УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРАКОВКИ КОНДЕНСАТОРОВ ПО Советский патент 1972 года по МПК G01R27/26 

Из0бретение относится к измерительной технике и может быть исиользовано при построении высокопроизводительных автоматических и полуавтоматических устройств, предназначенных для разбраковки конденсаторов по емкости и tg6 на допусковые группы.

При построении высокопроизводительных сортировочных устройств сложной задачей являет1ся обеспечение быстродействия электронной измерительной схемы. Эта задача оказывается особенно сложной, если сортировка конденсаторов по электропараметрам должна производиться на низкой частоте (обычно равной 50 гц). Использование для этих целей мостов с автоматическим уравновешиванием обычно оказывается невыгодным ввиду большого времени уравновешивания, поскольку яа каждый такт системы уравновешивания приходится несколько периодов напряжения питанин моста. Наиболее перспективными в отношении быстродействия являются неуравновешенные мосты и мосты с несколькими индикаторными диагоналями. Однако неуравновешенные мосты имеют следуюш,ие недостатки, которые препятствуют их использованию в ;автоматических сортировочных устройствах:

отклонение емкости от нормальной величины влияет на точность измерения tg6, и наоборот;

наличие амплитудного детектора снижает быстродействие устройства.

Наибольшим быстродействием обладают разбраковочные мосты с несколькими индикаторными диагоналями. Основным недостатком таких мостов является зависимость разбаланса по tg6 на точность разбраковки по емкости, и наоборот, что исключает возможность использования таких устройств для разбраковки конденсаторов с большим tg6.

Предлагаемое устройство обеспечивает примерно такое же быстродействие, как и мосты с несколькими индикаторными диагоналями, но в нем исключено взаимное влияние сигналов разбаланса по емкости и tg6 друг на друга. Это позволяет использовать его для разбраковки деталей с большой величиной tg6 (например, электролитических конденсаторов) .

Кроме тото, в нем используется лишь одна ветвь отношения, что .упрощает схему моста.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что напряжение разбаланса моста, снимаемое с выхода усилителя, через фазовращатель подается на один из входов каждого из дифференциальных каскадов, число которых равно числу граничных значений

допусковых групп. На другой вход каждого из дифференциальных каскадов через повторитель напряжения подается напряжение с измеряемого О1бъекта. На выходах дифференциальных каскадов стоят импульсные фазовые детекторы, на которые, кроме того, подаются строб-импульсы. Для формировалия строб-импульсов используется напряжение на образцовом элементе в плече сравнения.

Для одновременной разбраковки конденсаторов по tg6 используется тот же делитель напряжения и аналогичный дифференциальяый каскад с фазовым детектором, ио иа этот дифференциалыный каскад подается налряжеине ic выхода усилителя, сдвинутое на 90°.

Благодаря И|Опользова1Н. имяульоных фазовых детекторов индикация состояния моста, а следовательно, и лрииадлежность разбраковываемого конденсатора к той или иной допусковой группе, определяются за один период напряжения литания моста. Быстродействие устройства определяется практически лишь переходными процессами в мостовой схеме, которые возникают после подключения разбраковываемого конденсатора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого моста; на фиг. 2 - топографическая диаграмма распределения напряжений в мостовой схеМб для случая

+30% +50%; на фиг. 3 - векторС

ные диа1Гра/м,мы напряжений на входах и выходах дифференциальных каскадов допусковых групп +30% и +50% и вектор опорного напряжения, из которого формируются стробимпульсы; на фиг. 4 - временные диаграммы мгновенных значений напряжений, изображенных на фиг. 3.

Мост 1, питаемый от генератора 2, работает следующим Образо,м.

Усилитель 3, имеющий большой отрицательный коэффициент усиления, через элементы мостовой схемы оказывается охваченным глубокой параллельной отрицательной обратной связью по напряжению. Благодаря этому потенциал точки в моста / будет всегда поддерживаться практически равным потенциалу / («земли), а на выходе усилителя 3 окажется напряжение, амплитуда и фаза которого зависят от степени разбаланса моста.

Из топографической диаграммы моста 1 получают следующие соотношения:

/. .

tg8

и,

а/

Uad Ugf+Ufd Ugf

Ufa

0+

и сеи сеи,, V Uaf

f/..

Учитывая, что и и а,, получают

.(.+

Цдд Uaf Ufa

и.

и.

t/.

af

be

UgJ J .1

и beKUJ CxRu

AC

полагая, что Cx Cxii- - Cx Cxn fl + r

XH

Ufa

1 +

Ua

AC

1 +

xn

Если выполнить условие

CIAI CCCHAO,

то получают соотношение

АС,

и.

id

и.

