SU1161901A1

SU1161901A1 - Induction meter

Info

Publication number: SU1161901A1
Application number: SU833675509A
Authority: SU
Inventors: Илья Михайлович Белогурский; Сергей Александрович Беляков; Александр Иванович Мартяшин; Петр Павлович Чураков; Сергей Владимирович Митрохин
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1985-06-15

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель , выход которого соединен со своим инвертирующим входом через масштабирукиций усилитель , с одной клеммой дл подключени катушки измер емой индуктивности, с входом одновибратора и первым входом блока управлени , опера1.щонный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной св зью, выход которого соединен с неинвертируюпрм входом дифференциального усилител -ограничител , генератор опорной частоты, выход которого через блок управлени подключен к счетчику, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности , в него введен переключатель, причем его управл ющий и аналоговые входы соединены, соответственно с 9 выходом одновибратора и другой клеммой дл подключени катушки / измер емой ивдуктивности, а аналоговые выходы - с входом операционного усилител с резистивной ота с рицательной обратной св зью и общей -ШИНОЙ измерител .INDUCTANCE METER, containing a differential limiting amplifier, the output of which is connected to its inverting input via a scaling amplifier, with one terminal for connecting the coil of the measured inductance, to the input of a single vibrator and the first input of the control unit, an operational amplifier covered by a resistive negative feedback , the output of which is connected to the non-inverted input of the differential amplifier-limiter, the reference frequency generator, the output of which is through the control unit It is connected to a counter, characterized in that, in order to increase reliability, a switch is inserted into it, and its control and analog inputs are connected, respectively, to the 9 output of the one-oscillator and another terminal for connecting the coil / measured and inductance, and the analog outputs to the input an operational amplifier with resistive negative feedback and a common -CHAIN meter.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может б.ыть использовано дл измерени индуктивности катушек и трансформаторов типй длинной линии, обладающих значительной собственной межвитковой емкостью.The invention relates to a measuring technique and can be used to measure the inductance of coils and transformers of a long line with significant own interturn capacity.

Известен измеритель индуктивности и добротности катушек индуктивности , содержащий генератор переменного тока, соединенный через масштабирующий элемент с исследуемой катушкой индуктивности и аналоговыми входами второго и третьего фазовых детекторов, измерительный операционный усилитель с образцовым резистором в цепи обратной св зи , вход которого соединен с исследуемой катушкой индуктивности, а выход через опорную цепь с управл ющим и аналоговым входом первого фазового детектора и управл ющим входом второго фазового детектора , а также с управл ющим входом третьего фазового детектора непосредственно, три фильтра нижних частот, входы которых соединены с соответствующими выходами фазовых детекторов,, а выходы - через ключи с входами логометра у .A known inductance meter and Q-factor of inductors, comprising an alternating current generator connected via a scaling element to the inductance under study and analog inputs of the second and third phase detectors, measuring operational amplifier with a reference resistor in the feedback circuit, whose input is connected to the inductance under study, and the output through the reference circuit with a control and analog input of the first phase detector and a control input of the second phase detector And with the third control input of the phase detector directly, three low-pass filter whose inputs are connected to respective outputs of the phase detectors and the outputs ,, - via keys with inputs from ratiometer.

Недостаток данного измерител невысока точность при измерении индуктивности катушек из-за вли ни на результат собственной межвитково емкости.The disadvantage of this meter is low accuracy in measuring the inductance of the coils due to the effect on the result of its own inter-turn capacitance.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс измеритель индуктивности, который содержит дифференциальный усилительограничитель , выход которого соединен со своим инвертирующим входом через масштабирующий усилитель,осуществл ющий положительную обратную св зь, со входом операционного усилител с резистивной отрицательной обратной св зью через катушку измер емой индуктивности и со своим неинвертирующим входом и с выходом операционного усилител через последовательно включенные одновибратор и ключ. Выход дифференциального усилител -ограничител соединен также с первым входом блока управлени , второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частот а на третий вход поступает сигнал начала измерений. К выходу блока уп:равлени подключен счетчик 2 The closest to the proposed technical entity is an inductance meter, which contains a differential amplifier-limiter, the output of which is connected to its inverting input via a scaling amplifier performing positive feedback, with an input of an operational amplifier with resistive negative feedback through a coil of measured inductance and with its non-inverting input and the output of the operational amplifier through a series-connected one-shot and key. The output of the differential limiting amplifier is also connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the output of the reference frequency generator and the signal to start the measurements is sent to the third input. To the output of the control unit: control is connected to the counter 2

Известный измеритель индуктивности характеризуетс низкой надежностью из-за реализации на выходе опера.ционного усилител с резистивной отрицательной обратной св зью режима предельно допустимого выходного тока при замыкании ключа.The known inductance meter is characterized by low reliability due to the realization at the output of an operational amplifier with a resistive negative feedback of the mode of the maximum permissible output current when the key is closed.

