Устройство для измерения параметров комплексного сопротивления конденсаторов

 

(11> 47 I 555

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со>аз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 09.06.72 (21) 1794136/26-21 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 25.05.75. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 02.02.76 (51) М. Кл. G 01г27/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53). УДК 621.317.738 (088.8) по делам наобретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

В. Г. Давидович и Н. Я. Самойлов (71) Зая,витель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в условиях массового контроля параметров конденсаторов.

Известны устройства для измерения параметров комплексного сопротивления, содержащие последовательно соединенные генератор напряжения заданной частоты, измеряемый конденсатор и образцовый резистор, и три скалярных вольтметра переменного напряжения, подключенных к входу вычислительного устройства.

Однако известное устройство имеет повышенную погрешность измерения из-за влияния шунтирующего действия входного сопротивления скалярных вольтметров. Кроме того, погрешность измерения в известном устройстве существенно зависит от тангенса угла потерь.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Для этого в устройство введены последовательно соединенные инвертирующий операционный усилитель и регулируемый активный фазосдвигатель с единичным коэффициентом передачи по модулю, к входу которого подключен блок, управляющий этим фазосдвигателем, причем образцозый резистор подключен параллельно усилителю, два вольтметра подключены параллельно выходам, соответственно генератора и усилителя, третий вольтметр включен между генератором и фазосдвигателем, а вход блока, управляющего фазосдвигателем, соединен с выходом вы числительного устройства.

Изобретение пояснено чертежами.

10 На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений.

Устройство для измерения параметров комплексного сопротивления конденсаторов содержит генератор 1 частоты о и напряже-!

5 ния е0, клеммы 2 для подключения неизвестного конденсатора, имеющего комплексную проводимость Y =jY I ед- — ", образцовый резистор 8, инвертирующий операционный усилитель 4, скалярные вольтметры переменного напряжения 5, б, 7 (U.-„„U., U ), служащие для определения длин сторон треугольника напряжений, вычислительное устройство 8 с системой отсчета результатов, регулируемый активный фазосдвигатель 9 с единичным коэффициентом передачи по модулю и блок 10, управляющий фазосдвигателем 9.

Устройство работает следующим образом.

После того, как при помощи вольтметров

5 и б определены длины двух сторон искомо47!555 ес. — jeRl

Зо (2) го треугольника напряжений (U,,= — ec, U„-=-eR, где ес — падение напряжения на измеряемом конденсаторе, eR — па образцовом резисторе

8), скалярным вольтметром 7 измеряют напряжение между потенциальными выходными клеммами генератора 1 и фазосдвигателя 9, которое равно U,=ecR.

Так как операционный усилитель 4 охвачен глубокой отрицательной обратной связью, напряжение и ток на входе операционного усилителя 4 могут быть приняты практически равными нулю. Благодаря этому скалярные вольтметры 5 и б, определяющие модули напряжений ес и е, могут быть включены в низкоомные цепи, представляющие собой выходные сопротивления генератора 1 и усилителя 4. При этом полностью исключается влияние шунтирующего действия входного сопротивления скалярных вольтметров 5, б, 7, а также обеспечивается стабилизация сигнала ес на измеряемом конденсаторе (он становится равным напряжению е„генератора .1). При заданной погрешности вольтметров погрешность результатов расчета минимальна при выполнении следующих условий:

В случае конденсатора, имеющего потери, Т= +- —. В предложенном устройстве для выполнения условия (2) использован активный управляемый фазосдвигатель 9 с блоком 10.

Условие 1 может быть приблизительно удовлетворено путем выбора для каждого поддиапазона измерения отношения ecj1jeR! в пределах

"-ес, .,=-,)/ !О.

1О

Устройство работает следующим образом.

При помощи скалярных вольтметров 5, б, 7 измеряют напряжения U,-j, IU,!, U.,!. В начале измерения фазовый сдвиг, вносимый элементом 9, равен нулю.

В результате решения полученного TDe1 угольника со сторонами, ес, jeR и ест (см. фиг. 2), в вычислительном устройстве 8 формируется значение угла потерь измеряемого конденсатора бр„„, которое и определяет степень нарушения условия (2). Если угол потерь невелик (например лежит в пределах 20

5 !

О

55 градусов), вычисленное значение приписывается результату измерения, н вычислительное устройство переходит к вычислению остальных параметров конденсатора. В противном случае это устройство передает информацию об угле потерь 6 р„„в блок 10, и фазовый сдвиг, вносимый фазосдвигателем 9 в сигнал (U6!, изменяется на величину (— ор„,„) . Затем вольтметр 7 измеряет новое значение модуля напряжения U-, и вновь передает его в вычислительное устройство 8. Из нового треугольника со сторонами ecl, leR. и есiR ottределяют значение угла бр„„, который предстазляет собой погрешность измерения угла о конденсатора на первом шаге.

Если этот угол вновь превышает допустимую величину, его значение передается в блок

10 для образования дополнительного сдвига в фазосдвигателе 9, после чего процесс измерения напряжения !ecRl и вычисления повторяется. Критерием сходимости процесса является выполнение условия (2). При этом угол

6 измеряемого конденсатора определяется, как

Орасч Т "pac«+ грэс + ° Г > расч > где n — число итераций.

Таким образом, погрешность измерения параметров конденсатора, обусловленная влиянием его угла потерь, уменьшается.

Предмет изооретения

Устройство для измерения параметров комплексного сопротивления конденсаторов, содержащее последовательно соедипе1гпые генератор напряжения заданной частоты, измеряемый конденсатор и образцовый резистор, и три скалярных вольтметра переменного напряжения, подклю;ett. ûõ к входу вычислительного устройства, снабженного системой отсчета результатов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены последовательно соединенные инвертирующий операционный усилитель и регулируемый активный фазосдвигатель с единичным коэффициентом передачи по модулю, к входу которого подключен блок, управляющий этим фазосдвигателем, причем образцовый резистор подключен параллельно усилителю, два вольтметра подключены параллельно выходам генератора и усилителя соответственно, третий вольтметр включен между генератором и фазосдвигателем, а вход блока, управляющего фазосдвигателем, соединен с выходом вычислительного устройства.

Релактор А. Зиньковский

Составитель 3. Давидович

Техред М. Семенов! (ооректоэ В Гу тман

Заказ

Подгшсное!!!0 !645 1 1зд. ¹ 750 Тираж 902

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открмтий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»