RU2038604C1 - Apparatus for measuring capacitance and inductance values - Google Patents

Apparatus for measuring capacitance and inductance values Download PDF

Info

Publication number
RU2038604C1
RU2038604C1 SU4893369A RU2038604C1 RU 2038604 C1 RU2038604 C1 RU 2038604C1 SU 4893369 A SU4893369 A SU 4893369A RU 2038604 C1 RU2038604 C1 RU 2038604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
comparator
inductance
time interval
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Умников
И.А. Бугаков
Д.А. Свечников
Original Assignee
Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск filed Critical Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority to SU4893369 priority Critical patent/RU2038604C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2038604C1 publication Critical patent/RU2038604C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technique for measuring inductance and capacitance values. SUBSTANCE: apparatus provides an enhanced accuracy of measurements due to comparing current voltages of an element, being measured, and connected in series with that element a reference active resistor at once after power supply. Information, concerning an inductance value or a capacitance value, is determined by a time interval from a time moment of the power supply till a time moment of achieving equal values of voltages, being compared. Such apparatus may be used in automatic and mechanized systems in different ranges of national economy, in domestic electromeasuring devices. EFFECT: enhanced accuracy of measurements. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения индуктивности и емкости. The invention relates to measuring equipment and can be used to measure inductance and capacitance.

Известно устройство для измерения электрической емкости и индуктивности с помощью мостовой схемы (1). Недостатком устройства является применение генератора переменного тока, а также громоздкость процесса измерения, так как для балансировки моста необходимо изменять как модуль, так и фазу по крайней мере одного из сопротивлений, т.е. иметь не менее двух регулируемых элементов. Балансируют же мост методом последовательных приближений, т.е. поочередно регулируют каждый из элементов до получения минимального показания индикаторного прибора. A device for measuring electric capacitance and inductance using a bridge circuit (1). The disadvantage of this device is the use of an alternating current generator, as well as the bulkiness of the measurement process, since for balancing the bridge it is necessary to change both the module and the phase of at least one of the resistances, i.e. have at least two adjustable elements. The bridge is balanced by the method of successive approximations, i.e. alternately adjust each of the elements to obtain a minimum indication of the indicator device.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения емкости (2), содержащее источник питания, соединенный через первое положение ключа с измеряемой емкостью, которая через второе положение ключа соединена параллельно с активным эталонным сопротивлением, а также подключена к первому входу нуль- индикатора, второй вход которого соединен с делителем напряжения источника питания, а выход подключен ко второму входу схемы измерения временных интервалов, первый вход которой соединен с выходом блока управления и входом управления ключа. Недостатком устройства является невысокая точность измерения емкости в связи с необходимостью иметь дополнительное постоянное опорное напряжение, создаваемое резистивным делителем, обеспечение стабильности которого с высокой степенью точности затруднительно. Кроме того, создание этого опорного напряжения требует дополнительных аппаратурных затрат. О сложности процесса измерения свидетельствует также необходимость предварительной зарядки исследуемого элемента от источника питания. Closest to the proposed is a device for measuring capacitance (2), containing a power source connected through the first position of the key to the measured capacitance, which through the second position of the key is connected in parallel with the active reference resistance, and also connected to the first input of the zero indicator, the second input which is connected to the voltage divider of the power source, and the output is connected to the second input of the circuit measuring time intervals, the first input of which is connected to the output of the control unit and the input is controlled ia key. The disadvantage of this device is the low accuracy of the capacitance measurement due to the need to have an additional constant reference voltage created by a resistive divider, which is difficult to ensure stability with a high degree of accuracy. In addition, the creation of this reference voltage requires additional hardware costs. The complexity of the measurement process is also evidenced by the need for pre-charging the test element from the power source.

Цель изобретения повышение точности измерения. The purpose of the invention is the improvement of measurement accuracy.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены компаратор и блок вычисления и управления, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй выход является выходом устройства, третий выход соединен со входом запуска измерителя временных интервалов, а первый и второй вход соединены с выходами компаратора и измерителя временных интервалов соответственно, первый вывод эталонного резистора соединен с первым входом компаратора, второй вывод эталонного резистора соединен с общим вторым входом компаратора, третий вход которого соединен со второй клеммой для подключения объекта измерения и вторым выводом источника питания, при этом выход компаратора соединен со вторым входом измерителя временных интервалов. This goal is achieved by the fact that a comparator and a calculation and control unit are introduced into the device, the first output of which is connected to the control input of the key, the second output is the output of the device, the third output is connected to the start input of the time interval meter, and the first and second input are connected to the outputs of the comparator and a time interval meter, respectively, the first output of the reference resistor is connected to the first input of the comparator, the second output of the reference resistor is connected to a common second input of the comparator, third whose input is connected to a second terminal for connecting the measuring object and the second terminal of the power source, the output of the comparator is connected to a second input of the measuring time intervals.