Целью изобретени вл етс повышение надежности измерител индуктивности катушек. , , .The aim of the invention is to improve the reliability of inductance meter coils. ,,

Цель достигаетс тем, что в измеритель индуктивности, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель , выход которого соединен со своим инвертирующим входом через масштабирующий усилитель, с одной клеммой дл подключени катушки измер емой индуктивности, с входом одновибратора и первым входом блока управлени , операционный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной св зью, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилител -ограничител , генератор опорной частоты, выход которого через блок управлени подключен к счетчику, введен переКлючатель , причем его управл ющий и аналоговые входы соединены соответственно с выходом одновибратора и другой клеммой дл подключени катушки измер емой индуктивности,а аналоговые выходы - с входом операционного усилител с резистивной отрицательной обратной св зью и общей шиной измерител .The goal is achieved by the fact that the inductance meter, which contains a differential amplifier-limiting device, the output of which is connected to its inverting input through a scaling amplifier, has one terminal for connecting a measured inductance coil, a single-vibration input and a first input of the control unit, an operational amplifier, covered by a resistive negative feedback, the output of which is connected to a non-inverting input of a differential limiting amplifier, a reference frequency generator whose output is black Without a control unit connected to the meter, a switch is inserted, its control and analog inputs are connected respectively to the output of the one-vibrator and another terminal for connecting the measured inductance coil, and the analog outputs to the input of the operational amplifier with a resistive negative feedback and a common meter bus .

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого измерител .The drawing shows the functional diagram of the proposed meter.

Измеритель индуктивности катушек содержит дифференциальный усилитель-ограничитель 1, масштабирующий усилитель 2, операционный усилитель 3, катушку 4 измер емой индуктивности , одновибратор 5, переключатель 6, блок 7 управлени , на один из входов которого поступает сигнал 8 начала измерений, генератор 9 опорной частоты и счетчик 10. Выход усилител -ограничител 1 соединен со своим инвертирующим входом через усилитель 2, с управл юш 1м входом переключател 6 через одновибратор 5 и с аналоговым входом переключател 6 через катушку 4, а также непосредственно с первым входом блока 7. Аналоговые выходы переключател 6 соединены соответственно -сThe inductance meter of the coils contains a differential amplifier-limiter 1, a scaling amplifier 2, an operational amplifier 3, a coil 4 of the measured inductance, a single vibrator 5, a switch 6, a control unit 7, one of the inputs of which receives the signal 8 to start measurements, a reference frequency generator 9 and counter 10. The output of the amplifier limiter 1 is connected to its inverting input through amplifier 2, with control 1 m input of switch 6 through a single vibrator 5 and with analog input of switch 6 through coil 4, as well as Especially with the first input of the unit 7. The analog outputs of the switch 6 are connected respectively -c

33

общей шиной измерител и инвертирующим входом усилител 3 с резистивной отрицательной обратной св зью, выход которого соединен с неинвёртирующим входом усилител -ораничител 1. Выход генератора 9 подключен к второму входу блока 7, выход которого, в свою очередь, соединен с входом счетчика 10.common bus meter and inverting input of amplifier 3 with a resistive negative feedback, the output of which is connected to the non-inverting input of amplifier 1. The output of generator 9 is connected to the second input of block 7, the output of which, in turn, is connected to the input of counter 10.

Работа измерител происходит следующим образом.The work of the meter is as follows.

