SU1594450A1 - Capacitor parameters-to-voltage converter - Google Patents
Capacitor parameters-to-voltage converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1594450A1 SU1594450A1 SU884409243A SU4409243A SU1594450A1 SU 1594450 A1 SU1594450 A1 SU 1594450A1 SU 884409243 A SU884409243 A SU 884409243A SU 4409243 A SU4409243 A SU 4409243A SU 1594450 A1 SU1594450 A1 SU 1594450A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- operational amplifier
- voltage
- capacitor
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл сн ти параметров емкостного датчика при диэлькометрическом методе контрол параметров материалов. Цель изобретени - увеличение быстродействи . Преобразователь параметров конденсатора в напр жение содержит генератор 1, операционный усилитель 2, делитель напр жени 3, блок вычитани 4 и фазовый детектор 5. Введение в преобразователь регул тора 6 и сдвоенного переменного сопротивлени 7 позвол ет автоматизировать процесс преобразовани и одновременного измерени напр жений, пропорциональных емкости C X и активной проводимости G X. 2 ил.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure the parameters of a capacitive sensor with a dielectric method for monitoring the parameters of materials. The purpose of the invention is to increase speed. The capacitor voltage to voltage converter contains a generator 1, an operational amplifier 2, a voltage divider 3, a subtraction unit 4 and a phase detector 5. Introduction to the converter of a regulator 6 and a dual variable resistance 7 automates the process of converting and simultaneously measuring voltages proportional to capacitance CX and active conductivity G X. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл измерени параметров конденсаторов , имеющих диэлектрические потери , например емкостных датчиков,, используемых при диэлькометрическом методе контрол качества материалов,The invention relates to electrical measuring equipment and is intended to measure the parameters of capacitors having dielectric losses, for example, capacitive sensors used in the dielectric method of controlling the quality of materials
Пель изобретени - увеличение быстродействи ,Pel invention - increase speed,
На фиг.1 представлена функциональна схема преобразовател ; на фиг„2 - функциональна схема регул тора и управл емого сопротивлени .Figure 1 presents the functional diagram of the Converter; fig 2 is a functional diagram of the regulator and controlled resistance.
Преобразователь параметров конденсатора в напр жение содержит генератор 1, первый операционный усилит«У1Ь 2, делитель 3 напр жени , блок 4 вычитани , фазовь5й детектор 5, регул тор 6, сдвоенное переменное сопротивление 7, второй операционный усилитель 8.The capacitor voltage to voltage converter contains a generator 1, a first operational amplifier, U1b 2, a voltage divider 3, a subtraction unit 4, a phase detector 5, a regulator 6, a dual variable resistance 7, a second operational amplifier 8.
Преобразователь работает следук::- щим образом.The converter works in the following manner: -.
Выходные напр жени генератора 1 О и блока 4 вычитани U св заны между собой зависимостьюThe output voltages of the generator 1 O and the subtraction unit 4 U are interconnected by the dependence
,и, (1 -f -1-°- )-и,, and, (1-f -1- ° -) -and
. , .|.- . ,. | .-
и Б .li. к7 Т( and B. .li. K7 T (
jarcig-cJ RxC-xjarcig-cJ RxC-x
е e
j av- cf wR c7 j av- cf wR c7
JifiCi.Jifici
RjRj
x x
l+jwRjfCl + jwRjfC
RX Rx
.jarci u)RxCx.jarci u) RxCx
{{
5five
00
5five
00
5five
Если угол сдвига фаз между напр жени ми на входах фазового детектора отличен от нул , на его выходе по вл етс напр жение, величина которого зависит от величины и знака угла рассогласовани . Это напр жение , пропорциональное рассогласованию , отбрасываетс регул тором, на выходе которого по вл етс управл ющее воздействие, которое измен ет сопротивление резистора R до тех пор 5 пока не вьшолнитс условиеIf the phase shift angle between the voltages at the inputs of the phase detector is different from zero, a voltage appears at its output, the value of which depends on the magnitude and sign of the error angle. This voltage, proportional to the error, is rejected by the regulator, at the output of which a control action appears that changes the resistance of the resistor R until 5
RO 0 RO 0
Управл ющее воздействие на К и RControl effect on K and R
/} ре гул тором вырабатываетс следуюпщм образом. При.включении устройства напр жение на выходе регул тор а и 0, R затемнен. При полностью /} the controller is generated in the following way. When the device is turned on, the output voltage of the regulator is a and 0, R is darkened. At full
и fi.and fi.
