Устройство для измерения емкостей конденсаторов

 

Использование: в области измерения емкостей конденсаторов при отбраковке конденсаторов при массовом производстве. .Сущность изобретения: устройство содержит клеммы для подключения выводов измеряемой емкости конденсатора Сх, общую шину, источник тока, размыкающий контакт, преобразователь напряжения в напряжение, выходную шину. Устройство позволяет уменьшить время измерения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/26

fOE ПАТЕНТНОЕ

CCP

СР) АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г1<С г: (1 о л

f1 P к

СО (л) 4

М ф.

М с к р я е в

B вг

21) 4671825/21

22) 03.04.89

46) 30,08.93. Бюл. N 32

75) В.И.Турченков

56) Эпштейн С.И, Измерение.характеоитик конденсаторов. М,-Л.: Энергия, 1965, с.

14 — 216.

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМОСТЕЙ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относи1ся к измерительй н импульсной технике и предназначено я формирования выходного напряжения, опорционального емкости измеряемого нденсатора.

Целью изобретения является уменьшее времени измерения.

На фиг.1 показана функциональная ема устройства для измерения емкостей нденсаторов; на фиг.2 — переходные хактеристики функциональных блоков, поняющих работу устройства для измерения кости конденсаторов; на фиг.3 — пример полнения преобразователя напряжения напряжение, обратно пропорциональное одному, На фиг,1 показаны клеммы 1 и 2 для ключения выводов измеряемой емкости денсатора Сх, первая 1 иэ которых сое ена с общей шиной 3, а вторая 2 — с одом источника 4 тока, реле времени 5, .„.. Ж„„1837243 А1 (57) Использование: в области измерения емкостей конденсаторов при отбраковке конденсаторов при массовом производстве, . Сущность изобретения: устройство содержит клеммы для подключения выводов измеряемой емкости конденсатора С>, общую шину, источник тока, размыкающий контакт, преобразователь напряжения в напряжение, выходную шину. Устройство позволяет уменьшить время измерения. 3 ил, размыкающий контакт 6, блок 7 выборки и хранения, преобразователь 8 напряжения в напряжение, обратно пропорциональное входному, выход которого соединен с выходной шиной 9 устройства, вход — с выходом блока 7 выборки и хранения, первый вход которого соединен с.клеммой 1 и с первым выводом раэмыкающего контакта 6, второй вход —.с клеммой 2 и с вторым выводом размыкающего контакта 6, вход управления — с выхсдом реле времени 5, вход которого соединен с сигналом воздействия

10.

На фиг,3 показаны преобразователь 11 напряжения в ток. преобразователь 12 тока в сопротивление, выходная шина 9, резистор 13 и источник постоянного напряжения 14.

Преобразователь тока в напряжение содержит операционный усилитель 15, выход которого соединен с затворами полевых

1837243 транзисторов 16 и 17, и шину 19 установки коэффициента преобразования.

Назначение реле времени 5 заключается о том, что его запуск осуществляется с одновременным размыкэнием раэмыкающего контакта 6 от воздействия по сигналу

10, который может быть как механический, так и электронный, и оно спустя некоторое заданное значение формирует иа своем выходе импульс управления. Сигнал запуска

10 люжет быть кратковременным или же длительным, т.е, больше времени формирования на выходе реле 5 времени импульса.

Назначение блока 7 выборки и хранения эаклсочается в том, что после поступления на его вход управления импульса иа его выходе устанавливается, а затем хранится, величина напряжения, равная величине напряжения на его входе в момент поступления на его вход управления импульса. 20

Назначением преобразователя 8 напряжения о напряжение, обратное величине входного,является формирование иа выходе величины напряжения, обратно пропорционального входному напряжению. 25

Работа устройства для замера емкости конденсатора заключается в следующем.

В отсутствие сигнала управления 10 ток

0Т источника 4 тока через замкнуlblA контакт 6 отекает в общую шину 3, величина 30 напряжения с выхода блока 7 выборки и хранения соответствует предыдущему такту измерения.

В л омент времени t< поступил сигнал воздеиствия 10, вследствие чего разомкнул- 35 ся контакт 6 и запустилось реле 5 времени.

Размыкающий контакт 6 может быть как механическим, например в виде размыкающей кнопки, так и электронным, например выполненным на транзисторах, так и сигнал 40 управления 10 может быть механическим или электрическим.

После размыкания контакта 6 ТоК от источника 4 тока начинает протекать через клемму 2, .измеряемый конденсатор Сх, 45 клемму 1 на общую шину 3.

По мере протекания тока через конденсатор Сх он заряжается и напряжение на иам увеличивается. В идеальном случае, косда источник. сока 4 с большим внутрен- 50 ним сопротивлением, напряжение на конденсаторе Сх нарастает по линейному закону Uc, как показано,ча фиг,2, Чем более емкость конденсатора С>, телс более медленнее происходит нараста- 55 ние напряжения между обкладками измеряемого конденсатора, т.е, напряжение на измеряемом конденсаторе нарастает обратно пропорционально емкости измеряемого конденсатора С .

