Преобразователь параметров конденсатора в напряжение Советский патент 1986 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе- но для измерения параметров конденсаторов, имеющих потери активной эле .трической энергии в диэлектрике/

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет раздельного измерения модуля напряжения, характеризующего параметры исследуемого двухполюсника. .

На чертеже схематично представлен функциональная схема преобразователя парс1метров конденсатора в напряжение .

Схема содержит генератор 1 синусоидального напряжения,усилитель 2, блок 3 вычитания, блок 4 фиксации синфазности напряжений. Причем выход генератора 1 синусоидального напряжения соединен с неинвертирующим .входом операцио«ного усилителя 2 и одним из входов блока 3 вычитания, второй вход блока вычитания соедине с выходом операционного усилителя 2, инвертирующий вход операционного усилителя соединен со средней точкой делителя напряжения, подключенного к выходу операционного усилителя и образованного соединением обрацового резистора 5 (RO) и образцовго конде.нсатора 6 (Сд), включенных между собой параллельно, и клемм для подключения измеряемого конденсатора ,представленного паргшлельной схемой замещ,ения,состоящей из активного сопротивления. 7 (Яц) и реактиного сопротивления конденсатора 8 (Cj). Блок вычитания предназначен для вычитания из напряжения,поступающего с выхода операционного усилителя, напряжения, поступающего с выхода генератора синусоидальных сигналов. .

Преобразователь параметров конденсатора в напряжение работает следующим образом.

С генератора 1 синусоидального напряжения сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 2 и на первьш вход блока 3 вычитания. На инвертирующий вход операизнонного усилителя 2 поступает напряжение обратной связи со средне точки делителя напряжения и подключенного к выходу операционного усилителя 2. На второй вход блока 3 вы читания поступает напряжение с выхода операционного усилителя 2.При изменении R . или С., меняется раз

5

0

5 где чим

ность фаз напряжений U и 1 , поступающих на входы блока 3 вычитания и одновременно на блок 4 фиксации синфазности напряжений. Срабатывание индикатора в блоке 4 фиксации синфазности напряжений свидетельствует о равенстве фаз напряжений, поступающих на блок вычитания.

Процесс изменения параметров конденсатора осуществляется в два этапа. На первом этапе емкость С остается постоянной, соответствующей максргмальному значению диапазона.Из- менением R от максим.ального значения добиваются синфазности напряжений по срабатыванию на выходе блока фиксации синфазности напряжений.

Лз Ь

RX ют R.,. Затем оставляют постоянным

По отнощению -

определя- 0 1

.и по отношению

определя0

значешие Rj, образцового резистора 5, соответствующее минимальному .значению диапазона измерения R. Изменяя : добиваются условия синфазности,

Jk il U С,

ют значение. С,( . Оба этапа являются независимыми друг от друга и их порядок можно менять.

Напряжение, поступающее на инвер- операционного усилите- напряжения, равно

U,

тирующий вход ля с делителя

U

)

(1)

где чим

t:

где чим

и

7 -

Раскрывая соотнощение

комплексные сопротивления, образованные параллельными ветвями делителя.

Z.

, полу45

)

(2)

e-il.,)

(3)где Ч arctg

ХСс К

Ч, arctg 4

3 12460244

XT Xc-которого не зависит от частоты генеПри выполнении равенства - - ратора.а модули напряжений Us. и U,

или CpRo C,R, , и напря-однозначно определяют измepяe лIe пара-,

женин и, и и в формуле (1) будут|метры конденсатора С « RX

синфазнь. С учетом соотношений (2) иs

(3) напряжение на выходе операционно-Формула изобретен.и я

го усилителя будет равноПреобразователь параметров кони и ( -) или и и (1+денсатора в напряжение,содержащий

С|Л „

о

Кд.°генератор , операционный усилитель,

Rjблок вычитания, последовательно сое„ „ ., диненные образцовый резистор и конПоскольку напряжения Ц, и U, син- денсатор, включенные между выходом фаэны,то комплексы будут равны моду- операционного усилителя и общей ши- лям и на .вькоде блока вычитания: д, отл «чающийся тем,

Uj Uj- U и (1+ - - и 5 что, с целью повышения точности

Р измерения параметров конденсатора

1 и - или Uj V - и, и (1+ за счет измерения модуля напряжения,

„ рпараллельно образцовому резистору

+ -} - и у и - . .включен образцовый конденсатор, а

к. к.5Па

параллельно блоку вычитания включен

Таким образом, на вьщоде блока блок фиксации синфазности напряже- вычитания .имеем напряжение, величина ний.

Составитель Н.Криков . Редактор Н.Егорова Техред О.Сопко Корректор сСш екмар

Заказ 3995/38 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4