1
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и касается устройств контроля допусков конденсаторов.
Известны устройства контроля конденсаторов по емкости, содержавшие генератор, усилитель, схему поиска допусковых границ, в которых повышение точности контроля осуществляется путем применения мостов переменного тока с индуктивносвязанными плечами {.
Использование подобных схем на повышенных частотах, порядка десятков и сотен килогерц, приводит к возрастанию погрешности контроля. Основными причинами этого являются увеличение потерь в измерительных трансформаторах, появление фазовых искажений различных узлов (усилителей, фазочувствительных схем), влияние емкостных утечек между различными элементами схемы. Точность контроля на этих частотах зависит также от качества изготовления трансформаторов и режима их работы.
Цель изобретения - повышение точности контроля емкости конденсаторов.
Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство контроля допусков конденсаторов, содержаш,ее мостовую измерительную схему, ветвь отношения которой
образована вторичными обмотками трансформатора напряжения, а два других плеча - контролируемым и образцовым конденсаторами, а первичная обмотка трансформатора напряжения подключена к генератору, усилитель, подсоединенный к выходу мостовой измерительной схемы, индикатор, схему поиска допусковых границ, введены корректируюш,ий трансформатор,
0 формирователь временных интервалов, интегратор, ключ, фазовраш,атель, реле, переключатель и дополнительный усилитель, подключенный через переключатель к параллельно включенным первому образцовому и контролируемому конденсаторам и непосредственно к вторичной обмотке трансформатора напряжения. При этом выходы обоих усилителей подключены к входу формирователя временных интервалов, выход
0 которого подсоединен к индикатору и к входу интегратора. Выход интегратора через ключ соединен с входами схемы поиска допусковых границ и фазовращателя, выход фазовращателя - с первичной обмоткой корректирующего трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к второму образцовому конденсатору и одному выводу ветви отнощения, а выход схемы поиска допусковых границ - с другим вы0 водом ветви отношения и реле. Иа чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Она содержит корректирующий трансформатор 1, ветвь 2 отношения мостовой цепи, конденсатор 3 плеча диапазонов, образцовый 4 и контролируемый 5 конденсаторы, усилители-ограничители б и 7, формирователь 8 времснн 1х интервалов, итгдикатор 9 баланса моста, интегратор 10, ключ 11, управляемый фазоврап1,атель 12, схему 13 поиска допусковых границ, реле 14 переключения конденсаторов, генератор 15 питания моста, переключатель 16. Цикл работы предлагаемого устройства разделен на два основных этапа: включение в схему моста образцового конденсатора, измерение суммарного дрейфа элементов нлеч моста и узлов схемы устройства и занолиеиие величииы этого дрейфа; включение вместо образцового конденсатора контролируемого, введение в мостовую цепь корректирующего напряжения, амплитуда и фаза которого достаточны для компенсации измерения дрейфа, и осуществление операции контроля емкости. Принцип работы устройства на первом этане, когда в схему моста включен образцовый конде1 сатор 4 (такт автокоррекции), заключается в следующем. Вследствие дрейфа величин элементов нлеч моста в нем присутствует разбаланс, который является основным источником погрещности контроля. Величина его измеряется следующим образом. Напряжение измерительной диагонали и опорное, находящнеся на равновесии моста в квадратуре с помощью усилителей-ограничителей 6, 7, преобразуются в прямоугольные импульсы с фронтами, соответствующими моментам перехода обоих сигналов через нуль. Формирователь 8 временных интервалов выделяет два смежных имиульса одинаковой амплитуды, но разной полярности. Длительность первого импульса пропорциональна фазовому углу между напряжением измерительной диагонали и онорным нанряжением, а длительность второго импульса- фазовому углу между инвертированным напряжением измерительной диагонали и онорным. РГначе говоря, суммарная длительность обоих импульсов равна, причем второй импульс является дополнительным для первого. При балансе моста по емкости (когда напряжение измерительной диагонали находится в квадратуре с опорным) длительности обоих импульсов одинаковы, начальный разбаланс моста вызывает изменение временных