Устройство для измерения rlc-параметров

 

ОПHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 29.09.81 (21) 3339788/18-24 fSQ) М. Кл.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

501 R 27/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 23,0283. Бюллетень ¹ 7

)S3) УДК 621. 317.

33(088.8) Дата опубликования описания 23.02.83 (72) Авторы изобретения

Н.Ф.Русеев, В.И.Прошин и A Ô.ËHñoâ

j

1 (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И.С-параметров

Изобретение относится к измерению электрических величин, в частности к устройствам для измерения индуктивности или емкости, и предназначено для измерения преимущественно малых емкостей при двухэажимном подключении с времяимпульсным преобразованием.

Известен цифровой измеритель емкости, содержащий генератор прямоугольных импульсов, соединенный с входом интегратора, в цепи обратной связи которого включены зажимы для подключения объекта измерения,формирователь строб-импульсов, линию задержки, два идентичных канала, причем каждый .канал выполнен в виде последовательно соединенных смесителя и усилителя-расширителя. Измеритель содержит также дифференциальный усилитель и преобразователь аналог — код. Второй выход генератора прямоугольных импульсов через формирователь строб-импульсов соединен с входом линии задержки и с одним из входов первого канала, другой вход которого соединен с выходом интеrpaтора и с одним входом второго канала. Другой вход второго канала соединен с выходом линии задержки. Выход первого и второго каналов соединены с одним и другим входом дифференциального усилителя, а выход последнего соединен с входом преобразователя аналог — код 1).

Однако известное устройство за счет стробирования разнесенных на малый промежуток времени уровней позволяет измерять емкости с большими утечками, но не обеспечивает достаточной точности измерения малых емкостей при двухзажимном подключении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст15 ройство измерения ЩС-параметров соI держащее источник постоянного напряжения, подключенный к нему одним иэ входов преобразователь параметров в пропорциональный интервал времени, первый счетчик, входом подсоединенный к выходу преобразователя параметров в пропорциональный интервал времени.

Выход первого счетчика подключен к второму входу преобразователя параметров в пропорциональный интервал времени и к одному из входов ключевого элемента. Другой вход .ключевого элемента подключен к генератору, а выход — к входу второго счетчика(2).

Недостатком известного устройства является ограничение точности измере998976 ния эа счет влияние импеданса подводящих проводов и погрешности, обусловленной нестационарными переходными процессами при первом цикле заряда конденсатора.

Целью изобретения является новишение точности измерения малых ем остей при дэухзажимном подключении.

Поставленная цель достигается тем, 1 рто в устройство для измерения Rt,Cпараметров, содержащее источник посто- 1О янного напряжения, соединенный с входом преобразователя параметров

s пропорциональный интервал, выход которого соединен со.счетчиком, и генератор импульсов, подключенный через первый ключ к одному иэ входов реверсивного счетчика, введены ждущий мультивибратор, триггер и второй ключ, причем вход ждущего мультивибратора.соединен с выходом 26 счетчика, а выход — с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход вЂ, с другим входом реверсивного счетчика, управлякщюй 25 вход первого ключа соединен с выходом триггера, один вход последнего соединен с выходом преобразователя параметров в пропорциональный интервал, а другой вход триггера соединен ЗЕ с выходом счетчика.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный 35 к нему преобразователь 2 параметров в пропорциональный интервал времени, который состоит иэ ключей 3 и 4 измеряемого двухполюсника 5 (R C ) и двух пороговых элементов 6 и 7, 49 триггер 8, счетчик 9 (циклов зарядараэряда), ждущий мультивибратор 10, генератор 11 импульсов, ключи 12 и

13 и реверсивный счетчик 14.

Устройство работает следукщим об- 4» разом. .)

