ный резистор 4, а к инвертирующему входу подключают наматываемый конденсатор 5. В.устрой ство доп олнительно введены кодо- управляемый усилитель напряжения 6, вы- полненный на операционном усилителе 7, инвертирующий вход которого через рези- стор 8 подключен к выходу операционного усилителя 3 преобразователя 2. в цепь отри.цательной обратной связи -- цифроаналого- вый преобразователь 9, управляемый двоичным реверсивным счетчиком 10, снабженным средством 11 записи в него кода номинального значения емкости, наматываемого конденсатора 5, усилитель-ограничитель, выполненный на операционном усилителе 12 с разомкнутой цепью отрица- тельной обратной связи, выход которого
.подключен к входам запуска аналого-цифровых преобразователей 13 и 14, резистор 15, одним отводом подключенный к генератору 1 и первому входу усилителя-огранмчи.теля. 12, а другим - к его второму входу и
измерительному входу аналого-цифрового преобразователя 13, а также через наматываемый конденсатор 5 - к инвертирующему входу операционного усилителя З преобразователя 2, цифровой компаратор 16, входы разрядов чисел В и А которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам зналого-цифровых преобразователей 13 и 14, а его выходы А В и А В через схему ИЛИ 17 - к электромагниту остановки намотки 18. При этом фазовра- щатель на 90° 19 выполнен на операционном усилителе 20.с конденсатором 21 в цепи отрицательной обргтной связи и переменным резистором 22, подключенным одним отводом к инвертирующему входу этого усилителя, а другим - к выходу кодо- управляемого усилителя напряжения 6, а выход операционного усилителя 20 фазов- ращателя 19 подключен к измерительному входу аналого-цифрового преобразователя 14, ...- .... :.. . :. : ...
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Блок кодоуправляемой емкости | 1989 |
|
SU1711197A1 |
Устройство для контроля деградации МДП-структур | 1990 |
|
SU1783454A1 |
Устройство для контроля емкости конденсатора в процессе намотки | 1988 |
|
SU1647452A1 |
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное | 1991 |
|
SU1775819A1 |
СПОСОБ ДВУХТАКТНОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ТИПА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2564909C1 |
УСТРОЙСТВО БИОСЕНСОРА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА И ОБЪЕМА ОБРАЗЦА | 2002 |
|
RU2307350C2 |
Измеритель параметров комплексных сопротивлений | 1989 |
|
SU1751690A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ | 2019 |
|
RU2698505C1 |
Способ измерения электрофизических параметров четырехполюсника и устройство для его осуществления | 2023 |
|
RU2804322C1 |
Преобразователь параметров емкостного датчика | 1989 |
|
SU1651186A1 |
Использование: в контрольно-изг ери- тельной технике. Сущность изобретения состоит в повышении точности намотки конденсаторов в заданный номинал емкости, для чего предлагается устройство, содержащее генератор измерительной частоты 1, преобразователь емкости в напряжение 2, выполненный на операционном усилителе 3, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталон
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и касается совершенствования устройств контроля емкости рулонных конденсаторов в процессе намотки. -. . , - . - .. .. ... Известно устройство для контроля емкости в процессе н;амоткм, содержащее преобразователь ем.коСти- наматываемой .. секции конденсатора в импульс, схему сравнения ммпульса преобразователя с напряжением, соответствующим заданной ем ко сти, у п р а в л я е мый и сто ч н и к н § п ря же- ния заданной емкости и исполнительную схему.: .
Основным недостатком этого устройства является то, что контроль емкости нама- тываёмых конденсаторов или их.секций осуществляется на постдякнбм токе, тЬгда как ко нт оль готовых конденсаторов осущв1 ствляется на переменном токе на частотах 50 или iOQO гц в зависимое™ от их типам/Г номинала. .: ;:-rr t --- - Известно устройство для контроля емкости в процессе намотки секций конденсаторов, содержащее измеритель.ный мост, элемент сравнения и электромагнит оста- новки, в котором квазиуравновешенный ре-- зисторный мост подключен к элементу сравнения через последовательно соединенные катодный повторители, выпрямители и сглаживающие LC-фи.льтры.
