Устройство для измерения емкости Советский патент 1993 года по МПК G01R27/26 

а

ел

С

Использование: в электроизмерительной технике, в приборах емкостными измерительными преобразователями неэлектрических величин. Сущность изобрете2 ния: устройство содержит измеряемый конденсатор 1, эталонный конденсатор 2, источник питания 3, два диода 4, 5, дифференциальный усилитель постоянного тока 6, измерительный прибор 7. Особенностью изобретения является подключение выхода источника питания 3 к анодам диодов 4, 5, соединение катодов диодов, сэ вто- рыми обкладками измеряемого и эталонного конденсаторов и с первым и вторым входами дифференциального усилителя постоянного тока, а также выполнение источника питания в виде генератора униполярных импульсов, скважность которого больше двух. 2 ил.

Фи г. г

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению емкости конденсаторов, и может быть использовано в приборах с емкостными измерительными преобразователями неэлектрических величин.

Целью изобретения является повышение точности измерения устройства.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - форма электрических напряжений в различных точках схемы.

Устройство содержит конденсаторы 1 и 2, один из которых, например конденсатор 1, измеряемый, другой - эталонный, источник 3 питания, выполненный в виде генератора униполярных прямоугольных импульсов, скважность которых больше двух, диоды 4 и 5, дифференциальный усилитель 6 постоянного тока (УПТ), к выходу которого подключен измерительный прибор 7 постоянного тока. Общие выводы источника питания, дифференциального УПТ и измерительного прибора соединены с первыми обкладками измеряемого и эталонного конденсаторов. Выход источника питания подключен к анодам диодов, катоды котормх соединены со вторыми обкладками измеряемого и эталонного конденсаторов и с первым и вторым входами дифференциального УПТ.

Устройство работает следующим образом.

Источник питания 3 вырабатывает импульсы напряжения прямоугольной формы (фиг. 2,а) с пиковым значением Е, периодом следования Т и длительностью у Т, где у- относительная длительность импульсов - лежит в пределах 0 у 0,5. В течение времени у Т наличия этих импульсов оба конденсатора 1 и 2 заряжены через диоды 4 и 5 соответственно до напряжения Е (напряжения Dei и UC2 на фиг. 2,б,в). В промежутках между импульсами питания конденсаторы разряжаются через входные цепи дифференциального УПТ 6: в процессе разряда конденсаторов напряжения на них изображены отрезками экспонент на фиг. 2,б,в. Разность напряжений AU конденсаторов (фиг. 2,г) поступает на вход УПТ. Среднее значение Do этого напряжения является мерой разности емкостей измеряемого и эталонного конденсаторов: после усиления

оно регистрируется измерительным прибором 7.

Возникновение разностного напряжения A U объясняется следующим образом. Если, например, емкость Ci конденсатора 1

больше емкости С2 конденсатора 2, то разряд конденсатора 1 происходит медленнее, чем разряд конденсатора 2. В результате этого в момент завершения процесса разряда значение Ui напряжения UC1 оказывается больше значения U2 напряжения Uc2. Разностное напряжение Д U UC1 - UC2 и его постоянная составляющая U0 изображены на фиг. 2,г для случая Ci €2. В случае, когда Ci С2 разностное напряжение AU имеет

противоположную полярность. Введение новых связей в устройство для измерения емкости и выполнение источника питания в виде генератора униполярных прямоугольных импульсов со скважностью больше двух

повышает точность измерения за счет повышения чувствительности и линейности характеристики преобразования устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения емкости, содержащее источник питания, измеряемый и эталонный конденсаторы, два диода и дифференциальный усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен измерительный прибор/общие выводы источника питания, дифференциального усилителя постоянного тока и измерительного прибора соединены с первыми обкладками измеряемого и эталонного конденсаторов, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности, выход источника питания подключен к анодам диодов, катоды которых соединены с вторыми обкладками измеряемого и эталонного конденсаторов и с первым и вторым входами дифференциального усилителя постоянного тока, источник питания выполнен в виде генератора униполярных импульсов, скважность которого больше двух.

Фи&1