника 2 напряжения смещения прекратится, измеряемый конденсатор начинает разряжаться ранее установившимся отрицательным выходным током управляемого генератора 3 до момента достижения потенциала на выходе повторителя 5 напряжения отрицательного порогового уровня срабатывания блока 6. После ср абатывания пороговый блок 6 меняет полярность на своем неинвертирующем выходе на противоположную, что приводит к изменению направления тока на выходе генер атор а 3. Из меря емый конденсатор начинает снова заряжаться, но теперь уже выходным током генератора 3. Когда потенциал на выходе повторителя 5 напряжения достигает положительного порогового уровня срабатывания блока 6, процесс повторяется и схема переходит в режим автоколебаний .
Переменным рез истором 1 1 устанавливают величину напряжения порога срабатывания блока 6, а резистором
12 — величину выходного тока управляемого генератора 3.
Длительность Т заряда от момента t< до момента t при измерении напряжения на емкости от П -U äî
П +U определяет ся выражением и
2Up Ñх
=С (i)
Uc i х где U — напряжение смешения источс ника 2;
1".8540 ) (3) 50
U — напряжение порога срабатыtC вания по сигнальному входу блока 6; выходной ток генератора 3, Длительность разряда емкости
2 от момента. времени t до момента врег мени 1 при изменении напряжения на ней о т U „+U до Uä„-)) д определяется выражением
2U С„
= — а — "- —. з г +U, R„
Выражения (1) и (2) справедливы при успоаНН U<Ä -"си " rye ))с =
=i R „— напряжение на конденсаторе, что вполне ыполн ется на практике. )5
Используя выражения (1) и )2), получим: длительность периода колебаний напряжения на конденсаторе при наличии сопротивления потерь 20
Т= i+ 1=Т,---1
2 о ) <)21 где То — длительность периода колебаний напряжения на конденсаторе при отсутствии сопротивления потерь, равная
4 U4 Сх
Т, =- — —.--- (4)
0 ) г
Ы вЂ” коэффициент, равный
Ucv, d =
1г ) х разность длительностей импульсов .То дТ- л
1 2 )-с1 (6) а также произведение длительности 35 импульсов
То
Т
4() — с12) (7)
Решая совместно уравнения (3) и (6 ), получим 40 л- л, г (8) л +л
%
Решая совместно уравнения (3) и (7), получим;, Т /4 =-- -- -. (9) 45 о л-+ w< °
1 2
Используя формулы (3), (5) и (4), (9), получим выражения для определеления параметров измеряемого конденсатора: сопротивление потерь (" + 12) ))сМ ()o)
)л )
1 г с ток утечки
1+ г емкость г r<
С„=- —.— -г — 1 (12) ("1+ ) ))а постоянную времени — т) U> ()3) тангенс угла потерь
To (z1 — t2) 4Uq
С(17)СМ
С помощью переключателя 13, подключая поочередно измеритель )4 длительности импульсов к инвертирующему и неинвертирующему выходам порогового блока 6, измеряем значения длительности положительных импульсов 1
И 1
Подставляя в формулы (10),. ()1), (12), (13) и (14) измеренные значения длительностей импульсов 1. и а также значения параметров элементов схемы U » i,, U„, получим необходимые параметры измеряемого конденсатора. (14) Фор мул а из о бр е т ения вого блока и с другим контактом переключателя, подвижный контакт первого переменного резистора подключен к управляющему входу порогового блока, подвижный контакт второго переменного резистора подключен к входу
Устройство для определения параметровв конденсатор а, содержащее управляемый генератор тока и клеммы для подключения конденсатора, общий вывод которых соединен через повторитель напряжения с сигнальным входом порогового блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения, в него введены источник напряжения смещения, ограничитель напряжения, два переменных резистора, переключатель и измеритель длительности импульсов, причем выход управляемого генератора тока и одна из клемм для подключения исследуемого конденсатора соединены с первым выводом ограничителя напряжения, а другая клемма — с первой шиной источника напряжения смещения, вторая шина которого соединена с вторым выводом ограничителя напряжения, с первыми выводами переменных резисторов и с общей шиной, второй вывод первого переменного резистора соединен с неинвертируюшим выходом порогового блока и с одним из контактов переключателя, второй вывод второго переменного резистора соединен с инвертирующим выходом порого5 1 285401 6 управля.емого генератора тока, а под- чен к измерителю длительности имвижный контакт переключателя подклю- пульсов.
Составитель Н. Кринов
Редактор С, Пекарь Техред И.Попович Корректор Е. Сирохман
Заказ 7639/47 Тираж 730 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