Существенным недостатком этого устройства является погрешность контроля ем- кости, вызванная непропорциональностью
амплитуды синусоидального напряжения в диагонали моста и выпрямленного напряжения диагонали моста на входе элемента сравнения. Это происходит из-за скачкооб- разного (ступенчатого) изменения емкости наматываемого конденсатора (неравномерности намотки) и кратковременных коротких замыканий в нем,связанных с наличием пленке hop, заполненных металлом и аном.алий при заправке, что вызывает появление в диагонали моста переходного процесса и появление экспоненциальной, составляющей напряжения, величина которой зависит от мгновенных значений напря- жёния диагонали в момент скачка емкости и постоянной времени переходного процесса из параллельно включенных эталонного и наматываемого конденсаторов и входного сопротивления катодного повторителя, под- ключенного в диагонали моста. В связи с тем, что входное сопротивление катодного повторителя в диагонали моста должно быть на 2-3 порядка выше выходного сопротивления моста для независимого контроля емкости и высокой чувствительности, постоянная времени переходного процесса, вызывающего непропорциональность напряжения на входе элемента сравнения и амплитуды синусоидального напряжения диагонали при значительной емкости нама тываемого конденсатора, может составлять несколько секунд. Другим недостатком является зависимость результатов контроля емкости от значительных паразитных емкотей лентоведущих роликов и лентозапра- очного механизма относительно корпуса амоточного станка, имитирующих рези- стивные плечи моста, задающие напряжения на наматываемом и эталонном онденсаторах,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является втокомпенсэционный мост с прямым уравновешиванием, содержащий генератор из- ерительной частоты, связанный с преобразователем емкости в напряжение, Еыполненным на операционном усилителе, Е цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталонный резистор, а к (вертирующему входу - наматываемый (сонтролируемый) конденсатор, фазовра- щатель на 90° и два аналого-цифровых преобразователя. В этом устройстве генератор измерительной частоты подключен непос- дственно к наматываемому (контролйруе- ому) конденсатору, фазовращателю на 90° амплитудному детектору, а выход преобразователя емкости в напряжение - к первом входам первого и второго синхронных детекторов, ко вторым входам которых под- ючены выходы генератора измеритель- й частоты, и фазовращателя на 90°. Это зволяет выделить на выходах синхронных текторов постоянные напряжения, про- рциональные амплитудам синхронной и эдрзтурной (по отношению к напряжению генератора) составляющих выходного напряжения преобразователя, которое в ототипе выражается формулой
ивых U0j О) CxRo(1 + jtg crx),,; е (Jo - напряжение генератора;
Сх, tg ox - параметры наматываемого нтролируемого) конденсатора;
RO - сопротивление эталонного рёзи- стэра в цепи отрицательной обратной связи итерационного усилителя преобразователя.
Кроме того, в прототипе выход первого синхронного детектора подключен к измерительному входу первого логаметрйческо- го аналбго-цифрового преобразователя (АЦП), выход амплитудного детектора - к оп эрному входу аналогичного второго АЦП, а Е ыход второго синхронного детектора - к оп рному входу первого АЦП и измерительно Лу входу второго АЦП.
; Отметим, что логаметрические АЦП обеспечивает цифровой отсчет величины напряжения на измерительном входе относительно напряжения его на опорном входе в то время как стандартные ми срозлекхрониые АЦП обычно обеспечивают цифровой отсчет напряжения на измерительном входе относительно встроенных в них высокостабильных источников опорного напряжения постоянного тока . В прототипе цифровой независимый отсчет по 5 емкости на выходе лагометрического АЦП возможен только в случае, когда квадратурная составляющая напряжения преобразователя не зависит от tg о конденсатора, как это имеет место в вышеприведенной форму0 ле. Но как будет показано ниже, эта формула справедлива лишь при tg а«1.