На чертеже представлена схема устройства для измерения электрической емкости и индуктивности. The drawing shows a diagram of a device for measuring electric capacitance and inductance.

Устройство для измерения электрической емкости и индуктивности содержит источник питания 1, ключ 2, эталонное активное сопротивление 3, контакты 4 и 5 для установки измеряемых элементов емкости или индуктивности, компаратор 6, блок вычисления и управления 7, схему измерения временных интервалов 8. При этом один полюс источника питания 1 соединен со входом ключа 2, выход которого соединен с выводом эталонного активного сопротивления 3 и с первым входом компаратора 6. Второй полюс источника питания 1 соединен с контактом для установки измеряемого элемента 5 и с третьим входом компаратора 6. Контакт для установки измеряемого элемента 4 соединен с другим выводом эталонного активного сопротивления 3 и со вторым общим входом компаратора 6. Выход компаратора 6 соединен со вторым входом схемы измерения временных интервалов 8 и с первым входом блока вычисления и управления 7, третий выход которого соединен с первым входом схемы измерения временных интервалов 8. Выход схемы измерения временных интервалов соединен со вторым входом блока вычисления и управления 7. Первый выход блока вычисления и управления 7 соединен со входом управления ключа 2, а второй выход является выходом устройства в целом. A device for measuring electric capacitance and inductance contains a power source 1, a key 2, a reference active resistance 3, contacts 4 and 5 for installing the measured capacitance or inductance elements, a comparator 6, a calculation and control unit 7, a measurement circuit for time intervals 8. In this case, one the pole of the power source 1 is connected to the input of the key 2, the output of which is connected to the output of the reference active resistance 3 and to the first input of the comparator 6. The second pole of the power source 1 is connected to the contact for setting the measured element 5 and with the third input of the comparator 6. The contact for installing the measured element 4 is connected to the other output of the reference active resistance 3 and to the second common input of the comparator 6. The output of the comparator 6 is connected to the second input of the measurement circuit of time intervals 8 and to the first input of the calculation unit and control 7, the third output of which is connected to the first input of the time interval measurement circuit 8. The output of the time interval measurement circuit is connected to the second input of the calculation and control unit 7. The first output of the calculation unit I and control 7 are connected to the control input of key 2, and the second output is the output of the device as a whole.

Устройство для измерения электрической емкости и индуктивности работает следующим образом. A device for measuring electric capacitance and inductance works as follows.

Перед началом измерения в контакты 4 и 5 устанавливают измеряемую индуктивность или емкость и с помощью переключателя в блок вычисления и управления 7 вводят информацию какой элемент емкость или индуктивность измеряется. В момент времени t=0 по команде, поступающей с первого выхода блока вычисления и управления 7 на вход управления ключа 2, происходит замыкание последнего, одновременно с этим с третьего выхода блока вычисления и управления 7 импульс начала временного интервала поступает на первый вход схемы измерения временных интервалов 8. Напряжение питания через замкнутый ключ 2 подается на измерительную цепь, состоящую из эталонного активного сопротивления 3 и измеряемого элемента, установленного в контакты 4 и 5. Текущие напряжения на эталонном активном сопротивлении и измеряемом элементе в зависимости от того емкость или индуктивность установлены в устройство будут определяться зависимостями
Uc=U

Figure 00000001
1-e
Figure 00000002
(1)
UR=Uoe
Figure 00000003
Figure 00000004
(2) где Uc текущее напряжение на конденсаторе;
UR текущее напряжение на эталонном сопротивлении;
Uo напряжение источника питания;
R эталонное сопротивление;
С измеряемая емкость.Before starting the measurement, the measured inductance or capacitance is installed in contacts 4 and 5, and using the switch, information is entered into the calculation and control unit 7 which element the capacitance or inductance is measured. At time t = 0, the command from the first output of the calculation and control unit 7 to the control input of the key 2 closes the last, at the same time, from the third output of the calculation and control unit 7, the pulse of the beginning of the time interval is transmitted to the first input of the time measuring circuit intervals 8. The supply voltage through the closed key 2 is supplied to the measuring circuit, consisting of a reference active resistance 3 and a measured element installed in contacts 4 and 5. Current voltages on the reference active resistance and the measured element, depending on whether the capacitance or inductance installed in the device will be determined by the dependencies
U c = U
Figure 00000001
1st
Figure 00000002
(1)
U R = U o e
Figure 00000003
Figure 00000004
(2) where U c is the current voltage across the capacitor;
U R current voltage at the reference resistance;
U o the voltage of the power source;
R reference resistance;
With measured capacity.