затемненном резисторе R опережает U, , так как R Сд , следовательно, arctgW R {, CQ arctf wRjfC. Пусть при этом напр жение на выходе фазового детектора 5 имеет знак плюс. Тогда на выходе регул тора по витс напр жение, измен ющеес по законуthe darkened resistor R is ahead of U,, since R Cd, therefore, arctgW R {, CQ arctf wRjfC. Let the voltage at the output of the phase detector 5 have a plus sign. Then at the output of the regulator for the Vits voltage varying according to the law
С - емкость образцового конденсатора;С - capacitance of an exemplary capacitor;
Р j - соответственно емкость и сопротивление потерь измер емого конденсатора делител 3 напр жени ;P j are the capacitance and loss resistance of the measured capacitor of the voltage divider 3, respectively;
R - сопротивлени функционапьоR - functional resistance
но св занных резисторов сдвоенного переменного сопротивлени 7; и. - входное напр жение блока 4,but coupled resistors of dual variable resistance 7; and. - input voltage of block 4,
° . lj.° lj.
1one
RO- еRO- e
I+JWR;C,I + JWR; C,
) RJ .с,,) RJ. S ,,
jwCejwCe
|. I+CU(|. I + CU (
4040
и RCand RC
j U dt.j u dt.
5five
00
5five
Напр жение это будет нарастать, световой поток оптрона также нарастает , сопротивление уменьшаетс , напр жение на входе регул тора уменьшаетс с уменьшением разбаланса фаз. Это будет происходить до тех пор, пока не выполнитс условие ,|,C;f.This voltage will increase, the light output of the optocoupler also increases, the resistance decreases, and the voltage at the regulator input decreases with decreasing phase unbalance. This will occur until the condition, |, C; f.
При этом напр жение на входе регул тора и О, а напр жение на его выходе II (t,) - - J U dt (где tjмомент синфазности) отлично от нул (за счет напр жени , до которого зар дилась емкость С). При изменении RJJ или Сд, например при увеличении, разность фаз , arctg, К(, arctg . При этом на выходе фазового детектора 5 по вл етс напр жениеIn this case, the voltage at the input of the regulator and O, and the voltage at its output II (t,) - - J U dt (where tj is the phase phase) is different from zero (due to the voltage up to which the capacity C was charged). When RJJ or Sd changes, for example when increasing, the phase difference, arctg, K (, arctg. At the same time, the output of the phase detector 5 appears
иand
трицательной пол рности U , а на ыходе регул тора напр жение U изен етс по законуtricate polarity U, and at the output of the regulator, the voltage U is changed according to the law
1 one
и (t)u (t,) J и dt,and (t) u (t,) J and dt,
оabout
т.е. будет уменьшатьс по модулю, что приведет к уменьшению светового отока оптрона и увеличению R. Про- есс будет продолжатьс до тех пор, пока не выполнитс условие , при котором , а и отрицательно и отлично от нул . Положительной пол рности напр жение u в схеме по витьс не может, поскольку при уменьшении U по модулю и соот- ветствуюп;ему ему изменении светового потока оптрона всегда найдетс отрицательной пол рности и соответствующее ему сопротивление резистора R, при котором RpCg RyCx.those. will decrease in magnitude, which will lead to a decrease in the light output of the optocoupler and an increase in R. The process will continue until the condition is met, which is both negative and non-zero. A positive polarity voltage u cannot appear in the circuit, since as u decreases in modulus and corresponds to it, the change in the light flux of the optocoupler always finds negative polarity and the corresponding resistance of the resistor R at which RpCg RyCx.