а/

Таким образом, получаем следующие осHOBiHbie соот 1оше1111я:

АСд. Ufa .

tgs. -.

а/Uaf

и„

Теперь заметим, что вектор t/a/ равен проекции вектораЧ/аь на перпендикуляр к вектору Uce, вектор Ujd равен проекции вектора Ude па перпендикуляр к вектору И се и вектор t//e равен проекции вектора Ude на вектор ПсеРассмотренные выше выражения показывают, что по соотношению векторов напряжений на отдельных участках моста I можно однозначно судить о принадлежности испытуемого конденсатора 4 к той или иной группе допуска по емкости и tg6. При определении этого соотношения используется то обстоятельство, что в момент времени, соответствующий равенству нулю мгновенного значения напряжения , мгновенные значения остальных напряжс1;|-1Й будут равны проекции их векторов на перпендикуляр к вектору Uce. Рассмотрим работу устройства для случая +30% (этому случаю соCjcn

ответствует топографическая диаграмма, представленная на фиг. 2). Напряжение с выхода усилителя 5 через инвертор 5, поворачивающий фазу напряжения на 180°, попадает

на входы дифференциальных каскадов 6. На второй вход одного из этих каскадов поступает через повторитель 7 и делитель 8 напряжение, равное 0,3 Uab- Векторная диаграмма этих напряжений представлена на фиг. 3. На

выходе дифференциального каскада образуется разностное напряжение /о.зНа другой такой же дифференциальный каскад 6 с делителя 8 поступает напряжение,

равное 0,5 Uab- На выходе каскада 6 образуется разностное напряжение t/o,5 из векторной диаграммы видно, что проекции векторов Uo,3 и L/0,5 на перпендикуляр к вектору Ugc нмеют противоположные направления. Это

щий нулевому мгновенному значению напряжения Use, мгновенные значения на пряжений 0,3 и /0,5 имеют нротивоположные знаки (см. фиг. 4). Поставив на выходах дифференциальных каскадов 6 схемы совпадения и подав на другое вход строб-имлульсы, можно четко различить знак мгновенного значения напряжения на выходе дифференциальных каскадов 6 в момент прихода строб-импульса.

Таким образом, если установить на каждое граничное значение допусковых групп но одному дифференциальному каскаду и определить ту среднюю пару каскадов, у которых напряжения иа выходах в момент прохождения строб-импульса имеют противоположные знаки, то это бу;:,ет означать, что импульсный конденсатор находится в допусковой группе, ограниченной данными каскадами. При этом для определения допусковой группы конденсатора достаточно одного строб-импульса. Это и обеспечивает высокое быстродействие предлагаемого моста.

Разбраковка по tgS происходит аналогично, с той лишь разницей, что на дифференциальный каскад 9 с выхода фазовран ателя 10 поступает выходное напряжение усилрггеля 3, повернутое на 90°.

Этот же мост может быть использован и для разбраковки конденсатора с параллельной схемой замещения иотерь. Для этого достаточно использовать для формирования строб-имнульсов напряжения Uah, сдвинутое на 90° фазовращателем 11. Переход на разбраковку объектов с параллельной схемой замещения осуществляется с помощью ключа 12.

б Предмет изобретения

1.Устройство для разбраковки конденсаторов по величине емкости и тангенса угла диэлектрических потерь на допусковые группы, содержащее генератор, четырехплечий мост с введенным в него усилителем с большим отрицательным коэффициентом усиления, вход которого подключен к индикаторной диагоиали моста, а выход - носледовательно с инпедансом плеча отношения, фазовые детекторы и исполнительные устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно снабжено тремя

грунпами дифференциальных каскадов, подключенными с одной стороны к выходу усилителя непосредственно для первой группы, через фазовращатель со сдвигом на 180° для второй группы и через фазовращатель на 90°

для третьей группы, а с другой стороны - к делителю напряжения, соединенному через повторитель с плечом моста с разбраковываемым конденсатором, а выходы дифференциальных каскадов подсоединены к фазовым

детекторам, к которым подключен формирователь опорного напряжения.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечеиия возможности разбраковки на этом устройстве объектов с параллельной схемой замещения потерь, оно снабжено допол;п:тельиым фазовращателем на 90°, Соединенным ,с одной стороны с входом делителя напряжения, а с другой - с ключом, переключающим вход формирователя

опориого напряжения на выход фазовращателя.