Или
UL=Uoe

Figure 00000005
(3)
UR=U
Figure 00000006
1-e
Figure 00000007
(4) где UL текущее напряжение на индуктивности;
UR текущее напряжение на эталонном сопротивлении;
L измеряемая индуктивность.Or
U L = U o e
Figure 00000005
(3)
U R = U
Figure 00000006
1st
Figure 00000007
(4) where U L is the current voltage across the inductance;
U R current voltage at the reference resistance;
L measurable inductance.

Текущие напряжения, снимаемые с эталонного активного сопротивления и с измеряемого элемента относительно общего второго входа компаратора 6, подаются на его первый и третий входы соответственно, где происходит их сравнение. В момент равенства текущих напряжений Uc и UR или UL и UR на выходе компаратора 6 появится импульс конца формирования временного интервала, поступающий на второй вход схемы измерения временных интервалов 8, а также на первый вход блока вычисления и управления 7.Current voltages taken from the reference active resistance and from the measured element relative to the common second input of the comparator 6 are supplied to its first and third inputs, respectively, where they are compared. At the moment of equal current voltages U c and U R or U L and U R, the output of the comparator 6 will receive a pulse of the end of the formation of the time interval, arriving at the second input of the measurement circuit for time intervals 8, as well as at the first input of the calculation and control unit 7.

Следовательно
UL=UR; (5)
Uoe

Figure 00000008
Figure 00000009
U
Figure 00000010
1-e
Figure 00000011
(6)
Откуда
L
Figure 00000012
(7) Или
Uc=UR; (8)
Uo=
Figure 00000013
1-e
Figure 00000014
=Uoe
Figure 00000015
(9) Откуда
C
Figure 00000016
(10) где Тр временной интервал от момента подачи питания до момента совпадения текущих значений напряжения на измеряемом элементе и эталонном активном сопротивлении.Hence
U L = U R ; (5)
U o e
Figure 00000008
Figure 00000009
U
Figure 00000010
1st
Figure 00000011
(6)
Where from
L
Figure 00000012
(7) Or
U c = U R ; (8)
U o =
Figure 00000013
1st
Figure 00000014
= U o e
Figure 00000015
(9) Where from
C
Figure 00000016
(10) where T p is the time interval from the moment of power supply to the moment of coincidence of the current voltage values on the measured element and the reference active resistance.