К достоинству прототипа относится отсутствие в нем эталонов емкости. Отметим также, что в прототипе постоянная времени
5 переходного процесса, возникающего при ступенчатом изменении наматываемой емкости конденсатора и кратковременных коротких замыканиях в нем (причина которых указана выше) может при определенных со- 0 отношениях RO и Сх быть меньше периода измерительной частоты и мало влиять на точность намотки. Достоинством прототипа является и отсутствие влияния указанных выше .паразитных емкостей на результат
5 контроля емкости, т.к. они лишь шунтируют выходное напряжение генератора измерительной частоты и вход опера ционного усилителя преобразователя. Действительно, в прототипе результат контроля емкости не
0 зависит от напряжения генератора измерительной частоты, а напряжение на входе операционного усилителя при коэффициенте усиления последнего, стремящегося к бесконечности, стремится к нулю.
5 Недостатками прототипа являются зависимость результатов контроля емкости от частоты измерений (ее нестабильности).
Имеет место, задержка фиксации момента достижения емкости наматываемого
0 конденсатора номинального значения, связанная с необходимостью выпрямления переменных напряжений синхронными и амплитудными детекторами, на что требуется время, равное нескольким периодам час5 тоты измерений, Это снижает точность намотки конденсатора в номинал особенно на низкой частоте измерений и высокой скорости намотки это имеет местсги в 2. Погрешность будет вызываться и
0 нелинейностью детекторов, особенно (фазовых) синхронных, и их нестабильностью, но главным недостатком прототипа является зависимость точности контроля емкости конденсатора от его tg т,особенно если
5 учесть, что при намотке величина tg сможет достигать 1 и более, что может вызвать больше погрешности контроля емкости.
Цель изобретения-повышение точности на- мотки конденсаторов в заданный номинал ем--.
кости (устранение недостатков прототипа) - достигается тем, что в устройство для контроля емкости конденсаторов в процессе намотки, содержащее генератор измерительной частоты, связанный с преобразователем емкости в напряжение, выполненным на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталонный резистор, а к инвертирующему входу - наматываемый конденсатор, фазовращатель на 90° и два аналого-цифровых преобразователя, введены дополнительно кодоуправляемый усилитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого через резистор подключен к выходу операционного усилителя преобразователя емкости в напряжение, а в цепь отрицательной обратной связи - цифроана- логовый преобразователь, управляемый двоичным реверсивным счетчиком, снаб- женным средством записи в него кода номинального значения емкости наматываемого конденсатора;-усилитель-ограничитель, выполненный на операционном усилителе с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи, выход которого подключен ко входам запуска обоих аналого-цифровых преобразователей; резистор, одним отводом подключенный к генератору измерительной частоты и первому входу усилителя-ограничителя, :а другим - к его второму входу и измерительному входу первого аналого- цифрового преобразователя, а также через наматывтемый конденсатор - к инвертирующему входу операционного усилителя упомянутого -преобразователя емкости; цифровой компаратор, входы разрядов чисел В и А которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам, первого .и второго аналого-цифровых преобразователей, а его выходы А В и А В через схему или - к электромагниту остановки намотки, .причвм фазовращатель на 90° выполнен на операционном усилителе с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором, подключенным одним отводом к инвертирующему входу э тЬТб усилителя, а другим - к. выходу кодоуправляемого усилителя напряжения, а выход операционного усилителя фазовращателя на 90° подключен к измерительному входу второго аналого-цифрового преобразователя.
Введение в устройство кодоуправляемого усилителя напряжения по описанной схеме, позволяет ; высокой степенью точности ввести дзн;ныё о величине номинального значения емкости наматываемого конденсатора как оператором, так и ЭВМ,
снизить глбариты устройства и, в конечном итоге, повысить точность контроля.
Введение в устройство усилителя-ограничителя, дополнительно резистора в указанной связи с генератором измерительной частоты, преобразователем емкости в напряжение, а также фазовращателем на 90° и обоими аналого-цифровыми преобразователями позволяли сформировать, на входах
0 последних такие два напряжения измерительной частоты и осуществить измерения их мгновенных значений в тот момент времени, когда результаты измерений зависят только от степени близости емкости нама5 тываемого -конденсатора к номинальному значению и не зависят от его тангенса угла потерь.
