Автоматический измеритель емкости и тангенса угла потерь

 

(72) Авторы изобретения

Л.Я.Ильницкий и М.Х.Заки

Киевский ордена Трудового Красного Знамейи институт инженеров гражданской авиации (Zl) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ

И ТАНГЕНСА УГЛА ПОТЕРЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматике для контроля свойств веществ в широких диапазонах по тангенсу угла потерь °

Известен автоматический измеритель емкости и тангенса угла потерь конденсатора, содержащий генератор питания, мостовую схему, в одной из ветвей которой включены эталонные

10 сопротивления и контролируемый конденсатор, усилитель разбаланса, выход которого подключен к сигнальным входам квадратурных детекторов, опорный вход одного иэ которых под1$ ключен к выходу согласующего каскада, а другого — к фаэовращателю, блок управления, цепь формирования опорных напряжений, подобная цепи моста, не содержащей-измеряемого конденсатора, и согласующий каскад, причем цепь формирования опорных напряжений через согласующий каскад подключена параллельно эталонному сопротивлению моста, а выход ее подлючен к входу согласующего каскада Щ

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так как процесс уравновешивания довольно длнтелен.

Известен также автоматический измеритель эффективной емкости и тангенса угла потерь конденсаторов, содержащий источники постоянного и переменного напряжения, подключенные к емкостному делителю, состоящему из образцового и измеряемого конденсаторов, два канала системы автоматического измерения емкости и тангенса угла потерь, причем в него введены последовательно соединенные индуктивность и конденсатор, который подключен параллельно измеряемому конденсатору и последовательно с образцовой емкостью делителя (2), Недостатками известного измерителя являются низкая точность и быстродействие измерения. т

879506 4 усилитель 2, амплитудно-фазовый корректор 3, формирователи 4, 5 импульсов, вычитающий блок 6, усилитель ограничитель 7, стробирующий блок 8, генератор 9 счетных импульсов, счетчик 10 импульсов, регистр 11, цифровой индикатор 12, арифметический блок 13. цифровой индикатор 14, формирователь

15 .управляющих импульсов, коммутатор

16, образцовый резистор {го) 17, измеряемый конденсатор (с,х, гх) 18, образцовый конденсатор (Со) 19.

При измерении емкости, сопротивления потерь и тангенса угла потерь конденсатор 17 включается в цепь обратной связи усилителя 2, следовательно его коэффициент передачи будет равен

E,= — о

2Л

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерения емкости и тангенса угла потерь.

Цель достигается тем, что автомати.ческий -измеритель емкости и тангенса угла потерь, содержащий генератор переменного напряжения, соединенный через образцовый конденсатор с одним из зажимов для измеряемого конденсатора, два формирователя импульсов, усилитель-ограничитель, два индикатора, в него введены операционный уси— литель, амплитудно-фазовый корректор, формирователь управляющих импульСов, вычитающий блок, генератор счетных импульсов, стробирующий блок, счетчик импульсов, регистратор,, арифметический блок, образцовый резистор и коммутатор, причем выход генератора переменного напряжения через амплитудно-фазовый корректор соединен с входом одного из формирователей импульсов, а другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с одним иэ выходов образцового резистора, другой выход которого соединен с входом одного из формирователей импульсов и с выходом операционного усилителя, вход которого соединен с одним из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, а параллельно образцовому резистору включен коммутатор, выход одного из формировате лей импульсов соединен с входом формирователя управляющих импульсов и с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом, другого формирователя импульсов, выход вычитающего блока через усилитель-ограничитель соединен с одним . из входов стробирующего блока, другой вход последнего соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход стробирующего блока соединен с одним из входов счетчика импульсов, другой вход которого соединен с первым выходом формирователя управляющих импульсов, второй выход последнего соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом регистратора, второй вход которого соединен с одним выходом счетчика импульсов, другой выход которого через арифметический блок соединен с третьим входом регистратора, выход последнего и выход регистратора соответственно соединены с входами индикатора.

