Устройство для измерения емкостной и активной проводимости Советский патент 1983 года по МПК G01R27/02 

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения емкостной и активной проводимости двухполюсников. Известно устройство для измерения емкостной и активной проводимости, содержащее генератор, конденсаторы, диояы, эталонные и измерительные плечи, параллельно каждому плечу включен диод, при этом выводы диодов одной полярности подключены к обрдей точке соединения измерительных и эталонных плеч, второй шлвод измерительного плеча заземлен, а второй вывод каждого из эталонных плеч связан с фильтром и через конденсатор - с генера тором 1. Недостатком известного -устройства является зависимость его показаний от амплитуды напряжения генераторов, обуславливгиощая недостаточно высокую точность устройства при работе в течение длительного времени без тарировки и обслуживания. Цель изобретения - повы1аение точности измерения устройства, Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения емкостной и активной проводимости, содержа цее генератор, конденсаторы, фильтры, измерительные и эталонные плечи, диоды, параллельно каждому плечу включен даод, при этом выводы /диодов одной полярности подключены К общей точке соединения.измеритель;ного и эталонного плеч, второй вывод каждого из эталонных плеч соединен с фильтром и через конденсатор с генератором, введены источник стабильного напряжения, два диода, ключ, эталонный двухполюсник, причем источник стабильного напряжения соединен через резистор с катодом первого диода и с одним выходом устройства, анод первого диода соединен с анодом второго диода и с одним из входов ключа другой вход которого соединен с земля-, ной шиной устройства, а управляквдий вход - с выходом фильтра низких частот , катод второго диода через эталон ный двухполюсник соединен с общим выводом эталонного, измерительного плеч, с одним 3 ажимом для подключения измеряемого двухполюсника и с другим выходом устройства, I На чертеже приведена электрическая схема устройства. Устройство состоит из генератора 1 высокой-частоты, который подключен через разъединительный конденсатор: 2 и эталонное плечо 3 к измерительному плечу 4 и к фильтру 5 нижних частот. К обвдай точке измерительного и этало ного плеч 4 и 3 подключен эталонный двухполюсник 6 и измерительный двухполюсник 7.. К эталонному двухполюсни ку б подключен катод диода 8, анод которого соединен с одной клеммой ключа 9 и анодом диода 10, Другая кламма ключа 9 заземлена, Управлякадий вход ключа 9 подключен к выходу фильтра 5 нижних частот. Катод диода 10 подключен к выходу 11 устройства и через резистор 12 - к источнику 13 стабильного напряжения. Выход фильтра 5нижних частот является первым выходом 14 устройства, общая точка эталонного плеча 3 и диода 8 - вторым выходом устройства, выход 11 являет-, ся третьим выходом устройства. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 подает напряжение высокой частоты через конденсатор 2 на эталонное плечо 3 и через него на цепочку из эталонного двухполюсника 6и ключа 9, а также на измерительное плечо 4 и измерительный двухполюсник 7, Процесс работы устройства при запертом ключе 9, В положительный полупериод питающего напряжения диод эталонного плеча 3 заперт, а диод измерительного плеча 4 открыт, заряд, прошедший за .полупериод через разъединительный конденсатор 2, пропорционален проводимости эталонного плеча 3, В отрицательный полупериод питающего напряжения диод измерительного плеча 4 заперт, а диод эталонного плеча 3 открыт, заряд, прешедший за полупериод через разъединительный конденсатор 2, пропорционален суммарной проводимости измерительного плеча 4 и измеряемого двухполюсника 7, Если проводимость эталонного плеча 3 и суммарная проводимость измерительного плеча 4 и измеряемого двухполюсника 7 равны, то равны и заряды, проходящие через разъединительный конденсатор 2, и постоянная составляющая напряжения, выделяемая фильтром 5 нижних частот, равна нулю. Полное напряжение источника 13 стабильного напряжения приложено к выходу 11, Если суммарная прюводимость измерительного плеча 4 и измеряемого двухполюсни са 7 меньше проводимости эталонного плеча 3, на разъе,динительном конденсаторе 2 появляется воз- растакядая постоянная составляющая напряжения, выпрямляемая фильтром 5 нижних частот. Эта постоянная составляивдая напряжения открывает ключ 9, ключ 9 подключает эталонный двухполюсник б параллельно измерительному плечу 4 и закорачивает выход 11 устройства через диод 10, Напряжение на выходе 11 устройства практически равно нулю. При подключении эталонного двухполюсника 6 параллельно измерительному плечу 4 их суммарная проводи мость превышает проводимость эталонного плеча 3 и. постоянная составляющая напряжения на разъединительном конденсаторе 2 и соответственно на фильтре 5 нижних частот уменьшаются. Через некоторое время, обусловленное постоянной времени фильтра 5 нижних частот и соотношением проводиАюстей эталонного и измерительного плеч З.и4, а также двухполюсников измерительного и этгшонного плеч,величина постоянной составляюикей напря жения ца фильтре 5 нижних частот уменьшается до величины, при закрывается ключ 9. Ключ 9 отключает эталонный двухполюсник 6 от измерительного плеча 4 и прекращает шунтирование, выходного напряжения, вследствие чего вновь появляется стабильное напряжение на выходе 11 устройства. Проводимость эталонного плеча 3 вновь становится больше суммарной проводимости измерительного плеча 4 и измеряемого двухполюсника 7. Посто янная составляющая напряжения на разъединительном конденсаторе 2 начи нает возрастать и процесс повторяется. Поскольку скорость изменения напряжения на разъединительном конденсаторе 2 пропорциональна разности проводимости измерительного и эталонного 3 и 4 плеч, то и ширина импульсов стабильного напряжения на выходе 11 пропорциональна этой разности. Таким о(азом, величина выходного сигнала на выходе 11 зависит от величины стабильного напряжения (амплитуда импульсов) и разности проводи- мости плеч с эталонным б и измеряеи«м двухполюсником 7 ( ширина импульсов/ и не зависит от амплитуды высокочастотного напряжения генератора, что существенно повышает точность устройства, в особенности при эксплуатации его: в течение длительных промежутков времени.Выходной сигнал можно также снимать в виде пилообразного напряжения с выхода 14 в виде высокочастотного напряжения с выхода 15, вследствие чего расширяются функциоНальные возможности устройства. Таким образом повышается точность устройствз и одновременно снижаются расхода на его эксплуатацию вследствие увеличения времени работы устройства без обслуживания.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТНОЙ И АКТИВНОЙ ПРОВОДИМОСТИ, по авт.св. 514247, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены источник стабильного напряжения, два диода, ключ и эталонный двухполюсник, причем источник стабильного напряжения соединен через резистор с катодом первого диода и с одним выходом устройства, анод первого диода соединен с анодом второго диода и с одним из входов ключа, другой вход которого соединен с земляной шиной устройства, а управляющий вход - с выходом фильтра низких частот, катод второго диода через эталонный двухполюсник соединен с илводом эталонного, измерительного плеч, с одним зажимом для подключения измеряеглэго двухполюсника Q и с другим выходом устройства.8 (Л С ю IND о