Введение в устройство цифрового компаратора позволяет определить момент ра0 венства мгновенных значений сравниваемых напряжений (с высокой степенью точности) соответствующий моменту равенства емкости наматываемого конденсатора ее номи-нальному значению и оста5 новить намотку с задержкой не более чем на один период измерительной частоты.
Конструктивное выполнение фазовращателя на 90°, кроме того, позволяет не только сформировать одно из сравнивае0 мых напряжений, но и исключить зависимость результатов контроля от частоты измерений или, что еще важнее, от её нестабильности.
- Все вместе взятые признаки обес.печи5 вают возможность установить момент намотки конденсатора в заданный номинал емкости, независимо от его тангенса угла потерь, независимо от нестабильности частоты генератора, не позднее, чем на время
0 одного периода измерительной частоты, исключить влияние на результат контроля переходных процессов при ступенчатом изменении наматываемой емкости конденсатора и кратковременных коротких замы5 каний в нем. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов: кодоуправляемого усилителя, дополнительного резистора, усилителя-ог0 раничителя, цифрового компаратора, особенностью выполнения в нем фазовращателя на 90° и их связями с остальными элементами устройства.
Таким образом, устройство соответст5 вует критерию изобретения Новизна.
Сравнение этого решения с другими техническими решениями показывают, что кодоуправляемые усилители напряжения, усилители-ограничители, цифровые компараторы, фазовращатель на 90° (он выполнен
в1 устройстве по схеме интегратора) хорошо фвестны. Однако при их введении в указанное устройство в связи с остальными элементами схемы для контроля емкости конденсаторов в процессе намотки они проявляют новые свойства, способствующие повышению точности намотки конденсаторов в заданный номинал емкости. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решение критерию Существенные отличия.
На чертеже приведена структурная схе- f«a устройства.
Устройство содержит генератор измерительной частоты 1, преобразователь емкости в напряжение 2, выполненный на операционном усилителе 30, в цепь отрица- тгльной обратной связи которого подклю- Ч5н эталонный резистор 4 (R0), а к его инвертирующему входу - наматываемый кэнденсатор 5 (Сх, гх);-кодоуправляемый у;илитель напряжения 6, выполненный на операционном усилителе 7, инвертирующий вход которого через резистор 8 (Ri) (это резистор обычно входит в состав микросхе- Nbi цифроаналогового преобразователя) подключен к выходу операционного усили- т ;ля 3 преобразователя 2, а в цепь отрицательной обратной связи- цифроаналоговый пэеобразователь 9, управляемый двоичным рэверсивным счетчиком 10, снабженном с едством 11 записи в него кода номиналь- нэго значения емкости; усилитель-ограни- Ч1тель, выполненный на операционном усилителе 12 с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи, выход которого п )дключен к входам запуска аналого-циф- р эвых преобразователей 13 и 14. Кроме того, устройство содержит резистор 15 (R2), одним отводом подключенный к генератору
1
и первому входу усилителя-ограничителя
1, а другим - к его второму входу, измерительному входу преобразователя 13, а через наматываемый конденсатор 5 - к инвертирующему входу усилителя 3; цифровой компаратор 16, входы разрядов чисел В и А. которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам преобра- з вателей 13 и 14, а выходы компаратора А В и А В через схему ИЛИ 17 - к электромагниту остановки намотки 18; фазовраща- тель на 90° 19, выполненный на операционном усилителе 20 с конденсато- рАм 21 (СФ) в цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором 22 (Рф), подключенным одним отводом к инвертиру- ю(цему входу усилителя 20, а другим - к выходу операционного усилителя 7. Выход усилителя 20 подключен к измерительному входу преобразователя 14, средство 11 записи кода в двоичный реверсивный счетчик 9 может быть выполнено по-разному: от управляющей ЭВМ код может подаваться непосредственно на устэнов очны е входы
триггеров счетчика 10, а при установке кода оператором, например, так как это изображено на фиг. 1. В средство 11 записи входят генератор прямоугольных импульсо в 23 с регулируемой частотой следования (1 - 40)
гц, три последовательно соединенных двоично-десятичных реверсивных счетчика 24- 26, выходы триггеров каждого из которых через дешифраторы семисегментного кода 27-29 подключены к жидкокристаллическим
цифровым индикаторам 30-32, причем каждый из входов счетчиков 25 и 26 (для сложения и вычитания) подключен к соответствующим выходам переноса предыдущего счетчика 24,выходы переноса счетчика 25 через схему или 33 подключены к входу установки нуля счетчика 10. Генератор 23 через контакты кнопочных переключателей (без фиксации) 34 и 35 подключен соответственно к входам сложения и вычитания счетчиков 10 и 24.
