Устройство для контроля электрических параметров конденсаторов Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

со

СХ)

ел iU

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, в частности, при построении высокопроизводительных устройств допускового контроля электрических параметров конденсаторов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем осуществления контроля тока утечки.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - блок управления, пример конкретного выполнения; на фиг. 3 - выходные сигналы блока управления; на фиг. 4 - блок обработки результатов, пример конкретного выполнения.

Устройство для контроля электрических параметров конденсаторов содержит блок 1 управления, источник испытательного напряжения, подключаемый к контролируемому конденсато

ру с реактивной Су и активной R, составляющими первый 3 и второй 4 управляемые генераторы тока, входы управления которых соединены и подключены к выходу измерительного напряжения и j, блока 1 управления.

Нагрузкой генератора 3 является эталонная цепь 5, состоящая из конденсатора С и резистора и шунтирующая ее силовая цепь первого ключа 6. Нагрузкой генератора 4 является контролируемый конденсатор, подключаемый к выходу генератора 4 через силовую цепь второго ключа 7, Напряжения с эталонного и контролируемого конденсаторов подаются через первый 8 и второй 9 измерительные усилители соответственно на вход эталонного сигнала и измерительный вход блока 10 обработки результатов измерения. Преобразователь 11 ток - напржение содержит операционный усилитель 12, запоминающий конденсатор 13 и масштабирующий резистор 14, подключенные к выходу операционного усилителя 12. Другие выводы конденсатора 13 и резистора 14 соединяются через сшювую цепь третьего ключа 15, причем точка соединения ключа 15 и ре- зистора 14 подключена к зажиму для подключения контролируемого конденсатора, а точка соединения запоминающего конденсатора 13 и ключа 15 - к инвертирующему входу операционного усилителя 12, неинвертирующий вход которого через последовательно сое

диненные делитель 16 и силовую цепь четвертого ключа 17 подключен к выходу второго усилителя 9.

Блок управления, построенный по варианту, изображенному на фиг.2, содержит генератор 18 синусоидального напряжения, фазовращатель 19, сдвигающий фазу на 90 , нуль-органы 20 и 21, инвертор 22. Выходными сигналами являются напряжения с выходов фазовращателя 19 ( используется для управления генераторами 3 и 4 тока), нуль-бргана 21 (U. ис0

5

0

5

0

5 пользуется задним фронтом для управления блоком 10 обработки результатов измерения при определении емкости), нуль-органа 20 (Uj управляет вторым и четвертым ключами 7 и 17, кроме того, используется при определении тангенса угла потерь в блоке 10) и инвертора 22 (U управляет первым и третьим ключами 6 и 15, кроме того, задним фронтом управляет блоком 10 при контроле тока утечки). Цикл работы устройства состоит из двух этапов, на первом из которых, когда первый 6 и третий 15 ключи замкнуты, а второй .7 и четвертый 17 ключи разомкнуты, переменный измерительный ток через контролируемый конденсатор не течет. Постоянный ток утечки при этом течет через масштабирующий резистор 14 преобразователя 11 ток - напряжение. Падение напряжения и,- на резисторе 14, являющееся функцией тока утечки, подается на блок 10 обработки результатов измерения. В конце этапа по заднему фронту сигнала управления U блок 10 производит контроль тока утечки. Во время этого этапа замкнутый ключ 6 шунтирует эталонную цепь 5 и напряжение на последней равно нулю.

С переменой напряжений V и U, состояние всех четырех ключей схемы меняется на обратное, при этом ключи 6 и 15 размыкаются, а ключи 7 и 17 замыкаются, найтает второй этап работы устройства, когда последнее производит контроль емкости и тангенса угла потерь контролируемого конденсатора. С этого момента времени через эталонную цепь 5 .и контролируемый конденсатор течет измерительный ток. По истечении четверти периода, когда ток через эталонную цепь и контролируемый конденсатор не течет (переход через нулевое зна5

0

чение), no заднему фронту сигнала U| блок 10 обработки результатов сравнивает напряжения на контролируемом конденсаторе и эталонной цепи (U и и, соответственно), которые в этот момент являются функцией емкости и не зависят от величины активных сопротивлений R и R,,..

Тангенс угла потерь определяется по времени перехода через нулевое значение напряжения на контролируемом конденсаторе, которое сравнивается с временем перехода через ноль напряжения на эталонной цепи.

Для устранения влияния шунтирующего действия преобразователя 11 ток - напряжение на результаты контроля емкости и тангенса угла потерь, коэффициент ослабления делителя 16 следует выбрать равным усилению измерительного усилителя 9. В этом случае переменное напряжение на контролируемом конденсаторе повторяется на выходе усилителя 12 и, следовательно, измерительный ток не ответвляется на масштабирующий резистор 14. Запоминающий конденсатор 13 при этом поддерживает постоянньй ток утечки на прежнем уровне независимо от уровня измерительного тока.