соотнощений между этими импульсами, а именно - увеличение длительности одного и соответствующее уменьщение длительности другого. Ключ 11 во время нроведения автокоррекции открыт, импульсы с выхода формирователя 8 подаются на вход интегратора 059 5 10 1.5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 65 10. Выходное напряжение интегратора при равенстве вольтсекундных площадей обоих импульсов (т. е. при балансе моста) равно нулю, разбаланс моста приводит к неравенству площадей этих импульсов, и на выходе интегратора появляется напряжение, величина и знак которого зависят от величины и знака начального разбаланса. Это напряжение поступает на вход управляемого фазоврап 1ателя 12, построенного на мостовой схеме с одним регулируемым плечом, параметры которого являк:)тся функцией управляюигего папряжения. При балансе контрольного моста напряжение на выходе интегратора равно нулю и соответственно равно -нулю и выходное напряжение фазовращателя, наличие же начального разбаланса об -тловливает появление этого напряжения, причем амплитуда и фаза его зависят от величины и знака разбаланса. Выходное напряжение фазовращателя с помощью корректирующего трансформатора вводится в контрольный мост последовательно с ветвью отнощений. Мост уравновещивается изменением амплитуды нанряжения фазовращателя, нодаваемого в ветвь отнощения моста, а процесс отработки всей системы заканчивается только тогда, когда напряжение измерительной диагонали контрольного моста станет в квадратуре с онорным нанряжением, что характеризуется равенством вольтсекундных площадей импульсов формирователя временных интервалов. Величина напряжения на выходе интегратора пропорциональна величине начального разбаланса моста, т. е. фактически во время проведения такта автокоррекции проводится измерение этого разбаланса. На втором этапе (такт контроля) в то же самое плечо моста с помощью переключателя 16, управляемого реле 14, вместо образцового включается контролируемый конденсатор 5, одновременно на вход ключа 11 от схемы поиска допусковых границ подается запирающий сигнал. Ключ 11 закрывается, разрывая тем самым кольцо обратной связи и переводя интегратор в запоминания. Постоянная времени интегратора выбирается достаточной для поддержания установленного в предыдущем такте компенсирующего напрял ения в течение всего такта контроля емкости. Амплитуда этого напряжения равна но величине амплитуде напряжения начального разбаланса контролируемого моста, но противоположна ему по фазе, что и приводит к компенсации погрешностей элементов плеч. В результате, погрешность контроля емкости не будет зависеть от отклонений значений элементов моста от номинальных, а будет определяться лишь неточностью изготовления образцового конденсатора. Контроль величины емкости производится переключением
числа трансформаторных делителей напряжения плеча уравнорзешивання контрольного моста с HOMOLribio схемы поиска донусковых границ.
Формула изобретения
Устройство контроля допусков конденсаторов, содержащее мостовую измерительную схему, ветвь отношения которой образована вторичными обмотками трансформатора напряжения, а два других плеча образованы контролируемыми п образцовыми конденсаторами, первнчная обмотка трансформатора нанрялсения нодключена к генератору, усилитель, нодключенный к выходу мостовой измерительной схемы, индикатор, схему поиска допусковых границ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены корректирующий трансформатор, формирователь временных интервалов, интегратор, ключ, фазовращатель, реле, переключатель и дополните тьный усилитель, подключепный через переключатель к параллельно включенным первому образцог5ому и контролируемому конденсаторам i непосредственно к вторичной обмотке трансформатора напряження, выходы обоих усилителей подключены к входу формирователя временных интервалов, выход которого подключен к индикатору и к ВХОД} интегратора, выход интегратора через ключ соединен с входами
схемы поиска допусковых границ и фазовращателя, выход которого соединен с первичной обмоткой корректирующего трансформатора, вторпчпая обмотка которого подключена к второму образцовому конденсатору и одному выводу ветвп отношения, а выход схемы поиска допусковых грапиц соединен с другим выводом ветви отиошения и реле.
Источннки информации,
принятые во внимание при экспертизе
1. Мантуш Т. Н. Автоматический прибор для массового контроля конденсаторов. «Радио, 1968, 6.