Напряжение на выходе операционного усилителя при коэффициенте усиления К, стремящемся к бесконечности, равно:
30
UE
i, Z2
-UBXIT
где UDX - напряжение через комплексное сопротивлениеZi, подключенное к инвертирующему входу усилителя;
Напряжение на выходе операционного усилителя 3 (Увыхоуз) преобразователя емкости в напряжение 2, т.к. входным напряжением для него является выходное напряжение Е генератора измерительной частоты I:
ивыхОУЗ
Е RQ Е RQ т сх J
«.-Jw
EQ RQ (о Сх ( 1 - j tg ffE
1 + tg2 aE
где Сх и Zx - емкость и сопротивление нама- тываемого конденсатора;
tg оь (Ra + г/) ш Сх - тангенс угла потерь этого конденсатора с учетом введенного в устройство дополнительно резистора ,R2.
При отсутствии Ra, как в прототипе, вме- сто tgcjj в формуле фигурировал бы tg ст О) СХ2Х. В любом случае из этой формулы видно, что в общем случае квадратурная составляющая выходного напряжения преобразователя 1 зависит не только от Сх, но и от tg Ok . Ли шь при tg о х 1 (естественно
при отсутствии R2, введенного в предлагав- мое устройство) выходное напряжение преобразователя 1 выражается формулой иВыхОЧ2 - Е ш j CxRo (1 - tg crx), где квадратурная составляющая не зависит отт.д ах. Следует отметить, что при использовании введенной выше уточненной формулы выходного напряжения возможен независимый контроль tg Ok в прототипе с по- мощью лагометрических АЦП. Однако не зависимый от тангенса угла потерь контроль емкости в прототипе невозможен, т.к. при намотке tg стх конденсатора достигает 1 и более. В предложенном устройстве решена задача не .зависимого от tgcr контроля емкости. Если выбрать R0 таким образом, что RO о)Схмаксл;1, где Схмакс-максимальная контролируемая емкость, тогда Ro.Cx
-у- 2 тг где Т период измерительной
частоты. При скачкообразном (ступенчатом) изменении емкости наматываемого конденсатора и кратковременных коротких замыканий-в нем, вызывающих как отмечено выше, переходный процесс, постоянная времени его будет равна г ЗСхмакс(Ро + R2 + 2х) и даже при tg ov 1, она меньше периода измерительной частоты и окажет лишь малое влияние на результат контроля. Напряжение на выходе операционного уси- лителя 7 (иВЫхОУ7) кодоуправляемого усилителя 6 с учетом, что на его входе - выходное напряжение операционного- усилителя 7 (ем.фиг. 1), выразится формулой
1023
УвыхОУ -КвыхОУЗ 1,023
-ивыхОУЗN..
