Устройство для измерения емкости конденсаторов с сопротивлением утечки Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

Од

а

00 00

:д

Изобретение относится к электроизмерительной технике и технике проводной связи и может быть использовано в измерительных приборах и применено при прогнозировании места обрыв жил на участках кабеля с поврежденно изоляцией.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения без усложнения устройства.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для измерения емкости конденсаторов с сопротивлением утечки содержит источник 1 опорного напряжения, электронный переключатель 2 клеммы 3 для подключения исследуемог конденсатора (С), зарядный резистор 4, блок 5 управления, импульсный диод 6, ограничительный резистор 7, электронный ключ 8, образцовый конденсатор 9 и операционный усилитель 10.

Причем инвертирующий вход операционного усилителя 10 соединен с образцовым конденсатором 9, а неинвертирующий - с общей шиной устройства, один из выходов блока 5 управления соединен с управляющим входом электронного ключа 8, соединенного параллельно образцовому конденсатору 9, один из выводов- зарядного резистора 4 соединен с общей шиной устройства, а второй - с одной из клемм 3 для подключения исследуемого конденсатора и анодом импульсного диода 6, катод которого через ограничительный резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 10, другая клемма 3 соединена с первым выводом электронного переключателя 2 второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, а третий через положительный полюс источника 1 опорного напряжения соединен со своим вторым выводом, второй и третий выходы блока 5 управления соединены соответственно с управляющими входами электронного переключателя 2, выход устройства соединен с выходом операционного усилителя 10 и вторым выводом образцового конденсатора 9.

Устройство работает следующим образом. При подключении измерительной емкости конденсатора (С ) к источнику 1 опорного напряжения происходит ее заряд через зарядный резистор 4. Одновременно через импульсный диод 6

ограничительный резистор 7 и сопротивление нагрузки R происходит заряд образцового конденсатора 9 (Сд), нключенного в цепь обратной связи операционного усилителя (интегратора) 10.

Для источника 1 опорного напряжения емкость конденсатора Сц в начальный момент заряда, пока напряжение на нем не начнет возрастать, представляет собой омическое короткое замыкание. Сопротивление утечки в этот момент не влияет на погрешность измерения. Для фиксации этого момента на выходе интегратора 10 установлен импульсный диод, который препятствует разряду образцовой емкости. На выходе интегратора 10 фиксируется максимальное значение напряжения

вых

25

Rg)Co

Т R.

R . время интегрирования; сопротивление диода в прямом направлении; сопротивление резистора 7;

С - емкость образцового конденсатора 9;

R, - сопротивление резистора 4; и - значение напряжения на резисторе 4 в начальный момент заряда емкости С. При достаточно малой величине Т можно ограничиться

п г.

C(R,j + R) ex

Если R,Rg, то напряжение и„

„ BbfX

линейно зависит от Ug.. и

4S г . с

и R о

(1)

5

По окончании действия зарядного импульса измеряемый конденсатор С . и образцовый конденсатор 9 (Сд)-разряжаются соответственно при помощи электронного переключателя 2 и электронного ключа 8. Последние коммутируются блоком 5 управления. Затем процесс работы устройства повторяется.

Погрешность измерения емкости конденсатора при наличии сопротивления утечки минимальная, если значение

зарядного тока значительно больше тока утечки, т.е. если Кц 10ПК1, где R - сопротивление утечки.

Формула изобретения

Устройство для измерения емкости конденсаторов с сопротивлением утечки, содержащее источник опорного напряжения, клеммы для подключения конденсаторов, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с образцовым конденсатором, а неинвертирующий вход соединен с общей шиной устройства, блок управления и электронный ключ, один из выходов которого соединен с выходом операционного усилителя, а управляющий вход соединен с одним из выходов блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены импульсньй диод, зарядный и ограничительный резисторы, электронный пе

688154

диода соединен с ограничительным резистором, два управляемых входа электронного переключателя соединены с вторым и третьим выходами блока управления, а его общий выход соединен с одной из клемм для подключения, измеряемого конденсатора, вторая клемма соединена с одним из выводов

Q зарядного резистора и анодом импульсного диода, причем другой вывод зарядного резистора соединен с первым выходом электронного переключателя, общей шиной устройства и минусовым

15 полюсом источника опорного напряжения, плюсовой полюс которого соединен с вторым выходом электронного переключателя, при этом другой вывод ограничительного резистора соединен с

2Q инвертирующим входом операционного усилителя и с другим выходом электронного ключа, а выход операционногс усилителя соединен с другим выводом образцового конденсатора и выходом

Изобретение может быть использовано при прогнозировании места обрыва жил на участках кабеля с поврежденной изоляцией. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, блок 5 управления, электронный ключ 8 и операционный усилитель 10. Введение электронного ключа 8, зарядного 4 и ограничительного 7 резисторов, электронного переключателя 2 и импульсного диода 6 расширяет диапазон измерения без усложнения устройства. Так, погрешность измерения емкости конденсатора при наличии сопротивления утечки будет минимальной, если значение зарядного тока будет значительно больше тока утечки, т.е. если R IOORI. 1 ил.

реключатель, причем катод импульсного 25 устройства.