Устройство содержит. генератор 1 переменного напряжения, операционный

С0

"С = — ("+ осхгх), 20 о где Сх — емкость конденсатора 18;

v y — сопротивление потерь конденсатора 18 при этом резистор 17 с помощью коммутатора 16 замкнут накоротко.

При гармоническом напряжении на выходе генератор

U--о е

gР

30 напряжение на выходе усилителя 2 будет равным

Co jwt о = О («шах „) е

Сх а напряжение на выходе формирователя 5 будет равным

Ъ х )ое где с помощью амплитудно-фазового корректора 3 устанавливается а= — и

Со

° сх компенсируются фазовые сдвиги, обус40 ловленные отличием переходного сопротивления коммутатора 16 от нуля и усилителем 2.

Гармонические колебания на входах формирователей 4 и 5 сдвинуты по фазе

Ю на угол «х .

Г де 1Я, с4.= ш Сх 1 )(Ц С Ц g OР0" N<

9. 0 t формирователи 4 и 5 преобразуют гар60 монические колебания в прямоугольные импульсы. На выходе формирователя 4 импульсы по времени будут запаздывать по отношению к импульсам на выходе формирователя 4 на промежуток вреИ мени

5 8 где Т =1/5 — период гармонических колебаний.

После прохождения блока 6 и усилите" ля-ограничителя 7 выделяются импульсы длительностью, которые воздействуют на вход блока 8. 3а этот период через блок 8 в счетчик 10 .будут поступать счетные импульсы, частота которых выбирается из требований необходимой точности.

Формирователь 15 вырабатывает импульсы спериодом, кратным периоду гармонических колебаний, и запускает счетчик 1Р. Число импульсов, соответствующее длительности ь, записывается в регистре 11. По этому числу индикатор 1? воспроизводит значение tg d

При измерении емкости и сопротивления потерь управляющие импульсы выключают коммутатор 16 на один такт.

В результате потери возрастают и можно определить о"™ 4 гх "о

В блоке 13 по двум значениям угла потерь to", qN и величине об1 разцовой емкости (Со)конденсатора 19 рассчитывается величина измеряемой емкости конденсатора 18.

Формула изобретения

Автоматический измеритель емкости и тангенса угла по верь, содержащий генератор переменного напряжения, соединенный через образцовый конденсатор с одним из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, два формирователя импульсов, усилитель-ограничитель, два:индикатора, отличающийся тем, что, с целью повьипения точности и быстродействия измерения, в него введены операционный усилитель, амплитуднофазовый корректор, формирователь управляющих импульсов, вычитающий блок, генератор счетных импульсов, 79506 6

45 стробирующий блок, --счетчик импульсов, регистратор, арифметический.блой, образцовый резистор и коммутатор, причем выход генератора переменного напряжения через амплитудно-фазовый корректор соединен с входом одного из формирователей импульсов, а другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с одним из выводов образцового резистора, другой вывод которого соединен с входом одного из формирователей импульсов и с выходом операционного усилителя, вход которого соединен с одним из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, а параллельно образцовому резистору включен коммутатор, выход одного из формирователей импульсов соединен с входом формирователя управляющих импульсов и с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом другого формирователя импульсов, выход вычитающего блока через усилительограничитель соединен с одним из входов стробирующего блока, другой вход последнего соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход стробирующего блока соединен с одним из входов счетчика импульсов, другой вход которого соединен с первым выходом формирователя управляющих импульсов, второй выход последнего соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом регистратора, второй вход которого соединен..с одним выходом счетчика импульсов, другой выход которого через арифметический блок соединен с третьим входом регистратора, выход последнего и выход регистратора соответственно соединены с входами индикаторов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .9 443336, кл. G 01 и 27/26, 10.01.72.

2. Авторское .свидетельство СССР

Ó 477066, кл. 6 01 R 27/26, 12.04.71.