Преобразователь параметров конденсатора в напряжение Советский патент 1990 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров конденсаторов, имеющих диэлектрические потери.

Цель изобретения - повышение точности измерений пар-аметров конденсаторов путем повышения чувствительности преобразователя и бодее точной фиксации синфазности напряжений.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит перестраиваемый по частоте генератор 1 синусоидального напряженияj операционный усилитель 2, блок 3 вычитания, фазометр 4, дополнительный резистор 5 (R), образцовый резистор 6 (R0), дополнительный переменный (образцовый) резистор 7 (Rt), дополнительный переменный (образцовый) конденсатор 8 (С,), образцовый конденсатор 9 (C0)t трех- позиционный переключатель 10, измеряемый конденсатор 11 (Ry Сх).

Генератор 1 синусоидального напряжения соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 2, к выходу операционного усилителя подключен первый вход блока 3 вычитания, второй вход которого соединен с выходом генератора, между выходом блока вычитания и выходом генератора включен фазометр 4, к выходу операционного усилителя подключены дополнительный резистор 5, образцовый резистор 6 и переменный резистор 7, причем, параллельно образцовому ре- зистору включен переменный конденсатор 8, а параллельно переменному резистору включен образцовый конденсатор 9, вторые выводы резисторов подключены к контактам трехпояицион- ного переключателя 10, переключающий контакт которого соединен с изме ряемым конденсатором 11 и инвертирующим входом операционного, усилителя, второй вывод измеряемого конденсатора соединен с общей шиной,

Преобразователь работает следующим образом.

В положении I переключателя 10 цепь обратной связи представляет собой делитель напряжения, состоящий из дополнительного резистора 5 (R) и измеряемого конденсатора (Rx, С. Изменяя частоту генератора 1,добиваются по фазометру 4 показания 45°. При этом угол сдвига Лаз между напря

что

жением и током через измеряемый конденсатор составит также 45е, соответствует условию

I

Gx Тти}С

где ьх - проводимость.

На этой частоте выполняются условия максимальной чувствительности устройства к измеряемым параметрам. Дальнейшие измерения проводятся на данной фиксированной частоте.

Затем переключатель 10 переводится в положение II. Изменяя емкость конденсатора 8 (С) , добиваются по Лазометру 4 показания 0°, При этом модуль выходного напряжения будет пропорционален активной проводимости измеряемого конденсатора G,

Ro

US-TI- -V,

X

где U - напряжение на первом входе

блока 3; К, ,. Поскольку величины Ut и R0 постоянные и являются известными вели30 чинами, их произведение является постоянной величиной К,, Это дает возможность выходное напряжение U, измерить вольтметром, отградуированным в единицах проводимости (не показан).

35Наконец переключатель 10 переводится в положение III. Изменяя величину сопротивления резистора 7 (R ) добиваются по фазометру 4 показания 0°. При этом модуль выходного напря40 жения преобразователя будет пропорционален емкости измеряемого конденсатора С,

U.

45

х

тт

Ul Сй

К2СХ|

К

k

Поскольку величины U 1 и С 6 являются постоянными и известными, их отношение будет постоянной величиной K,j. Это позволяет измерить выходное напряжение вольтметром, отградуированном в единицах емкости измеряемого конденсатора.

Формула изобретения

Преобразователь параметров конденсатора в напряжение, содержащий генератор, подключенный к неинвертирующему входу операционного усили5 15838726

теля, к первому входу фазометра, кдинены с выходом операционного уси- первому входу блока вычитания, клителя, параллельно образцовому ре- второму входу которого подключены вы-зистору подключен дополнительный пе- воды образцовых резистора и конденса-ременный конденсатор, параллельно тора и выход операционного усилите-образцовому конденсатору подключен ля, к инвертирующему входу которогодополнительный переменный резистор., подключен первый вывод измеряемоговторые выводы резисторов подсоедине- конденсатора, а второй вывод подключенны к соответствующим контактам трех- к общей шине, отличающий-JQ позиционного переключателя,переклю- с я тем, что, с целью повышения точ-чающий контакт которого соединен с ности измерений, в него введены до-измеряемым конденсатором, фазометр полнительный резистор, дополнитель-вторым входом подключен к выходу бло- ные переменные резистор и конденса-ка вычитания и к выходу преобразова- тор, трехзвенный переключатель,15 теля, причем генератор выполнен пере- причем первые выводы резисторов сое-страиваемым по частоте.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров электрических конденсаторов. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается путем повышения чувствительности устройства и более точной фиксацией синфазности напряжений. Генератор 1 синусоидального напряжения соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 2. К выходу операционного усилителя подключен первый вход блока 3 вычитания, второй вход которого соединен с выходом генератора 1. Между выходом блока 3 вычитания и выходом генератора 1 включен фазометр 4. К выходу операционного усилителя подключены дополнительный резистор 5, образцовый резистор 6 и переменный резистор 7, причем параллельно образцовому резистору 6 включен переменный конденсатор 8, а параллельно переменному резистору 7 включен образцовый конденсатор 9. Вторые выводы резисторов 5, 6, 7 подключены к контактам трехпозиционного переключателя 10, переключающий контакт которого соединен с измеряемым конденсатором 11 и инвертирующим входом операционного усилителя 2, второй вывод измеряемого конденсатора соединен с общей шиной. 1 ил.