RU2365925C1 - Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel - Google Patents

Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel Download PDF

Info

Publication number
RU2365925C1
RU2365925C1 RU2008102201/28A RU2008102201A RU2365925C1 RU 2365925 C1 RU2365925 C1 RU 2365925C1 RU 2008102201/28 A RU2008102201/28 A RU 2008102201/28A RU 2008102201 A RU2008102201 A RU 2008102201A RU 2365925 C1 RU2365925 C1 RU 2365925C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistance
passive
circuit
discharge
parallel
Prior art date
Application number
RU2008102201/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лидия Ильинична Жуган (RU)
Лидия Ильинична Жуган
Валентин Николаевич Матвеев (RU)
Валентин Николаевич Матвеев
Антон Владимирович Чуреев (RU)
Антон Владимирович Чуреев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Обнинский государственный технический университет атомной энергетики
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Обнинский государственный технический университет атомной энергетики filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Обнинский государственный технический университет атомной энергетики
Priority to RU2008102201/28A priority Critical patent/RU2365925C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365925C1 publication Critical patent/RU2365925C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention can be used for measurement of parametres of the objects represented by passive 2 element grounded RC two-terminal elements, having a capacity Cx and a resistance Rx connected in parallel. The way of determination of a grounded capacity Cx and a resistance Rx of a passive two-terminal element connected in parallel consists in determination of time of a transient phenomenon of the capacity Cx discharge on resistance Rx from electrical pressure UB to electrical pressure UH at cutting-off of a controllable two-terminal element from the power supply and forming of the square-topped impulses on an output of the device with duration equal to transient phenomenon time.
EFFECT: invention provides possibility of decrease in requirements to stability of parametres of the power supply and increase of accuracy of measurements.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров объектов, представляемых пассивными 2-элементными заземленными RC-двухполюсниками, имеющими параллельно включенные емкость Cx и сопротивление Rx.The invention relates to electrical engineering and can be used to measure the parameters of objects represented by passive 2-element grounded RC two-poles having a capacitance C x and resistance R x connected in parallel.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в формировании прямоугольных импульсов различных частот, получаемых в процессе заряда-разряда цепи при включении и выключении входного сигнала прямоугольной формы от управляемого источника питания и изменения топологии измерительной цепи. Изобретение RU 2312366 C1 от 11.04.2006. Авторы Жуган Л.И. и др. Бюллетень №34.Closest to the proposed one is the method, which consists in the formation of rectangular pulses of various frequencies obtained in the process of charge-discharge of the circuit when turning on and off the input signal of a rectangular shape from a controlled power source and changing the topology of the measuring circuit. The invention RU 2312366 C1 from 04/11/2006. Authors Zhugan L.I. et al. Bulletin No. 34.

Устройство измерения формирует на выходе последовательность прямоугольных импульсов, частота которых определяется временем заряда и разряда. Три частоты, полученные в результате изменения топологии измерительной цепи, используются для определения параметров Cx и Rx.The measuring device generates at the output a sequence of rectangular pulses whose frequency is determined by the time of charge and discharge. Three frequencies obtained by changing the topology of the measuring circuit are used to determine the parameters C x and R x .

Недостаток данного способа - высокие требования к стабильности параметров источника питания.The disadvantage of this method is the high requirements for the stability of the parameters of the power source.

Цель изобретения - снижение требований к стабильности параметров источника питания, повышение точности измерений.The purpose of the invention is to reduce the requirements for stability of the parameters of the power source, improving the accuracy of measurements.

Предлагаемый способ измерения заземленных параллельно включенных емкости Cx и сопротивления Rx пассивного двухэлементного двухполюсника (объекта измерения) заключается в формировании на его выходе прямоугольных импульсов, длительность которых определяется временем разряда цепи, при различных топологиях с последующим вычислением значений емкости Cx и сопротивления Rx по формулам, приведенным в описании изобретения.The proposed method for measuring grounded in parallel capacitance C x and resistance R x of a passive two-element bipolar (measurement object) consists in generating rectangular pulses at its output, the duration of which is determined by the discharge time of the circuit, for various topologies, followed by calculation of the values of capacitance C x and resistance R x according to the formulas given in the description of the invention.

