Claims (2)
1one
Изобретение относитс к электроизмерительной и контрольной технике и может быть использовано как дл измерени тангенса угла потерь электрических конденсаторов во всем диапазоне частот, так и дл контрол конденсаторов по этому параметру.The invention relates to electrical measuring and control techniques and can be used both for measuring the loss tangent of electric capacitors in the entire frequency range and for monitoring capacitors in this parameter.
Известное устройство, содержащее дифференциальный усилитель-ограничитель, усилитель посто нного тока, охваченный цепью параллельной отрицательной обратной св зи, дифференциатор, интегратор, вычитающий и масштабирующий усилители, характеризуетс сложностью формировани компенсирующих напр жений, сравнительно низким быстродействием , а также тем, что измерение tg6 производитс на одной или нескольких фиксированных частотах, тогда как зачастую на практике необходимо знать величину tg6 в щироком диапазоне частот (от О до оо).A prior art device comprising a differential limiting amplifier, a direct current amplifier covered by a parallel negative feedback circuit, a differentiator, an integrator, subtracting and scaling amplifiers, is characterized by the complexity of generating compensating voltages, and the fact that measuring tg6 is performed at one or several fixed frequencies, whereas in practice it is often necessary to know the value of tg6 in a wide frequency range (from O to oo).
В предлагаемом устройстве, с целью -получени периода следовани импульсов, величина которого пр мо иропорциональна состо щей тангенса угла потерь в провод щих част х конденсаторов, выход дифференциального уси.тител -ограничител через образцовый резистор и усилитель посто нного тока, в цепь обратной св зи которого включен измер емый конденсатор, соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства непосредственно и с неинвертирующим - черезIn the proposed device, in order to obtain a pulse period, the value of which is directly proportional to the loss tangent of the conductor portions of the capacitors, the output of the differential amplifier is through the reference resistor and the DC amplifier, to the feedback circuit which the measured capacitor is switched on, is connected to the inverting input of the subtractor directly and with the non-inverting one through
дифференциатор и интегратор, причем выход вычита1ощего усилител через масщтабирующий усилитель подключен к инвертирующему входу дифференциального усилител -ограничител , неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора; кроме того, с целью получени частоты следовани импульсов , величина которой пр мо пропорциональна составл ющей тангенса угла потерь вa differentiator and an integrator, with the output of a power amplifier being connected via a mastable amplifier to an inverting input of a differential limiting amplifier, the non-inverting input of which is connected to the integrator's output; In addition, in order to obtain a pulse frequency, the value of which is directly proportional to the component of the loss tangent
диэлектрике конденсатора, выход дифференциального усилител -ограничител через измер емый конденсатор соединен со входом усилител посто нного тока, в цепь обратной св зи которого включен образцовый конденсатор .the capacitor dielectric, the output of the differential limiting amplifier is connected to the DC amplifier input through a measured capacitor, and an exemplary capacitor is connected to the feedback circuit.
На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2-временные диаграммы на выходах эле 1ентов схемы.FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed converter; in fig. 2-time diagrams at the outputs of the element of the 1ent scheme.
Рассмотрим работу преобразовател на нримере преобразовани в период следовани пр .моугольных импульсов составл ющей тангенса угла потерь конденсатора, обусловленной потер ми в провод щих част х (1§б)д/.Consider the operation of a converter on a conversion n-rimer during the period of following rectangular pulses constituting the loss tangent of the capacitor caused by losses in the conductive parts (1g) d /.
Пусть с выхода дифференциального усилител -ограничител 1 в начальный момент времени снимаетс напр жение . Это напр жение через образцовый резистор 2 с величиной сопротивлени Ro поступает наLet the voltage be removed from the output of the differential amplifier limiter 1 at the initial moment of time. This voltage through an exemplary resistor 2 with a resistance value Ro is supplied to
вход усилител посто нного тока (УПТ) 3, в цепь параллельной отрицательной ооратнои св зи которого включен конденсатор 4 с преобразуемой составл ющей (tg6)M; при этом на выходе УПТ 3 напр жение измен етс во времени по следующему закону: 2 - - ЕО 4- 0 где г - сопротивление провод щих частей конденсатора 4; С - емкость конденсатора 4. Это напр жение подаетс на вход дифференциатора 5, с выхода которого снимаетс напр жение , :- „где Тд - посто нна времени дифференциатора 5. Напр жение с выхода дифференциатора 5 подаетс на вход интегратора 6, с выхода которого снимаетс напр жение и, Е,-где Тп - посто нна времени интегратора 6. На входы вычитающего усилител 7 подаютс напр жени с выходом УПТ 3 и интегратора 6, а с выхода (при ) снимаетс напр жение // // // - р -Ь п -йПри этом на инвертирующий вход дифференциального усилител -ограничител 1 с выхода масштабирующего усилител 8 подаетс напр жение и,К Е,, а на неинвертирующий - напр жение и,2Е,-- RoC С выхода интегратора 6 (Л - коэффициент передачи масштабирующего усилител 8). В момент смены знака разности напр жений на входах дифференциального усилител ограничител 1, напр жение на его выходе скачком изменитс до величины -{-Ед, после чего напр жение на выходе УПТ 3 скачком изменитс на величину - 2 - R. и будет измен тьс во времени по следующему закону: t;,/(;f,),A,; При этом на выходе дифференциатора 5 + °Й на выходе интегратора 6 напр жение .