Измеритель емкостей конденсаторов, шунтированных резисторами Советский патент 1977 года по МПК G01R27/26 

I

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в измерительных приборах и системах.

Известно устройство для измерения емкостей конденсаторов, шунтированных резисторами, работа которого основана на уравновешивании мостовой измерительной цепи, включающей в себя исследуемый конденсатор и его модель, причем параметры элементов модели устанавливаются равными предварительно измеренным на постоянном токе

п:унтирующих конпараметрам резисторов, денсатор 1. обладает невысокой

Известное устройство точностью измерения.

Известен также измеритель емкостей конденсаторов, содержащий генератор опорного напряжения, соединенный с одним зажимом для подключения объекта измерения, другой зажим при этом соединен со входом усилителя постоянного тока и с образцовым конденсатором, включенным в цепь обратной связи, а также выпрямитель и вольтметр постоянного тока 2.

Известное устройство не позволяет с приемлемой точностью осуществить измерение емкости конденсаторов, шунтированных резисторами, значение сопротивления которых изменяется в широких пределах.

,С целью повышения точности измерения и расширения в измеритель емкостей конденсаторов, шунтированных резисторами, введены два ключа и блок управления, причем вход одного ключа соединен с выходом усилителя постоянного тока и входом другого ключа, а выход - с другим залшмом для подключения параллельно соединенных образцового резистора и образцового конденсатора, прлчем этот зажим соединен с вольтметром постоянного тока, а выход другого ключа соединен со входом усилителя постоянного тока, кроме того, каждый выход блока управления подключен к одним из входов

кл10чей и входу вольтметра постоянного тока соответственно, помимо этого он снабл :ен дополнительной емкостью, которая соединена с одним залшмом для подключения соединенных образцовой емкости и образцового

резистора и одним из входов ключа, другой вход которого соединен с другим зажимом для подключения образцовой емкости, а выход ключа к зажиму для подключения образцового резистора.

На чертеже приведена функциональная схема измерителя.

Измеритель емкостей конденсатора, шунтированных резисторами, содержит генератор 1 двухиолярного треугольного напряжения,

усилитель 2 постоянного тока, вольтметр 3 постоянного тока, ключи 4 и 5, а также блок 6 управления, образцовый резистор 7 с сопротивлением 0. образцовый конденсатор 8 с емкостью Со объект измерения 9 с емкостью Сх и Сопротивлением R. Работа устройства происходит следующим образом. Блок управления синхронизирует работу генератора 1 ключей 4, 5 и вольтметра 3 постоянного тока, при этом с выхода генератора 1 на объект измерения 9 поступает треугольное напряжение с амплитудой EQ и периодом 2Го. Причем, когда с выхода снимается линейно-возрастающее напряжение F I ° Т „, ключ 4 замкнут, а ключ 5 разомкнут. В установившемся режиме работы с выхода усилителя 2 снимается напряжение, которое с достаточной степенью приближения может быть оценено как U(i) 2E,R,t /. J g o-RxT,R Из выражения видно, что при Со U(t)r, -. Когда с выхода генератора 1 поступает линейно-уменьшающееся напряжение КЛЮЧ 4 разомкнут, а ключ 5 замкнут. При этом с выхода усилителя 2 снимается напряжение, равное нулю, а вольтметр измеряет напряжение по команде с блока 6, до которого зарядился конденсатор в предыдущем такте Затем рассмотренный цикл работы повторяется. Как следует из приведенных расчетных данных шунтирующий резистор оказывает пренебреженно малое влияние на результат измерения в широком диапазоне изменения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значения сопротивления резистора. Для этого достаточно выполнение условий Г,, , которое реализуется выбором достаточно большого значения Со и достаточно малого Го. Особенно эффективно применение измерителя при измерении малых емкостей, шунтированных низкоомными резисторами. Формула изобретения Измеритель емкостей конденсаторов, шунтированных резисторами, содержащий генератор двухполярного напряжения треугольной ф10рмы, соединенный с одним зажимом для подключения объекта измерения, другой зажим при этом соединен со входом усилителя постоянного тока и с параллельно соединенными образцовым конденсатором и образцовым резистором, вольтметр постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены два ключа и блок управления, причем вход одного ключа соединен с выходом усилителя постоянного тока и входом другого ключа, а выход - с другим зажимом для подключения параллельно соединенных образцового резистора и образцового конденсатора, причем этот зажим соединен с вольтметром постоянного тока, а выход другого ключа соединен со входом усилителя постоянного тока, кроме того, каждый выход блока управления подключен к одним из входов ключей и входу вольтметра постоянного тока соответственно. 2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительной емкостью, которая соединена с одним зажимом для подключения соединенных образцовой емкости и образцового резистора и одним из входов ключа, другой вход которого соединен с друлим зажимом для подключения образцовой емкости, а выход ключа - к зажиму для подключения образцового резистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения: 1. Дьячков В. И. «Прибор для измерения пленочных емкостей, шунтированных низкоомными резисторами Известия ВУЗов. Приборостроение № 7, 1969. 2. Волгин Л. И. «Линейный преобразователь емкости в постоянное напряжение. Измерительная техника № 1, 1965 (прототип).