В отличие от прототипа для определения неизвестных параметров объекта используется только время разряда конденсатора Cx через сопротивление Rx, при этом источник питания отключен, т.е. его параметры не влияют на определение времени разряда. Коммутация цепи производится только один раз при измерении времени разряда, что позволяет сократить число коммутаций цепи. При этом измеряются две длительности импульсов вместо трех измерений частоты.In contrast to the prototype, only the discharge time of the capacitor C x through the resistance R x is used to determine the unknown parameters of the object, while the power supply is disconnected, i.e. its parameters do not affect the determination of the discharge time. Circuit switching is performed only once when measuring the discharge time, which reduces the number of circuit switching. In this case, two pulse durations are measured instead of three frequency measurements.

Способ измерения может быть продемонстрирован на устройстве, показанном на фиг.1. Устройство содержит источник питания 1, блок коммутации 2, объект измерения 3, эталонный конденсатор 4 с емкостью С0 известной величины, двухпороговый компаратор 5, вычислительное устройство 6 и переключающие элементы 7, 8.The measurement method can be demonstrated on the device shown in figure 1. The device comprises a power source 1, a switching unit 2, a measurement object 3, a reference capacitor 4 with a capacitance C 0 of known magnitude, a two-threshold comparator 5, a computing device 6, and switching elements 7, 8.

На вход объекта при замыкании ключа 7 подается сигнал от источника питания, происходит заряд CxRx-цепи объекта в соответствии с фиг.2 (режим 1). При достижении напряжения на конденсаторе величины верхнего уровня Uв двухпорогового компаратора блок коммутации ключом 7 отключает источник питания, и начинается процесс разряда цепи объекта. При достижении напряжения на объекте величины нижнего уровня Uн блок коммутации вновь подключает источник питания для заряда цепи и так далее, обеспечивая процесс «заряд-разряд» цепи в пределах опорных верхнего и нижнего уровней напряжений компаратора.At the input of the object when the key 7 is closed, a signal is supplied from the power source, the C x R x circuit of the object is charged in accordance with figure 2 (mode 1). When the voltage on the capacitor reaches the upper level U in the two-threshold comparator, the switching unit with the key 7 turns off the power source, and the process of discharging the circuit of the object begins. When the voltage at the object reaches the value of the lower level U n, the switching unit again connects the power source to charge the circuit, and so on, providing a process of "charge-discharge" circuit within the reference upper and lower voltage levels of the comparator.

На выходе компаратора происходит формирование последовательности прямоугольных импульсов Uвыx, длительность которых соответствует времени разряда CxRx-цепи Tp1 и определяется по формуле:At the output of the comparator, a sequence of rectangular pulses U vx is formed , the duration of which corresponds to the discharge time of the C x R x chain T p1 and is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где τ1=RxCx - постоянная времени цепи;where τ 1 = R x C x is the time constant of the circuit;

Uв и Uн - верхнее и нижнее напряжения двухпорогового компаратора.U in and U n - the upper and lower voltage of the two-threshold comparator.

Далее с помощью ключа 8 параллельно Cx подключается эталонный конденсатор C0 (фиг.2, режим 2), и вновь выполняются операции «заряд-разряд» полученной цепи. Аналогично предыдущей процедуре определяется время разряда Tp2 Then, using the key 8, a reference capacitor C 0 is connected in parallel with C x (Fig. 2, mode 2), and the “charge-discharge” operations of the obtained circuit are again performed. Similarly to the previous procedure, the discharge time T p2

Figure 00000002
Figure 00000002

где τ2=Rx(Cx+C0)where τ 2 = R x (C x + C 0 )

Разделив выражение (2) на (1), получим:Dividing the expression (2) by (1), we obtain:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

откуда определим неизвестную емкость объекта Cx:where we determine the unknown object capacity C x :

Figure 00000004
Figure 00000004

Величина Rx определится по формуле:The value of R x is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
.Where
Figure 00000006
.

Техническая реализация предлагаемого способа может быть продемонстрирована на упрощенной схеме, приведенной на фиг.3.The technical implementation of the proposed method can be demonstrated in a simplified diagram shown in figure 3.

Микросхема DA 1 реализует функции двухпорогового компаратора.Chip DA 1 implements the functions of a two-threshold comparator.

В схеме возможны 2 режима.There are 2 modes in the circuit.

Режим 1: вход а=0, производится процесс «заряд-разряд» цепи двухполюсника Cx,Mode 1: input a = 0, the process is “charge-discharge" circuit of a two-terminal circuit C x ,

Rx и измерение времени разряда Tp1 R x and measurement of discharge time T p1

Режим 2: вход а=1, производится процесс «заряд-разряд» цепи Cx+C0 и измерение времени разряда Tp2.Mode 2: input a = 1, the “charge-discharge” process of the circuit C x + C 0 and the measurement of the discharge time T p2 are performed .

