SU1285401A1 - Устройство дл определени параметров конденсатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерени . Она достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  параметров конденсатора (к), содержащее управл емый генератор тока 3, повторитель напр жени  (и) 5 и пороговый блок б, введены источник И смещени  2, ограничитель Н 4, включающий компаратор 7, резисторы (Р) 8-10, переменные Р 11, 12, переключатель 13, измеритель длительности импульсов 14. В описании изобретени  даны математические выражени  дл  расчета параметров измер емого К. Устройство может быть использовано при контроле параметров конденсаторов по параллельной схеме , замещени . 1 ил.

Description

П

00

сд

4

О

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при контроле параметров конденсаторов по параллельной схеме замещени  .

Цель,изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение , стабильности измерени .

На чертеже представлена схема устройства дп  определени  параметров конденсатора.

Устройство содержит клеммь: 1 дп  подключени  исследуемого конденсатора , источник 2 напр жени  смещени , управл емый генератор 3 тока, ограни читель 4 напр жени , повторитель 5 напр жени , пороговый блок 6, включающий компаратор 7 и резисторы 8-10 переменные резисторы 11 и 12, переключатель 13 и измеритель 14 дпитель ности импульсов.

Одна из клемм 1 дл  подключени  измер емого конденсатора подключена к источнику 2 напр жени  смещени , а друга  - к выходу управл емого ге- нератора 3 тока, к ограничителю 4 напр жени  и через повторитель 5 .напр жени  к сигнальному входу порогового блока 6. Пороговый блок 6 состоит из компаратора 7 и резисто- ров 8 и 9, обща  точка соединени  которых соединена с неинвертирующим входом компаратора 7, а противоположные выводы резистора 8 - с сигнальным входом порогового блока 6, а резистора 9 - с управл юш 1М входом порогового блока 6. Инвертирующий вход компаратора 7 соединен через резистор 10 с общей щиной. Неинвертирующий и инвертирующий выходы компа- ратора 7 через первый и второй переменные резисторы 11 и 12 соответственно соединены с общей шиной. Под- вижньй контакт первого переменного резистора соединен с управл ющим вхо- дом порогового блока 6, подвижный контакт второго переменного резистора 12 соединен с входом управл емого генератора 3 тока. Неинвертирующий выход порогового блока 6 соединен с одним к контактов переключател  13, а инвертирующий выход - с вторым контактом переключател  13, подвижньй контакт переключател  13 соединен с входом измерител  14 длительности им пульсов,,

Устройство дл  определени  параметров конденсатора работает следующим образом.

После подачи напр жени  питани . устанавливают необходимую величину положительного напр жени  на выходе источника 2 напр жени  смещени . Измер емый конденсатор начинает быстро зар жатьс  ограниченным током источника 2 напр жени  через ограничитель 4 напр жени . На ограничителе 4 напр жени  устанавливаетс  положительный потенциал, равный по величине падению напр жени  на открытом диоде. Так как этот потенциал больше по величине напр жени  порогового уровн  срабатывани  блока 6, то он устанавливает пороговый блок 6 в положение, при котором на его выходе по вл етс  сигнал отрицательной пол рности. Этот сигнал, воздейству  на вход управл емого генератора 3 тока через переменный резистор 12, вызывает на его выходе отрицательное направление тока. Когда ток зар да от источника 2 напр жени  смещени  прекратитс , измер емый конденсатор начинает разр жатьс  ранее установившимс  отрицательным выход- ным током управл емого генератора 3 до момента достижени  потенциала на выходе повторител  5 напр жени  отрицательного пор огового уровн  срабатывани  блока 6. После срабатывани  пороговый блок 6 мен ет пол рность на своем неинвертирующем выходе на противоположную, что приводит к изменению направлени  тока на выходе генератора 3. Измер емый конденсатор начинает снова зар жатьс , но теперь уже выходным током генератора 3. Когда потенциал на выходе повторител  5 напр жени  достигает положительного порогового уровн  срабатывани  блока 6, процесс повтор етс  и схема переходит в режим автоколебаний .

Переменным резистором 11 устанавливают величину напр жени  порога срабатывани  блока 6, а резистором 12 - величину выходного тока управл емого генератора 3,

Длительность t зар да от момента tj до момента t при измерении напр жени  на емкости от U -U до Ц +UP определ етс  выражением

(1)

tM / у

- напр жение сметрни  источника 2;

.,

i-b-S-i UcH7Rv

где и

см

Ujj, - напр жение порога срабатывани  по сигнальному входу блока 6;

ip - выходной ток генератора 3. Длительность разр да емкости от момента времени t до момента времени t при изменении напр жени  на ней от U(, +и до Utf, -Un определ етс  выражением

..--i--. (2)

-t t 2УпСх

2-Ч 2 i,+u,;:7R.

Выражени  (l) и (2) справедливы

при условии сг - напр жение на конденсаторе, что вполне выполн етс  на практике.

Использу  выражени  (l) и (2), получим:

длительность периода колебаний напр жени  на конденсаторе при наличии сопротивлени  потерь

1

(3)

Т- Т + -

1 г 1- 0(2 где TO - длительность периода колебаний напр жени  на конденсаторе при отсутствии сопротивлени  потерь, равна  4 .()

d - коэффициент, равный

с1 Hi.

- ВТ

(5)

1 г у разность длительностей импульсов

ТосА

(6)

а также произведение длитель импульсов

То

41-2-4(

Реша  совместно уравнени  (6), получим

d

Решай совместно уравнени 

(7), получим

Т /д .

о f + f

Использу  формулы (3), (5 ( 9), получим выражени  дл  оп лени  параметров измер емого сатора:

сопротивление потерь

,, () UcM

W,,Yir

ток утечки

Т Uc-.(T:i-T2) ir

емкость

С (t-i+fj Un

посто нную времени

.Т -D Г

ч - 7;Г IT 1 ТГ (, Ui,

тангенс угла потерь

„ AUr,

tg о -г---- -г-.- с -i 2 - сМ

. 5 е  

fO

15

20

25

30

35

40

, - 45

50

)

55

с помощью переключател  13, подключа  поочередно измеритель 14 длительности импульсов к инвертирующему и неинвертирующему выходам порогового блока 6, измер ем значени  длительности положительных импульсов Т и,.

Подставл   в формулы (Ю), (П), (12), (13) и (14) измеренные значени  длительностей импульсов i и а также значени  параметров злемен- тов схемы и, , ip , и , получим необходимые параметры измер емого конденсатора .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  параметров конденсатора, содержащее управл емый генератор тока и клеммы дл  подключени  конденсатора, общий вывод которых соединен через повторитель напр жени  с сигнальным входом порогового блока, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точности измерени , в него введены источник напр жени  смещени , ограничитель напр жени , два переменных резистора, переключатель и измеритель длительности импульсов, причем выход управл емого генератора тока и одна из клемм дл  подключени  исследуемого конденсатора соединены с первым выводом ограничител  напр жени , а друга  клемма - с первой щиной источника напр жени  смещени , втора  шина которого соединена с вторым выводом ограничител  напр жени , с первыми выводами переменных резисторов и с общей шиной, второй вывод первого переменного резистора соединен с неинвертируюпшм выходом порогового блока и с одним из контактов переключател , второй вывод второго переменного резистора соединен с инвертирующим выходом порогового блока и с другим контактом переключател , подвижный контакт первого переменного резистора подключен к управл ющему входу порогового блока , подвижршм контакт второго переменного резистора подключен к входу

   5I28540J.6

   управл ;емого генератора тока, а под-чен к измерителю длительности имвижный контакт переключател  подклю- пульсов,