Устройство для измерения малых индуктивностей Советский патент 1979 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения малых индуктивностей на высоких частотах. Известно устройство, содержащее измерительный генератор соединенный с токовой цепью датчика Холла, в холловскую цепь которого включена токовая цепь другого датчика Холла и измерительный последовательный колебательный контур, состоящий из эталонных и измерительных индуктивностей 1 . Недостатком известного устройства является трудность устранения влияния паразитной индуктивности и емкости на результат измерения. Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению является устройство для дистанционного измерения индуктивности, содержащее генератор высокой частоты соединенный с колебательным контуром выполненным в виде параллельно соеди11енных эталонной емкости и измеряемой индуктивности, выход колебательного контура соединен с измерителем резонансного напряжениярЛОднако устройство не позволяет измерять малые значения индуктивности (единицы, десятки наногенри). Это вызвано те.м, что колебательная система с распределенными параметрами, выполненная в виде радиочастотного к.абеля, обладая активными потерями, низкодобротна и изменение резонансной частоты, а следовательно и амплитуды сигнала, снимаемого с колебательной системы с распределенными параметрами, при подключении измеряемой индуктивности к системе будет незначительным, а это в свою очередь увеличит погрешность измерения.. С другой стороны, при измерении на высоких частотах оказьшается влияние парзитной индуктивности и емкости. Целью настоящего изобретения является расщирение пределов измерения малых индуктивностей и повыщение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения малых индуктивностей, содержащее высокочастотный генератор, один выход которого через первый разделительный конденсатор, соединенный с одним выводом эталонного подстроечНОГО конденсатора и e первым входом измерительного двухполюсника, другой вывод эталонного подстроечного конденсатора соединен со вторым выходбм высокочасТ-отного генератора, первый выход измерительного двухполюсника через второй разделительный конденсатор, а второй выход непосредственно соединен соответственно с одним и другим входами измерителя напря;жения резонанса, в измерительный двухполюсник измерителя введены транзистор дав дросселя, катушка индуктивности, два конденсатора, делитель напряжения и истрчник питания, причем база транзистора через катушку индуктивности соединена с одним выводом первого дросселя и с зажимом для подключения контролируемой ин дуктивности, другой зажим для подключения контролируемой индуктивности через первый развязывающий конденсатор соедиг нен с одним выводом второго развязывающего конденсатора, другой вывод которого соединён с первым выходом делителя напряжения и с одним из выводом второго дросселя, второй вывод последнего соеди нен с эмиттером транзистора, а другой вывод первого дросселя соединен со вторым выходом делителя напряжения третий выход которого соединен с коллектором транзистора и с зажимом для подключения отрицательного потенциала источника питания, при этом зажим для подключения положительного потенциала источника питания соединен с четвертым выходом делителя. напряжения. На чертеже приведена электрическая функциональная схема устройства, которое содержит высокочастотный генератор 1, измеритель напряжения резонанса 2, первьш и второй рзделительные конденсаторы 3, 4, колебательную сйстему/содержаЩунэ эталонный подстроечный конденсатор 5 и измерительный двухполюсник 6, собранный на транзисторе 7, измеряемую индуктивность 8, первый и второй дроссели 9, 10, первый и второй развязывающие конденсаторы 11, 12, делитель напряжения 13, катущку индуктивности 14, источник питания 15. Устройство работает следующим образом. От генератора 1 сигнал фиксированной частоты подается на колебательную систему с подключенной измеряемой индуктивностью 8. Контур настраивают в резонанс, изменяя емкость эталонного подстроечного конденсатора 5 и фиксируют ее значение. По градуировочной кривой, зная значение конденсатора 5 и определив соответствующее ейг значение эквивалентной индуктивности двухполюсника 6, определим значение искомой индуктивности 8. Градуировочную кривую строим с помощью образцовых мер катущек с Tp4Hq известным ;значе нием индуктивности, вставляя их вместо иско661418мой индуктивности. Эквивалентную индуктивность находят по формуле: L aiift - V- где ыо- фиксированная резонансная частота, С- емкость образцового контура. При подключении измеряемой индуктивности 8 изменяется резонансная частота колебательной системы, причем ее уход будет значительно больще от известного включения индуктивности в контур, так как небольшое приращение измеряемой индуктивности 8, вызовет приращение эквивалентной индуктивности измеряемого двухполюсника 6 на порядок, что в свою очередь повлечет для настройки на ту же резонанснукз частоту бодьшее изменение величины эталонного подстроечного конденсатора и уменьшит погрешность определения эквивалентной индуктивности измерительного двухполюсника 6. С другой стороны уменьшению погрешности определения эквивалентной индуктивности измерительного двухполюсника 6 способствует повышение добротности измерительного контура, так как повышается точность определения резонансной частоты. Кроме того, измерения можно проводить на частотах, где влиянием паразитных индуктивностей и емкостей можно пренебречь и нет необходимости в применении сложной СВЧ аппаратуры. Формула изобретения Устройство для измерения малых индуктивностей, содержащее высокочастотный генератор, один выход которого через первый разделительный конденсатор соединенный сОДНИМ выводом эталонного подстроечного конденсатора и с первым входом измерительного двухполюсника, другой вывод эталонного подстроечного конденсатора соединен со вторым входом измерительного двухполюсника и со вторым, выходом высокочастотного генератора, первый выход измерительного двухполюсника через второй разделительный конденсатор, а второй выход непосредственно соединен соответственно с одним и другим входами измерителя напряжения резонанса, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерения малых индуктивнрстей и повь1шения точности измерения, в измерительный двухполюсник устройства введены трназистор, два дросселя, катушка индуктивности, два конденсатора, делитель напряжения и источник питания, причем база транзистора через катушку индуктивности соединена с одним вь1водом первого дросселя и с зажимом для подключения контролируемой индуктивности, другой зажим для подклюения через первый развязывающий коненсатор соединен с одним выводом второго развязывающего конденсатора, другой вывод которого соединен с первым выходом делителя напряжения и с одним из выводов второго дросселя, второй вывод последнего соединен с эмиттером транзистора, а другой вывод первого дросселя соединен со вторым выходом делителя напряжения, третий выход которого соединен с коллектором транзистора и с зажимом для подключения потенциала, отрицательного источника питания, при этом зажим для положительного потенциала источника питания соединен с четвертым выходом делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 410336, кл. G 01 R27/26, 25.12.70.

2.Авторское свидетельство СССР № 332392, кл. G 01 R 27/26, 30.03.70.

JГё --

I I - |0