-Пример конкретного построения блока 10 обработки результатов измерения приведен на фиг. 4. Он содержит компараторы 23-27, одновибрато- ры 28-30, ячейки 31-34 оперативной памяти, блоки 35 и 36 совпадения, делитель 37 напряжения и источник 38 опорного напряжения.

Компаратор 23 сравнивает напряжения на контролируемом конденсаторе и эталонной цепи. Результат сравнения поступает на информационный вход ячейки 31 памяти. Б момент перехода измерительного тока через ноль одновибратор 28 из заднего фронта сигнала U, формирует импульс записи результата в ячейку 31 памяти. Если С, выбрана равной минимально допустимой (или соответственно подобран коэффициент передачи измерительного усилителя 8) в ячейке 31 фиксируется брак по значению емкости ,иц. Аналогично компаратор 24 и ячейка 32 определяют брак по значению емкости ,,, при этом коэффициент деления делителя 37 выбирают равным ,ke /СмичПодобным образом, увеличив количество делителей, компараторов и ячеек памяти, разбраковку по емкости можно выполнить по нескольким группам допусков.

Компараторы 25 и 26 с блоком 25 совпадения и одновибратором 29 запишут в ячейку 33 брак по тангенсу угQ ла потерь, если напряжение на контролируемом конденсаторе переходит через ноль раньше, чем напряжение на эталонной цепи.

При этом одновибратор 29 формирует

5 импуЯьс записи в момент перехода через ноль напряжения на контролируемом конденсаторе. Блок 35 совпадения предотвращает формирование импульса записи во время измерения тока утеч0 ки, когда состояние компараторов 25 и 26 может быть произвольным.

Компаратор 27 сравнивает напряжение Uj , которое является функцией 5 тока утечки, с опорным и результат сравнения записывается в ячейку 34 в момент времени, соответствующий заднему фронту сигнала U, . Блок 36 формирует признак Годен .

Выходные сигналы ячеек 31-34 памяти и блока 35 совпадения являются управляющими для исполнительных устройств (индикации, электромагнитов разгрузки и т.п.).

.Формула изобретения

Устройство для контроля электрических параметров конденсаторов, содержащее блок управления, выходы которого подключены к входам управления блока обработки результатов измерения, первого и второго(Генераторов тока и первого и второго ключей, пер- вый измерительный усилитель, к входу которого подключены выход первого генератора тока, эталонная цепь и вьшод первого ключа, а выход соединен с входом эталонного сигнала блока обработки результатов измерения, при этом вторые выводы эталонной депи и первого ключа соединены с общей шиной устройства, второй измерительный усилитель, вход которого соединен с первым зажимом для подключения конт

ролируемого конденсатора, а выход - с измерительным входом блок.а обработки результатов измерения, отличающееся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей путем осуществления контроля тока утечки, в него введены источник испытательного напряжения, который подключен к второму зажиму для подключения контролируемого конденсатора, и преобразователь ток - напряжение, содержащий операционный усилитель, масштабирующий резистор, делитель, запоминающий конденсатор и третий и четвертый ключи, при этом к выходу усилителя подключены одни из выводов запоминающего конденсатора и масштабирующего резистора и вход измерения тока утечки блока обработки результатов измерения, другие выводы запоминакицего конденсатора и

масштабирующего резистора соединены с третьим ключом, вход управления которого соединен с входом управления первого ключа, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом запоминающего конденсатора, к неинвертирующему входу операционного усилителя через последовательно соединенные делитель напряжения и четвертый ключ подключен выход второго измерительного усилителя, вход управления четвертого ключа соединен с входом з правления второго ключа, а другой вьтод масштабирующего резистора - с первым зажимом для подключения контролируемого конденсатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, в частности, при построении высокопроизводительных устройств допускового контроля электрических параметров конденсаторов. Устройство для контроля имеет блок 1 управления, блок 10 обработки результатов измерений, генераторы 3 и 4 тока, ключи 6 и 7, измерительные усилители 8 и 9, эталонную цепь 5 из конденсатора С, и резистора R,, источник 2 испытательного напряжения, преобразователь 11 ток - напряжение, включающий операционный усилитель 12, запоминающий конденсатор 13, масштабирующий резистор 14, делитель 16 и ключи 15 и 17, Устройство имеет расширенные функциональные возможности за счет осуществления контроля тока утечки. 4 ил. (Л

Фи.г

Фи2Л