Смаке
С„
где N - число, выражающее номинальное значение емкости Сн наматываемого конденсатора;
Смаке - максимальное значение контролируемого на данном поддиа.пазоне емкости, например 9,99 мкф, а 1023 - максимальное число, которое может быть записано в двоичный реверсивный счетчик 10 (в данном случае десятиразрядный), или с учетом значения ЦвыхОУЗ
иВыхОУ7
Смаке -1.023 Е IpCaCxJ (1 -JtgoE) . Сн(1 +tg2oE):
Напряжение на выходе фазовращателя на 90° 19 - выходе операционного усилите- ля 20 (иВыхОУ2о) с учетом, что на его входе действует напряжение операционного усилителя 7 (УвыхОУ) по общей формуле для операционного усилителя равно: .
ивыхОУ7 иВыхОУ2о - иВыхОУ20
(U
(й Сф
)
J
иВыхОУ7
.. J (л)Сф Рф Смаке 1,023 Е RQ о) Lx (1 - j tg оЕ)
Сно/СфЯф( 1 + tg2aE) при Сх Сн (при намотке в номинал)
Е; СМакс 1,023 R (1 -tg оЕ)
Рф Сф( 1 +tg2oE)
Напряжение в точке а между Сх и Rx (ем.фиг. 1), с учетом последовательной схемы замещения конденсатора и того, что напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 7 при , стремится к О. Здесь К - коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи
- г- / г N
напряжение на выходе фазовращателя на 90° 19 соответственно усилителя 20 (иВыхОУ2о) и напряжения Ua имеют в момент Сх Сн равные по модулю квадратурную и синфазную составляющие, но и противоположные по знаку, т.е. они в этом случае равны по амплитуде и противофазны, но их мгновенные значения равны по модулю. С другой стороны, точка а потенциально совмещается с точкой подключения аналото- цифрового преобразователя 13 (ем.фиг. 1) только в момент времени, когда равно нулю значение напряжения на Ra. Это соответствует амплитудному значению напряжения на Сх, отсутствию напряжения на гх и его амплитудному значению на выходе фазовращателя 19. Следовательно, в момент намотки конденсатора в номинал, при наличии нулевого напряжения на R2, напряжение на входах аналого-цифровых преобразователей 13 и 14 равны по модулю независимо от величин tg сгх и tg с. Известно , что анало- го-цифровые преобразователи преобразуют разнополярные напряжения на измерительных бходах в пропорциональный код (меняется лишь логический нуль или единица в знаковом разряде). Отметим, что существующие микросхемные аналого-циф- ровые преобразователи срабатывают, за время менее 1 мкс, что вполне достаточно для контроля емкости в устройстве для на- моткм; производя щем измерения на частое не выше 1 кГц, но в принципе, в случае
применения микросхемных устройств вы- бррки и хранения напряжений перед анало- г р -цифровыми преобразователями,
слючаемых в момент измерений, частота измерений в устройствах контроля емкости при намотке может быть существенно повышена.
Нф в устройстве выполнено переменным для точного соблюдения соотношения
,023 Смаке RO л пс
-- -р---- 1, и RO может быть использовано для организации десятичных поддиапазонов. Так, если Смаке увеличилось в десять раз, в десять раз нужно уменьшить
Устройство работает следующим обра3 DM.