Claims (1)

Способ определения заземленных параллельно включенных емкости Cx и сопротивления Rx пассивного двухэлементного двухполюсника, включающий измерение длительности импульсов, соответствующих времени разряда конденсатора, и вычисление значений емкости Cx и сопротивления Rx, отличающийся тем, что формируют на выходе устройства прямоугольные импульсы различной длительности, получаемые в процессе разряда измерительной цепи, состоящей из источника питания, блока коммутации, двухпорогового компаратора с двумя опорными напряжениями нижнего Uн и верхнего Uв уровней, эталонного конденсатора и вычислительного устройства, при отключении источника питания, путем изменения топологии измерительной цепи: вначале подключают собственную цепь двухполюсника и измеряют длительность разряда Tp1, затем подключают в цепь эталонный конденсатор и определяют длительность разряда Tp2, а значения емкости Cx и сопротивления Rx вычисляют по формулам
Cx=C0/(Tp2/Tp1-1),
Rx=Tp1/(CxA),
где A=ln(Uв/Uн).
A method for determining grounded in parallel capacitance C x and resistance R x of a passive two-element bipolar device, comprising measuring the pulse duration corresponding to the discharge time of the capacitor, and calculating the capacitance C x and resistance R x , characterized in that rectangular pulses of different durations are formed at the output of the device, obtained during the discharge of the measuring circuit, consisting of a power source, a switching unit, a two-threshold comparator with two reference voltages of lower U n and the upper U in the levels of the reference capacitor and the computing device, when the power supply is turned off, by changing the topology of the measuring circuit: first connect your own two-terminal circuit and measure the discharge duration T p1 , then connect the reference capacitor to the circuit and determine the discharge duration T p2 , and values of capacitance C x and resistance R x are calculated by the formulas
C x = C 0 / (Tp 2 / Tp 1 -1),
R x = Tp 1 / (C x A),
where A = ln (U in / U n ).
RU2008102201/28A 2008-01-21 2008-01-21 Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel RU2365925C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102201/28A RU2365925C1 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102201/28A RU2365925C1 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2365925C1 true RU2365925C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41149971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008102201/28A RU2365925C1 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365925C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106501618B (en) Capacitor's capacity measuring circuit
CN106645981B (en) Capacitor's capacity measuring circuit
TWI651930B (en) Capacitive proximity detection using delta-sigma conversion
KR101390274B1 (en) Integrated time and/or capacitance measurement system, method and apparatus
RU2391677C1 (en) Microcontroller metering transducer of capacitance and resistance into binary code
CN204462255U (en) Apparatus for measuring capacitance capacity
CN105527501A (en) Small capacitance measurement method
CN102193032A (en) Self-capacitance change measuring circuit with high precision and high stability
RU2008152051A (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE CAPACITY OF A CAPACITIVE COMPONENT
US20180106844A1 (en) Capacitive sensing
US10833654B2 (en) Oscillator circuit with comparator delay cancelation
RU2365925C1 (en) Way of determination of grounded capacity cx and resistance rx of passive two-terminal element connected in parallel
RU2603937C1 (en) Microcontroller measuring converter for resistive and capacitive sensors with transmission of conversion result over radio channel
CN204925248U (en) Measure circuit of adjustable resistance resistance
CN109342827B (en) Circuit and method for measuring capacitance value through capacitance alternating current charge and discharge
CN104897964B (en) A kind of circuit and method for measuring variable resistor resistance
RU2502076C1 (en) Microcontroller metering converter of resistance into binary code with voltage-controlled generator
TWI425197B (en) Time-domain temperature sensor
CN214067270U (en) Capacitance value measuring circuit based on constant current source
CN111650441B (en) Capacitance detection circuit, capacitance detection method and electronic equipment
RU2670724C9 (en) Micro-controller device for tanks measurement
TWI470527B (en) An integrated circuit that achieves touch capacitance sensing with charge sharing
RU2260190C1 (en) Relaxation measuring device for parameters of cg-dipole
RU2308727C1 (en) Device for measuring electric capacity
RU2312366C1 (en) Method for determining parallel-coupled capacity cx and resistance rx of a passive dipole

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100122