Устройство для контроля емкости конденсатора в процессе намотки Советский патент 1991 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и касается совершенствования устройств контроля емкости в процессе намотки.

Целью изобретения является повышение точности намотки конденсаторов в заданный номинал.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для контроля емкости конденсатора в процессе намотки.

Устройство для контроля емкости конденсатора в процессе намотки включает мостовую измерительную схему 1, образованную первой 2 и второй 3 вторичными обмотками трансформатора напряжений с первичной обмоткой 4, подключенной к генератору 5 измерительной частоты, наматываемый конденсатор 6 (Сх, RX), подключенный к началу обмотки 2 и эталонный конденсатор 7 (Сэ), подключенный к концу обмотки 3, эталонный резистор 8 (R3), подключенный между концом обмотки 2 и началом обмотки 3. Кроме того, устройство содержит первую 9 и вторую 10 фазовращающие RC-цепочки с равными постоянными времени, меньшими периода измерительной частоты (Сф1 и ) и (Сфа и ), подключенные соответственно между выходом измерительной схемы 1 и усилителем-ограничителем 11, резистором 8 и усилителем-ограничителем 12 опорного напряжения,одновибратор 13. подключенный к выходу усилителя-ограничителя 12, схему И 14. к первому входу которой подключен выход одновибраюрз 13, к второму входу - выход усилителя-ограничиN XI

теля 11. а к выходу - триггер 15, к выходу которого подключен электромагнит исполнительного механизма 16.

Устройство для контроля емкости конденсатора в процессе намотки работает следующим образом.

С течением процесса намотки конденсатора 6 растут его параметры Сх и Rx, замыкается цепь мостовой измерительной схемы 1 - обмотки 2, 3 трансформатора, конденсаторы 6 и 7, эталонный резистор 8, на котором появляется напряжение измерительной частоты. Так как сопротивление в диагонали измерительной схемы 1, составленное из сопротивлений фазосдвигающей цепочки 9 и входного сопротивления усилителя-ограничителя 11, имеет величину на несколько порядков выше выходного сопротивления мостовой схемы и практически не потребляет тока, то через все элементы схемы 1 течет один и тот же ток, В момент, когда этот ток проходит через нулевое значение, также через нулевое значение проходит и совпадающее с ним по фазе напряжение на резисторе 8 и на сопротивлении RX конденсатора 6, а напряжение на конденсаторе 7, по фазе сдвинутое на 90° от тока, достигает амплитудного значения. В эти моменты фаза напряжения в диагонали мостовой измерительной схемы 1 с учетом подачи на конденсаторы 6 и 7 противофазного напряжения с обмоток 2 3 зависит только от соотношения Сх и Сэ и не зависит от Rx, а также и тангенса угла потерь наматываемого конденсатора 6 Как только Сх превысит Сэ, фаза напряжения на выходе мостовой схемы меняется на 180°. Фаза напряжения диагонали моста сдвигается цепочкой 9, а фаза напряжения на эталонном резисторе 8 - цепочкой 10 на один и тот же угол, так как постоянные времени этих цепочек равны. Для учета шунтирования сопротивлений цепочек 9 и 10 входными сопротивлениями усилителей-ограничителей 11 и 12. выполняемых на основе операционных усилителей с полевыми транзисторами на входе) сопротивление R(p2 выполнено переменным.

На выходах усилителей-ограничителей 11 и 12 формируются прямоугольные импульсы, фронты которых совпадают с моментом перехода через нуль напряжений на их входе. Импульсы с выхода усилителя-ограничителя 12 своим передним фронтом запускают одновибратор 13. который формирует короткие импульсы положительной полярности (сигналы логической единицы), которые подаются на первый вход схемы И 14, а на ее второй вход подаются импульсы с выхода усилителя-ограничителя 11. Соотношение фаз напряжений на входах усилителей-ограничителей 11 и 12, а также соотношение фаз имульсов на их выходах является таким же, что и соотношение фаз

напряжений в диагонали мостовой схемы и эталонном резисторе 8 и, следовательно, до тех пор, пока Сх меньше Сэ в момент поступления сигналов логической единицы на первый вход схемы И 14, на ее втором входе