Первоначально осуществляется запись двоичный реверсивный счетчик 10 кода нэминального значения емкости наматыва- иого конденсатора. Код может быть подан посредственно на установочные входы т)иггеров счетчика 10 от управляющей ВМ. При установке кода оператором это :уществляется с помощью средства 11 за- /1си кода. В этом случае, нажимая кнопоч- ге переключатели 34 и 35,(6ольше или меньше) и установив частоту импульсов нератора 23 вблизи 40 Гц, держат нажали переключатели 34 и 35 до тех пор, пока з добиваются обнуления счетчиков 24-26, фиксируя это по появлению трех нулей на трех цифровых индикаторах 30-32, хотя бы нз короткое время. В момент обнуления счетчиков 24-26 импульсы переноса счетчика 26 через схему ИЛИ 33 обнулят и счетчик 10. После этого, регулируя частоту импульсов генератора 23 включением и переключали 34 и 35, добиваются показаний на ндикаторах 30-32 требуемого номинального значения емкости. Соответственно то э число импульсов будет записано и в двоичный реверсивный счетчик 10. Отметим, что при .первой настройке устройства вме- с-о наматываемого конденсатора подключают магазин емкостей и набирают на нем т} же ёмкость, что записана на индикаторах, и переменным резистором Яф добиваются срабатывания электромагнита при этих условиях. Устройство готово к работе, к нему
Формула изобретения i Устройство для контроля емкости конденсаторов в процессе намотки, содёржа- щ ее генератор измерительной частоты, преобразователь емкости в напряжение,
может подключаться наматываемый конденсатор. По мере намотки конденсатора 5 начинает падать напряжение в точке под-, ключения аналого-цифрового преобразователя 13 и расти напряжения в точке подключения аналого-цифрового преобразователя 14. Запуск преобразователей 13 и 14 осуществляется одновременно, через раз, при переходе через нуль напряжения
на , т.к. это напряжение преобразуется усилителем-ограничителем в прямоугольные импульсы, фронты которых совпадают по времени с моментом перехода через нуль напряжения на R и положительным фронтом импульсы запускают преобразователи
13 и 14. Информационные кодовые выходы аналого-цифровых преобразователей 13 и
14 подключены соответственно к входам чисел В и.А цифрового компаратора 15, который в момент равенства кодов В и А, соответствующего равенству по модулю мгновенных значений напряжений, подаваемых на измерительные входы преобразователей 13 и 14, выдает импульс с выхода А
В и через схему ИЛИ 17 дает сигнал на электромагнит остановки намотки 18, который, обладая некоторой инерционностью, включится окончательно сигналом логической единицы на выходе А В через схему
ИЛИ 17 чуть позже. Как показано выше, переходные процессы в наматываемом конденсаторе в предложенном устройстве могут длиться не более одного периода измерительной частоты..
:Таким образом, момент намотки кон- денсатора в номинал Сх Си в предложенном устройстве определяется независимо от тангенса угла потерь наматываемого коы- денсатора, величины напряжения генератора 1 измерительной частоты, нестабильности этого генератора по частоте. Как указано выше, диапазон контроля конденсаторов можно расширять, изменяя
величину RO, подключая, например через реле, другие RO, в десятки раз больше или меньше, что позволяет существенно повысить Точность контроля емкости наматываемых конденсаторов в широком диапазоне
номинальных значений емкости.
выполненный на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого подключен эталонный резистор, а к инвертирующему входу - наматываемый конденсатор, фа$овращатель на 90° и два
аналого-цифровых преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности намотки конденсатора, в него дополнительно введены: кодсуправляемый усилитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого через резистор подключен к выходу операционного усилителя преобразователя емкости в напряжение, а в цепь отрицательной обратной связи - цифроана- логовый преобразователь, входы которого соединены с выходами двоичного реверсивного счетчика, входы которого соединены с выходами блока записи кода номинального значения емкости наматываемого конден-о сатора, усилитель-ограничитель, выпблнен- ный на опер ационном усилителе с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи, выход которого подключен к входам запуска обоих аналрго-цифровых преобразователей резистор, одним выводом подключенный к генератору измерительной частоты и первому входу
усилителя-ограничителя, а другим - к его второму входу и измерительному входу первого аналого-цифрового преобразователя, а также через наматываемый конденсатор - к инвертирующему входу операционного усилителя преобразователя емкости в напряжение, цифровой компаратор, входы разрядов чисел которого подключены соответственно к информационным кодовым выходам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, а его выходы через элемент ИЛИ - к исполнительному элементу остановки намотки конденсатора, причем фазовращатель на 90° выполнен на операционном усилителе с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и переменным резистором, подключенным одним выводом к инвертирующему входу этого усилителя, а другим - к выходу кодоуправля- емого усилителя напряжения, а выход операционного усилителя фэзовращателя на 90° подключен к измерительному входу вто- рого аналого-цифрового преобразователя.
Авторы
Даты
1993-02-07—Публикация
1990-09-12—Подача