Таким образом, пол рность выход- ного напр жени регул тора в процессе работы не измен етс . При этом угол сдвига фаз между напр жени ми на входах фазового детектора становитс равным нулю. Таким образом, фаза напр жени на выходе блока вычитани поддерживаетс регул тором за счет изменени сопротивлени резистора .RO равной фазе напр жени генератора . Напр жение на выходе блока 4 вычитани при этом равноThus, the polarity of the output voltage of the regulator does not change during operation. In this case, the phase shift angle between the voltages at the inputs of the phase detector becomes zero. Thus, the voltage phase at the output of the subtraction unit is maintained by the controller by changing the resistance of the .RO resistor to the generator voltage phase. The voltage at the output of block 4 subtraction is equal to
т т т т Чt t t t H
3 и, -R;3 and -R;
или, учитыва , что в случае синфаз- ности напр жений U и Uor, taking into account that, in the case of the synphase of the voltages U and U
RORO
СхCx
с7 c7
получаем дл модулей напр женийwe get for voltage modules
П - У1 г К Г 3 с„ X П - У1 г К Г 3 с „X
где К, -р- величина посто нна , ° значение которойwhere K, p is a constant value, ° the value of which
известно заранее. Iknown in advance. I
Таким образом, напр жение на выходе блока вычитани пропорционально измер емой емкости.Thus, the voltage at the output of the subtraction unit is proportional to the measured capacitance.
Напр жение 1Ь на выходе второго операционного усилител 8 св зано С напр жением U, следуюпсим образом:Voltage 1b at the output of the second opamp 8 is connected With voltage U, as follows:
Т7 -5°« - TI °T7 -5 ° "- TI °
УЗ п - I , R.UZ p - I, R.
RR
осwasp
т t
Учитыва , что у сдвоенного переменного резистора сопротивлени R и R измен ютс синхронно, т.е.Bearing in mind that in a dual variable resistor, the resistances R and R change synchronously, i.e.
RiRi
Г) IID) ii
К const. To const.
дл и получимdl and get
10ten
U,U,K,R,, --- ,U, U, K, R ,, ---,
1515
2020
2525
где G --- - активна проводимостьwhere G --- is active conductivity
конденсатора; a capacitor;
.2Rg. - величина посто нна и известна заранее..2Rg. - the value is constant and known in advance.
Таким образом, напр жение на выходе второго операционного усилител пропорционально активной проводимости конденсатора.Thus, the voltage at the output of the second opamp is proportional to the active conductivity of the capacitor.
Положительный эффект заключаетс в значительном уменьшении времени преобразовани за счет автоматизации щэоцесса и одновременного получени информации о величине параметров конденсатора С. и G.The positive effect is to significantly reduce the conversion time by automating the process and simultaneously obtaining information about the value of the parameters of the capacitor S. and G.