будет сигнал логического нуля В момент, когда Сх (независимо от Rx и тангенса угла потерь) превысит Сэ, на втором входе схемы И 14 появится сигнал логической единицы. При этом сигнал логической единицы появится и на выходе схемы И 14 и переключит триггер 15, который, в свою очередь, включит электромагнит исполнительного механизма 16 и остановит процесс намотки. При скачкообразном (ступенчатом) изменении емкости в процессе намотки конденсатора 6 и кратковременных коротких замыканиях в нем, связанных с наличием на пленке пор. заполненных металлом, и аномалией при заправке на выходе мостовой

измерительной схемы 1 появляется экспоненциальная составляющая, величина которой зависит от мгновенных значений напряжения диагонали в момент скачка емкости и начнется переходный процесс с постоянной времени г Сф Яф Т, так как Сф1 (цепочка 9) подключена последовательно с параллельно включенными Сэ и Сх и, следовательно, суммарная емкость при переходном процессе будет меньше Сф1 (Т - период

измерительной частоты), независимо от заданного номинала наматываемого конденсатора 6.

Таким образом момент намотки в номинал в устройстве определяется

независимо от тангенса угла потерь наматываемого конденсатора 6, и за время не более периода частоты измерений, что значительно повышает точность намотки емкости в номинал

Формула изобретения

Устройство для контроля емкости конденсатора в процессе намотки, включающее генератор измерительной частоты первый вывод которого соединен с общей шиной, мостовую измерительную схему состоящую из трансформатора напряжений, вход первичной обмотки которого соединен

с вторым выводом генератора измеритель ной частоты, а выход - с общей шиной, первой вторичной обмотки трансформатора напряжений, вход которой является клеммой для подключения исследуемого конденсатора, второй вторичной обмотки

трансформатора напряжений, вход которой соединен с общей шиной, эталонного конденсатора, первая клемма которого соединена с выходом второй вторичной обмотки трансформатора напряжений, вторая клемма которого является второй клеммой для подключения наматываемого конденсатора, первый и второй усилители-ограничители, фа- зочувствительный детектор, электромагнит исполнительного механизма, механически связанный с наматываемым конденсатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности намотки конденсаторов в заданный номинал емкости, в него введены первая и вторая фазовращающие RC-цепочки, постоянные времени которых равны и выбраны меньшими периода измерительной частоты, в мостовую измерительную схему - эталонный резистор, фазочувствительный детектор выполнен в виде первого и второго усилителей-ограничителей, введенных одновибратора и схемы И, причем выход первого усилителя-ограничителя соединен с первым входом схемы И, выход второго усилителя-ограничителя соединен через одновибратор с вторым входом схемы И, первым и вторым входами фазо- чувсУвительного детектора являются соответственно входы первого и второго

усилителей-ограничителей, а выходом - выход схемы И, триггер, причем первая клемма эталонного резистора соединена с выходом первой вторичной обмотки трансформатора напряжений и входом первой

фазосдвигающей RC-цепочки, вторая клемма которого соединена с общей шиной, вход второй фазосдвигающей RC-цепомки соединен с второй клеммой эталонного конденсатора, первые выходы первой и второй

фазосдвигающих RC-цепочек соединены с общей шиной, вторые выходы первой и второй фазосдвигающих RC-цепочек соедине- ны соответственно с первым и вторым входом фазочувствительного детектора, выход фазочувствительного детектора через триггер соединен с электромагнитом исполнительного механизма, при этом общий вывод триггера и каждый из элементов фазочувствительного детектора соединены

с общей шиной.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности намотки конденсаторов в заданный номинал, Устройство для контроля емкости конденсатора в процессе намотки содержит мостовую измерительную схему 1, первую 2, вторую 3 вторичные обмотки трансформатора, первичную обмотку 4 трансформатора, генератор 5, наматываемый 6 и эталонный 7 конденсаторы, эталонный резистор 8, фазосдвигающие первую 9 и вторую 10 RC-цепочки. первый 11 и второй 12 усилители-ограничители, одновибратор 13,схему И 14, триггер 15, электромагнит исполнительного механизма 16 Особенностью изобретения является введение эталонного резистора 8, RC-цепочек 9,10, одновибрато- ра 13, схемы И, триггера 15, а также выбор RC-цепочек с одинаковыми значениями постоянного времени, выбранного меньшим периода измерительной частоты выполнение фозочувствительного детектора на усилителях-ограничителях 11 12, одновиб- ратора 13 и схема И. 1 ил

ПФГ RQI U-5

ЦП . |1. ;

nlrp-cJl

I--I1 J. ,-I

IsJf/Ur

Jglj-Г

-$

JT 1

Т Т