и ,к о-напр жение , до которого зар дилс интегратор 6 за врем предыдущего цикла. Теперь с выхода вычитающего усилител 7 снимаетс напр жение (прнтд Ти)и . и,-и, + а с выхода масштабнрующего усилител 8 - напр жение (нритд Ти), п Р и, Е,. в момент повторной смены знака разности на входах дифференциального усилител ограничител 1 напр жение на его выходе вновь сменит знак и т. д. Период генерируемых импульсов определ етс выражением (при ): Т , где (иг - кругова частота, при которой определ етс (tg6)M-. При преобразовании составл ющей тангенса угла потерь конденсатора, обусловленной потер ми в диэлектрике (tg6)д , конденсатор 4 с искомым (1§б)д, включаетс во входную цепь УПТ 3, в цепь параллельной отрицательной обратной св зи которого включаетс ооразцовын конденсатор с пленочным диэлектриком типа полистирола или фторопласта , остальные св зи и работа преобразовател аналогичны рассмотренным выше. Частота генерируемых пр моугольных импульсов (при ) определ етс следующим выражением: f (tgSb, где Шг - кругова частота, при которой определ етс (tg6) д . Предмет изобретени 1. Преобразователь тангенса угла потерь электрических конденсаторов в унифицированные сигналы, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, усилитель посто нного тока, охваченный цепью параллельной отрицательной обратной св зи, дифференциатор , интегратор, вычитающий и масштабирующий усилители, отличающийс тем, что, с целью получени периода следовани импульсов, величина которого пр мо пропорциональна составл ющей тангенса угла потерь в провод щих част х конденсаоров , в нем выход дифференциального усиител -ограничител через образцовый резитор и усилитель посто нного тока, в цепьthe input of the DC amplifier (UPT) 3, in the parallel negative feedback circuit of which a capacitor 4 is connected with the transformed component (tg6) M; at the same time, at the output of the TFC 3, the voltage varies in time according to the following law: 2 - - ЕО 4- 0 where g is the resistance of the conductive parts of the capacitor 4; C is the capacitance of capacitor 4. This voltage is applied to the input of differentiator 5, the output of which relieves voltage: - where where TD is the time constant of differentiator 5. The voltage from the output of differentiator 5 is fed to the input of integrator 6, from which output is removed voltage and, E, - where Tn - is the time of the integrator 6. The inputs of the subtractive amplifier 7 are supplied with voltage from the DCF 3 and the integrator 6, and from the output (at) the voltage is removed // // // - p - B pd at the inverting input of the differential amplifier limiter 1 with the output and the scaling amplifier 8 is supplied with voltage and, K E ,, and the voltage, non-inverting, and, 2E, - RoC From the output of the integrator 6 (L is the transmission coefficient of the scaling amplifier 8). At the moment of changing the sign of the voltage difference at the inputs of the differential amplifier of the limiter 1, the voltage at its output abruptly changes to the value - {- Un, after which the voltage at the output of the DCF 3 abruptly changes by the value - 2 - R. time according to the following law: t;, / (; f,), A ,; At the same time, at the output of the differentiator 5 + ° C at the output of the integrator 6 is the voltage .i, k o voltage, up to which the integrator 6 charged during the previous cycle. Now the voltage from the output of the subtracting amplifier 7 is removed (prntd T) and. and, - and, + and from the output of the scaling amplifier 8 - the voltage (nrit Ti), p P i, E ,. at the moment of re-changing the sign of the difference at the inputs of the differential amplifier of limiter 1, the voltage at its output will again change sign, etc. The period of the generated pulses is determined by the expression (at): T, where (i is the circular frequency at which is determined (tg6 ) M-. When converting the loss tangent component of the capacitor due to dielectric loss (tg6) d, the capacitor 4 with the desired (1§b) d is included in the UPT 3 input circuit, the parallel negative feedback circuit of which includes capacitor capacitor with film A dielectric type of polystyrene or fluoroplastic, the other connections and the operation of the converter are similar to those discussed above. The frequency of the generated square-wave pulses (when) is determined by the following expression: f (tgSb, where Cr is the circular frequency at which (tg6) is determined 1. Inverter tangent of loss of electric capacitors into unified signals, comprising a differential limiting amplifier, a direct current amplifier, covered by a parallel negative feedback circuit, di The factorizer, integrator, subtractor and scaling amplifiers, characterized in that, in order to obtain a pulse tracing period, the value of which is directly proportional to the loss tangent component in the conductive parts of the capacitors, the output of the differential limiting force is through the sample rector and amplifier direct current, circuit
обратной св зи которого включен измер емый конденсатор, соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства непосредственно и с неинвертирующим - через дифференциатор и интегратор, причем выход вычитающего усилител через масщтабирующий усилитель подключен к инвертирующему входу дифференциального усилител -ограничител , неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора.the feedback of which is connected to the measurable capacitor is connected to the inverting input of the subtractor directly and to the non-inverting one through a differentiator and integrator, and the output of the subtracting amplifier is connected to the integrator's output through the spreading amplifier of the differential amplifier-terminator.
2. Преобразователь по п. 1, отличающийс тем, что, с целью получени частоты следовани импульсов, величина которой пр мо пропорциональна составл ющей тангенса угла потерь в диэлектрике конденсатора, в нем выход дифференциального усилител ограничител через измер емый конденсатор соединен со входом усилител посто нного тока , в цепь обратной св зи которого включен образцовый конденсатор.2. The converter according to claim 1, characterized in that, in order to obtain a pulse frequency, the value of which is directly proportional to the component of the tangent of loss in the dielectric of the capacitor, in it the output of the differential amplifier of the limiter is connected via the measured capacitor current, in the feedback circuit of which the reference capacitor is included.
Т--if кг СT - if kg C
:f.,,f.tr,.,;: f. ,, f.tr,.,;
Фиг. 2FIG. 2