Фор м ула изобретени Formula of invention
Преобразователь параметров конденсатора в напр жение, содержащий гене- ратор, первый операционный усилитель , блок вычитани , фазовый детек- ,тор, причем выход генератора соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилител , первым вхо- дом фазового детектора и первым входом блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом первого операционного усилител , инвертирующий вход которого соединен со сред- ней точкой делител напр жени , подключенного к выходу первого операционного усилител и состо п1его из образцового конденсатора и клеммы дл подключени измер емого конден- сатора, втора клемма дл подключени измер емого конденсатора соединена с нулевой шиной, отличающийс тем, что, с целью увеличени быстродействи , в него введены регул тор, сдвоенное переменное сопротивление , второй операционный усилитель и резистор обратной св зи, включенный между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилител , неинвертиру1ош 1й вход которого подключен к общей шине, первый резистор сдвоенного переменного сопротивлени включен параллельно образцовому конденсатору, второй резисторA converter of capacitor parameters to voltage containing a generator, a first operational amplifier, a subtraction unit, a phase detector, and a generator output connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the first input of the phase reading unit, the second input which is connected to the output of the first operational amplifier, the inverting input of which is connected to the middle point of the voltage divider connected to the output of the first operational amplifier and consists of capacitor and terminals for connecting the measured capacitor, the second terminal for connecting the measured capacitor is connected to the zero bus, characterized in that, in order to increase speed, a regulator, a dual variable resistance, a second operational amplifier and a reverse resistor connection, connected between the output and the inverting input of the second operational amplifier, non-inverted; 1st input of which is connected to the common bus, the first dual variable resistance resistor is connected to the parallel no exemplary capacitor, the second resistor
сдвоенного переменного сопротивлени включен между выходом блока вычитани и инвертирующим входом второго операционного усилител , управл ющий вход сдвоенного переменного сопротивлени соединен с выходом регул тора, входa dual variable resistance is connected between the output of the subtraction unit and the inverting input of the second operational amplifier; the control input of the dual variable resistance is connected to the output of the regulator, the input
которого соединен с выходом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитани и вл етс первым выходом устройства, выход второго операционнаго усилител вл етс вторым выходом устройства.which is connected to the output of the phase detector, the second input of which is connected to the output of the subtractor and is the first output of the device, the output of the second operational amplifier is the second output of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884409243A SU1594450A1 (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | Capacitor parameters-to-voltage converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884409243A SU1594450A1 (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | Capacitor parameters-to-voltage converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1594450A1 true SU1594450A1 (en) | 1990-09-23 |
Family
ID=21368320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884409243A SU1594450A1 (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | Capacitor parameters-to-voltage converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1594450A1 (en) |
-
1988
- 1988-04-12 SU SU884409243A patent/SU1594450A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1242850, кл. G 01 R 27/26, 1985. ,Авторское свидетельство СССР V 124.6021, кл. G 01 R 27/26, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2162534C (en) | Arrangement for the linearization and temperature compensation of sensor signals | |
US4816745A (en) | Method and arrangement for measuring the resistance ratio in a resistance half-bridge | |
EP0105120B1 (en) | Method and apparatus for measuring signals from differential sensors | |
CA2046269C (en) | Arrangement for processing sensor signals | |
SU1594450A1 (en) | Capacitor parameters-to-voltage converter | |
KR830009480A (en) | Reactance measurement circuit | |
US3766469A (en) | Capacitance and loss tangent measuring apparatus | |
US4793187A (en) | Circuit arrangement for the compensation of temperature-dependent and temperature-independent drift and for the compensation of the sensitivity of a capacitive sensor | |
CN110132320B (en) | Method for monitoring capacitance change of capacitive sensor | |
CN113785300A (en) | Fingerprint identification detection circuit, control method thereof and fingerprint identification control chip | |
JPH06222032A (en) | Capacitive alcohol concentration measuring equipment | |
SU1267290A1 (en) | Converter of parameters of conductivity transducer | |
SU1104440A1 (en) | Method and device for measuring resistance | |
SU949539A1 (en) | Conductometric pickup resistance meter | |
SU1762211A1 (en) | Device for determination of components of dielectric permittivity | |
SU1272276A1 (en) | Meter of parameters of complex impedance | |
RU2168729C1 (en) | Capacitive converter | |
RU1803884C (en) | Capacitor three-component equivalent circuit capacitance-voltage converter | |
SU1174748A1 (en) | Device for measuring small slope | |
RU1827647C (en) | Pickup capacitance to frequency converter | |
SU1040430A1 (en) | Measuring converter for capacitive pickup | |
SU1054795A1 (en) | Converter of resistance of conductivity transducer to voltage | |
RU2037770C1 (en) | Measuring converter of nonelectric values | |
SU1323985A1 (en) | Digital meter of four-pole network gain factor | |
SU1023252A1 (en) | Device for automatic measuring of insulation resistance in electric networks having static converters |