Через интервал времени, заранее заданный, с выхода реле 5 времени сформировался выходной импульс, от которого по входу управления на выходе устройства 7 выборки и хранения сформировалось напряжение, величина которого равна величине напряжения U иа его входе в момент времени tz, Далее эта величина напряженияиа выходе устройства 7 выборки и хранения остается постоянной, и это напряжение Ит подается иа вход преобразователя 8 напряжения в напряжение, обратно пропорциональное входному, в связи с чем выходное

1 напряжение Usс выхода блока 8 и на выходной шине 9 0вцх9 оказывается пропорциональным величине емкости измеряемого конденсатора Сх. Подстроив время работы реле 5 времени или же скорректировав величину тока от источника 4 тока, который, в частности, может иэ себя представлять источник постоянного напряжения с последовательно включенным резистором, можно установить равенство величины выходного напряжения величине емкости измеряемого конденсатора, например 1 B выходного напряжения соответствует емкости измеряемого конденсатора 1 мкФ, тогда при емкости измеряемого конденсатора, например, о 10 мкФ, выходное напряжение будет равно 10 Б и т.д, На фиг,3 показан пример выполнессия преобразователя 8 напряжения в напряжение, обратно пропорциональное оходиому.

Входное напряжение поступает на преобразователь 11 напряжения в ток, нэ выходе которого формируется ток, величина которого прямо пропорциональна входному напряжению Ут, преобразователь 12 тока в сопротивление предназначен для формирования выходного сопротивления, величина которого в обратной зависимости от величины входного тока, Ток резистора 13 от источника постоянного напряжения 14, протекая через выходное сопротивление преобразователя 12, формирует иа его выходе напряжение, пропорциональное величине сопротивления на выходе преобразователя 12, а так как величина выходного сопротивления с преобразователя 12 находится в обратной зависимости к входному напряжению на входе преобразователя 11, то выходное напряжение на шине 9 формируется также в обратной зависимости от величины напряжения на входе преобразователя

11, На фиг.3 приведен пример выполнения преобразователя 12 тока в сопротивление, выполненного иа операционном усилителе

15 и двух полевых транзисторах 16 и 17, 1837243

Полевые транзисторы 16 и 17 подбиратся с равными или почти равными харакеристиками, Работа преобразователя 12 заключаетя в том, что входной ток подается на злекрод транзистора 16 и одновременно на ервый вход операционного усилителя 15, ыход которого соединен с затвором полеого транзистора и является управляющим ля указанного транзистора, образуя глубоую отрицательную обратную связь, котоая стремится формировать напряжение на ервом входе операционного усилителя, авное напряжению Оу на его втором вхо-. е. При изменении входного тока, йапример

ro увеличении, для того, чтобы поддержать

«апряжение на его первом входе неиэменым, с выхода операционного усилителя изеняется напряжение таким образом, что опротивление между стоком и истоком ранзистора 16 уменьшилось настолько, то падение напряжения на его злектро ах оказалось равным напряжению. А так ак транзисторы 16 и 17 использованы с динаковыми характеристиками и на их за ворах имеются одинаковые напряжения, "ro и сопротивления между их электродами ток-исток также одинаковые. Если ток ходной уменьшился,то сопротивление по налогии с рассмотренным между стоком и стоком транзистора 16 и, как следствие, ежду истоком и стоком транзистора 17 увеичивается. Таким образом формируется выходное сопротивление, величина которого находится в обратной зависимости от величины входного тока.

Формула изобретения

5 1. Устройство для измерения емкостей ,конденсаторов, содержащее клеммы для подключения измеряемой емкости, одна из которых соединена с выходом источника тока, а другая — с общей шиной, о т л и ч а10 ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения, в него дополнительно введены реле времени, размыкающий контакт, блок выборки и хранения, преобразователь напряжения в напряжение, обратно

15 пропорциональное входному, выход которого соединен с выходной шиной, а вход — с выходом блока выборки и хранения, первый вход которого соединен с первой клеммой для подключения измеряемой емкости и с

20 первым выводом раэмыкающего контакта, второй вход — с второй клеммой для подключения измеряемой емкости и с вторым выводом размыкающего контакта, выход реле времени соединен с управляющим входом

25 блока выборки и хранения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что преобразователь напряжения в напряжение, обратно пропорциональное входному, выполнен в виде последова30 тельно соединенных преобразователя напряжения в ток, преобразователя тока в сопротивление, резистора и источника постоянного напряжения.

1837243

z> 4 О

Составитель В. Турченков

Редактор М. Кузнецова,Техред М.Моргентал Корректор fl. Гереши

Заказ 2863 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101