В исходном состоянии ключи 3, 4, 12 и 13 закрыты, счетчик 9 циклов заряда — разряда и реверсивный счетчик 14 находятся в нулевом состоянии, генератор 11 импульсов непрерывно работает, триггер 8 находится в положении, эапрещакщем открытие ключа

12, на выходах пороговых элементов б и 7 . — постоянный потенциал, ждущий мультивибратор 10 находится в исходном состоянии, длительность импульса лгущего мультивибратора 10 установлена при разомкнутых подводящих проводах беэ измеряемой емкости С, таким образом, чтобы на выходе ревер-.. 60 сивного счетчика 14 был "нуль". Этого добиваются подстройкой регулировочного потенциометра ждущего мультивибратора 10. Длительность импульса ждущего мультивибратора 10 при д; этом будет пропорциональна величине параэитной емкости подводящих проводников и определяется формулой

Тммльт пПС щр i где Т - период ждущего мультим льт вибратора 10

C — емкость монтажа и присоединительных проводов, R - сопротивление резистора Х, n — - число циклов эаряда— разряда, фиксируемое счетчиком 9.

При подаче пускового импульса ключ

3 открывается и эталонное напряжение

Е источника постоянного напряжения подается на двухполюсник 5 (ВХС ), включенный в преобразователь 2 параметров в пропорциональный интервал времени. Когда напряжение на измеряемом конденсаторе (Сл)достигнет .значения порога Q „ (нижний порог), пороговый элемент 7 переключает триггер 8, который откроет ключ

12 и импульсы с генератора 11 импульсов начнут поступать на вход прямого счета реверсивного счетчика 14. Когда напряжение на измеряемом конденсаторе С достигнет порога Ч,, пороговый элемент 6 закроет ключ 3 и откроет ключ 4 и измеряемый конденсатор (C ) начнет разряжаться через резистор (В„) и открытый ключ 4. Когда напряжение на измеряемом конденсаторе (C ) станет равным порогу Я,, пороговый элемент 7 закрывает ключ 4 и открывает ключ 3, измеряемый кон- денсатор С снова начинает заряжаться и циклический процесс заряд — разряд повторяется до тех пор, пока счетчик 9 (циклов заряда — разряда не закроет ключ 3. При этом одновременно счетчик 9 циклов заряда — разряда вернет триггер 8 в исходное состояние, в результате чего закроется ключ 12 и запустит ждущий мультивибратор 10, который откроет ключ

13 и импульсы с генератора 11 импульсов начнут поступать на вход обратного счета реверсивного счетчика 14.

При прямом счете реверсивный счетчик

14 фиксирует временной интервал „=ИКСх +и С„ э, а при обратном счете -н С„„, и на выходе реверсивного счетчика 14 фиксируется временной интервал

T=t, С =и С

Таким образом, точность измерения устройства, особенно при измерении малых емкостей, повышается за счет исключения погрешностей, обусловленных нестационарными переходными процессами на первом цикле заряда и импедансом подводящих проводов, например, С„ - паразитная емкость монтажа и подводящих проводов.

998976

Формула изобретения

Составитель Л. Сотникова

Редактор В.. Иванова Техред К.Иыцьо Корректор М. Демчик

Закаэ 1149/68 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам--изобретений и открытий

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

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

Устройство для измерения RLC-параметров-, содержащее источник постоянного нацряжения, соединенный с входом преобразователя параметров в пропорциональный интервал, выход которого соединен со счетчиком, и генератор импульсов, подключенный-через первый ключ к одному из входов реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены ждущий мультивибратор, триггер, и второй ключ, причем вход ждуего мультивибратора соединен с выхо-15 ом счетчика, а..выход — с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с другим входом реверсивного счетчика, управлякс ий вход первого ключа соединен с выходом триггера, один вход последнего соединен с выходом преобразбвателя параметров в пропорциональный интервал, а другой вход триггера соединен с выходом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 620912, кл. 501 R 27/26,16.04.76.

2. Авторское свидетельство СССР

9 360624, кл. 501 R 27/26,05.10.70 прототип).