В схеме измерения временных интервалов 8 происходит прекращение формирования временного интервала, а блок вычисления и управления 7, получив сигнал на свой первый вход с выхода компаратора 6, разрешает прохождение информации о временном интервале с выхода схемы измерения временных интервалов 8 на второй вход блока вычисления и управления 7. В блоке вычисления и управления 7 реализуется алгоритм вида (10) или (7) в зависимости от измеряемого элемента. Значение измеренной емкости или индуктивности со второго выхода блока вычисления и управления 7 выдается для его последующего использования в виде кода в других устройствах. В момент начала реализации алгоритма (10) или (7) блок вычисления и управления 7 снимает разрешение со входа управления ключа 2 и последний, размыкаясь, отключает измерительную цепь от источника питания 1. In the time interval measurement circuit 8, the formation of the time interval is stopped, and the calculation and control unit 7, having received a signal at its first input from the output of the comparator 6, allows the passage of information about the time interval from the output of the time interval measurement circuit 8 to the second input of the calculation and control unit 7. In the calculation and control unit 7, an algorithm of the form (10) or (7) is implemented depending on the element being measured. The value of the measured capacitance or inductance from the second output of the calculation and control unit 7 is issued for its subsequent use in the form of a code in other devices. At the time of the beginning of the implementation of algorithm (10) or (7), the calculation and control unit 7 removes the resolution from the control input of the key 2 and the latter, opening, disconnects the measuring circuit from the power source 1.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерения, так как для организации процесса измерений отпадает необходимость в дополнительном источнике опорного напряжения и устройство некритично к величине и медленной нестабильности источника питания. Кроме того, цикл измерения сокращается и упрощается, так как предварительный заряд элементов не требуется. The proposed device provides improved measurement accuracy, since the organization of the measurement process eliminates the need for an additional source of reference voltage and the device is not critical to the magnitude and slow instability of the power source. In addition, the measurement cycle is shortened and simplified, since a preliminary charge of the elements is not required.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ, содержащее источник питания, соединенный одним выводом через ключ с первым выводом эталонного резистора, второй вывод которого соединен с первой клеммой для подключения объекта измерения и с общей шиной, измеритель временных интервалов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены компаратор и блок вычисления и управления, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй выход является выходом устройства, третий выход соединен с входом запуска измерителя временных интервалов, а первый и второй входы соединены с выходами компаратора и измерителя временных интервалов соответственно, первый вывод эталонного резистора соединен с первым входом компаратора, второй вывод эталонного резистора соединен с общим вторым входом компаратора, третий вход которого соединен с второй клеммой для подключения объекта измерения и вторым выводом источника питания, при этом выход компаратора соединен с вторым входом измерителя временных интервалов. DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC CAPACITY AND INDUCTIVITY, containing a power source connected via one key to the first output of the reference resistor, the second output of which is connected to the first terminal for connecting the measurement object and to a common bus, a time interval meter, characterized in that, for the purpose of increasing accuracy, a comparator and a calculation and control unit are introduced into it, the first output of which is connected to the control input of the key, the second output is the output of the device, the third output is connected to the input start the time interval meter, and the first and second inputs are connected to the outputs of the comparator and time meter, respectively, the first output of the reference resistor is connected to the first input of the comparator, the second output of the reference resistor is connected to a common second input of the comparator, the third input of which is connected to the second terminal for connection the measurement object and the second output of the power source, while the output of the comparator is connected to the second input of the meter time intervals.
SU4893369 1990-12-21 1990-12-21 Apparatus for measuring capacitance and inductance values RU2038604C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4893369 RU2038604C1 (en) 1990-12-21 1990-12-21 Apparatus for measuring capacitance and inductance values

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4893369 RU2038604C1 (en) 1990-12-21 1990-12-21 Apparatus for measuring capacitance and inductance values

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2038604C1 true RU2038604C1 (en) 1995-06-27

Family

ID=21551449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4893369 RU2038604C1 (en) 1990-12-21 1990-12-21 Apparatus for measuring capacitance and inductance values

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2038604C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Дворяшин Б.В., Кузнецов Л.И. Радиотехнические измерения. М.: Советское радио, 1978, с.276, рис.12.2. *
2. Там же, с.294, рис.12.3. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5294889A (en) Battery operated capacitance measurement circuit
US4069452A (en) Apparatus for automatically detecting values of periodically time varying signals
US4103225A (en) System and method for determining capacitance and cable length in the presence of other circuit elements
EP0225904B1 (en) Improvements in or relating to apparatuses for testing cables
US4646248A (en) Insulation analyzer apparatus and method of use
RU2038604C1 (en) Apparatus for measuring capacitance and inductance values
US4418250A (en) Telephone cable splicers test set and method of testing
RU2008690C1 (en) Method for measuring of electric capacitance and inductance
US3576491A (en) Resistance measuring bridge circuit including output gating means
GB2135066A (en) Detection of non-linear electrical devices
JPH0785094B2 (en) Voltage difference measuring method and measuring apparatus therefor
SU1597775A1 (en) Apparatus for checking resistance of insulation of d.c.mains
SU1023252A1 (en) Device for automatic measuring of insulation resistance in electric networks having static converters
RU2028634C1 (en) Method of and device for insulation resistance measurement in alternating-current lines incorporating static converters
SU1013874A1 (en) Capacitive non-linear circuit parameter measuring device
SU1580283A1 (en) Digital ohmmeter
SU798631A1 (en) Method of measuring complex-impedance components
SU761961A1 (en) Digital milliteslameter
SU1693566A1 (en) Device for determining capacitance and tangent of dielectric losses of capacitors
JP3000775B2 (en) High voltage phase difference measurement method and apparatus
SU1520370A1 (en) Method of checking piezoelectric transducers
RU2046356C1 (en) Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line
RU2012935C1 (en) Device for determination of polarity of leads of electrolytic capacitors
SU746339A1 (en) Apparatus for automatic tolerance monitoring of insulation resistance
SU721764A2 (en) Transistorized frequency meter