В начальный момент времени напр жение to с выхода на инвертирующий вход усилител -ограничител поступает через усилитель 2 с коэффициентом передачи -К образу цепь положительной обратной св зи, котора поддерживает усилительограничитель 1 в насьпценном состо нии . Одновременно это же напр жение поступает на вход одновибратора 5 и катушки 4. Одновибратор 5 срабатывает и подает на переключатель 6 управл ющий импульс. При этом в течение времени t . значительно большем времени t зар да наибольшей собственной межвитковой емкости катушки 4, последн через переключатель 6 оказываетс подключенной к общей шине измерител ,причем усилитель 3 представл ет собой неинвертирующий усилитель,охваченньй глубокой резистивной отрицательной обратной св зью, с близким к нулю выходным напр жением. По окончании импульса одновибратора 5 катушка 4 через переключатель 6 соедин етс с инвертирующим входом усилител 3 с резистивной отрицательной обратной св зью. Таким образом к моменту окончани управл ющего импульса одновибратора 5 межвиткова емкость катушки 4 оказываетс полностью зар женной, что устран ет ее вли ние на результат измерени . Следует отметить. Что закон изменени тока в катушке АAt the initial moment of time, the voltage to from the output to the inverting input of the amplifier-limiter enters through amplifier 2 with a transmission coefficient of -C to form a positive feedback circuit that maintains amplifier amplifier 1 in the valuation state. At the same time, the same voltage is applied to the input of the single-vibration 5 and coil 4. The single-vibration 5 triggers and sends a control pulse to the switch 6. However, during the time t. the charge t of the largest internal inter-turn capacitance of the coil 4, the latter through switch 6, is connected to the common bus meter, and the amplifier 3 is a non-inverting amplifier, covered by a deep resistive negative feedback, with a close to zero output voltage. At the end of the pulse of the one-shot 5, the coil 4 through the switch 6 is connected to the inverting input of the amplifier 3 with resistive negative feedback. Thus, by the end of the control pulse of the one-shot 5, the interturn capacity of the coil 4 is fully charged, which eliminates its influence on the measurement result. It should be noted. What is the law of current change in coil A?

16190141619014

при подключении ее через переключатель 6 к инвертирующему входу усилител 3 остаетс п|)актически неизменным , поскольку происходит коммутаци участков электрической цепи с одинаковыми потенциалами. Разлага экспоненциальную функцию в степенной р д и ограничива сь двум первыми членами разложени получим when it is connected via switch 6 to the inverting input of amplifier 3, it remains practically unchanged, since sections of the electric circuit with the same potentials are switched. The expansion is an exponential function in the power series and limited to the first two members of the expansion, we get

P -toB5 P -toB5

рR

Р t t P t t

CBSCBS

В момент смены знака разности напр жений на входах усилител -ограничител 1 напр жение на его выходе за счет положительной обратной св зи через усилитель 2 скачком сменит знак и описанный йроцесс повтор ,етс . При этом период повторени генерируемых на выходе усилител ограничител 1 пр моугольньк импульсов пропорционален индуктивности катушки 4 IAt the moment of changing the sign of the voltage difference at the inputs of the amplifier-limiter 1, the voltage at its output due to positive feedback through the amplifier 2 abruptly changes sign and the described repetition process. In this case, the repetition period generated at the output of the amplifier of the limiter 1 rectangular pulses is proportional to the inductance of the coil 4 I

T 4K-f- . ROT 4K-f-. RO

При поступлении сигнала 8 начала измерени на блок 7 последний вьщел ет импульсы, количество которых определ етс частотой следовани импульсов, поступающих на блок 7 с генератора 9 и периодом повторени генерируемых на выходе усилител ограничител 1 пр моугольных импуль;сов , поступающих также на блок 7. Выделенные импульсы опорной частоты поступают на счетчик 10, на котором регистрируетс и отображаетс число равное измер емой индуктивности катушки .When a measurement start signal 8 arrives at block 7, the last produces pulses, the number of which is determined by the frequency of the pulses arriving at block 7 from generator 9 and the repetition period generated at the output of the amplifier of limiter 1 rectangular pulse, also arriving at block 7. The selected pulses of the reference frequency are fed to a counter 10, at which a number equal to the measured inductance of the coil is recorded and displayed.

Таким образом, использование коммутатора на входе операционного усилител позволило снизить величину максимально допустимого выходного тока и тем самым облегчить режим работы устройства.Thus, the use of a switch at the input of the operational amplifier allowed reducing the value of the maximum permissible output current and thereby facilitating the operation of the device.

Claims

Inductance meter, containing a differential amplifier-limiter, the output of which is connected to its inverting input through a scaling amplifier, with one terminal for connecting the coil of the measured inductance, with the input of a one-shot and the first input of the control unit, an operational amplifier covered by a resistive negative feedback, the output of which connected to a non-inverting input of the differential amplifier-limiter, the reference frequency generator, the output of which through the control unit is connected to a counter, characterized in that, in order to increase reliability, a switch is inserted into it, moreover, its control and analog inputs are connected, respectively, to the output of a single vibrator and another terminal for connecting a coil ι of the measured inductance, and analog outputs are connected to the input of an operational amplifier with resistive negative feedback and common bus meter.