Измеритель емкости электролитических конденсаторов Советский патент 1992 года по МПК G01R27/26 G01R17/10 

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано в качестве тестера для определения большой емкости,конденсаторов при диагностике различных электронных схем.

Известны измерители емкости, принцип работы которых заключается в измерении переменного реактивного тока через конденсатор. Недостатком таких измерителей является зависимость переменного тока не только от реактивной составляющей, но и от активной составляющей, которая возникает при наличии утечки в конденсаторе, особенно при измерении емкостей электролитических конденсаторов. Кроме того, при измерении этими устройствами емкости по- лярнык конденсаторов, значительно возрастает активная составляющая при прохождении через них переменного тока, что еще более увеличивает погрешность измерения и практически не позволяет измерять емкости электролитических конденсаторов.

Известны также измерители электрической емкости конденсаторов, измеряющие постоянную времени разряда конденсатора. Эти измерители помимо указанных выше недостатков (сопротивление утечки

влияет на постоянную времени разряда) создают дополнительную погрешность еще и за счет определения емкости конденсатора косвенным путем и, кроме того, являются весьма сложными электронными устройствами.

Прототипом изобретения является измерительный преобразователь, в котором за один полупериод конденсатор заряжается, а при другом полупериоде измеряется ток разряда.

Основным недостатком этого устройства является то, что при измерении разрядного тока во время одного полупериода приложенного к диагонали моста переменного напряжения, после полного разряда конденсатора начинается его перезаряд, т.е. вторичный прибор оказывается подключенным последовательно с измеряемым конденсатором к напряжению генератора в этом случае вторичный прибор будет реги стрирозать не только ток разряда конденсатора, но и ток утечка.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения емкости электролитических конденсаторов (установленных непосредственно в схеме) и упрощение измерителя

И с

1

VI

сь го ю

О

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе емкости электролитических конденсаторов, содержащим генератор переменного тока, диод, ключ, измерительный блок, причем первый вывод диода через измеряемый конденсатор соединен с первым выводом ключа, начало (конец) зарядной обмотки генератора переменного тока соединено вторым выводом диода, конец (начало) зарядной обмотки генератора переменного тока соединен с первым выводом ключа, управляющий вход которого соединен с концом (началом) коммутационной обмотки генератора переменного тока, начало (конец) коммутационной обмотки соединено с первым (вторым) выводом ключа, второй вывод ключа через измерительный блок соединен с первым выводом диода,

На чертеже приведена принципиальная схема измерителя емкости электролитических конденсаторов.

Зарядная обмотка 1 генератора 2 под- „лючена через диод 3 к измеряемому конденсатору 4. Измеряемый блок 5 последовательно с ключом б также подключены к измеряемому конденсатору 4. Коммутационная обмотха 7 генератора 2 соединена с управляющим входом ключа 6 и с одним из его выводов.

Измеритель работает следующим образом.

При одном полупериоде переменного напряжения на обмотке 1 генератора 2, когда к аноду диода 3 приложен положительный потенциал, конденсатор 4 заряжается до амплитудного значения напряжения на обмотке 1, При этом полупериоде ключ 6 закрыт и ток по измерительному блоку 5 не протекает. Во время другого полупериода напряжения диод 3 закрыт, а ключ 6 открыт (открытие ключа при этом полупериоде обеспечивается соответствующей фазиров- кой коммутирующей обмотки 7) и через измерительный блок протекает только ток разряда измеряемого конденсатора 4. Таким образом, во время одного полупериода напряжения генератора 2 измеряемый конденсатор 4 заряжается до амплитудного значения напряжения, а при другом полупериоде конденсатор 4 разряжается через измерительный блок 5, по которому протекает короткий импульс тока, создаваемый только разрядом конденсатора. Среднее значение постоянного тока в измерительном блоке 5 равно суммарному разряду конденсатора 4 за секунду и пропорционально емкости измеряемого конденсатора.

Значение тока определяется выражением

Icp Ua С f ,

где Icp - среднее значение постоянного тока, А;

Ua - амплитудное значение напряже- ния, В;

С - емкость конденсатора, Ф;

f - частота переменного напряжения, ГЦ.

Для линейной зависимости тока от ем- кости конденсатора должно соблюдаться

условие х -о - т-е- время заряда и разряда измеряемого конденсатора должно быть много меньше времени полупериода

напряжения генератора.

Одним из основных преимуществ предлагаемого измерителя является возможность измеренця больших емкостей (несколько тысяч мкФ) электролитических

конденсаторов при частоте генератора 50 Гц (от сети). Так при применении в схеме диода и тиристора (в качестве ключа) средней мощности их прямое сопротивление составляет десятые доли Ома. Сопротивления

низковольтной зарядной обмотки и амперметра (в качестве измерительного блока) также очень незначительны (порядка десятых долей Ома). Такое низкое сопротивление зарядной и разрядной цепей

измерителя позволяет получить очень малую постоянную времени (порядка с), что, в свою очередь, дает возможность измерять емкости конденсаторов до 4000 мкФ. Кроме того предлагаемый измеритель обладает еще одним замечательным свойством. Поскольку сопротивление за- рядно-разрядной цепи очень мало, значительная утечка конденсатора не оказывает влияния на ток разряда, т.к. сопротивление утечки много больше сопротивления разрядной цепи. Это свойство измерителя позволяет измерять емкость конденсатора непосредственно в различных устройствах (т.е. не выпаивая его из мойтажа) пришунтирований конденсатора резисторами схемы. Практически при шунтировании электролитического конденсатора сопротивлением схемы даже величиной в несколько десятков Ом, погрешность измерения емкости при

этом пренебрежимо мала (она определяется как отношение сопротивления разрядной цепи к шунтирующему сопротивлению).

Помимо этого, при пробое или потере емкости в измеряемом конденсаторе, ток

через измерительный блок не протекает, тогда как в прототипе могут возникнуть токи за счет утечки или шунтирующего сопротивления. Наряду с этими качествами схема измерителя очень проста, не требует регулировки и калибровки и обладает высокой надежностью в работе.

Формула изобретения Измеритель емкости электролитических конденсаторов, содержащий генератор переменного тока, диод, ключ, измерительный блок, причем первый вывод диода через измеряемый конденсатор соединен с первым выводом ключа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения и упрощения, нача

ло (конец) зарядной обмотки генератора переменного тока соединен со вторым выводом диода, конец (начало) зарядной обмотки генератора переменного тока соединен с первым выводом ключа, управляющий вход которого соединен с концом (началом) коммутационной обмотки - генератора переменного тока, второй вывод ключа через измерительный блок соединен с анодом диода, начало (конец) коммутационной обмотки соединен с первым (вторым) выводом1 ключа.

Использование: в измерительной технике в качестве тестера при диагностике различных электронных схем. Сущность изобретения: устройство содержит зарядную обмотку (1), генератор переменного тока (2), диод (3), измеряемую емкость (4), измерительный блок (5), ключ (6), коммутационную обмотку (7) генератора. Сокращение количества элементор в схеме и соответствующее соединение элементов позволяет уменьшить погрешность измерения и упростить измеритель. 1 ил.