Устройство для измерения емкости конденсаторов Советский патент 1980 года по МПК G01R27/26 

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборах для измерения емкости. Известно устройство 1 для изме рения емкости, которое содержит авто генератор с измеряемой емкостью, эта лонный автогенератор, формирователи вентили, измеритель периодов и разности периодов, состоящих из пересчетных схем большего и меньшего периода, триггера для схемы совпадения, импульсный генератор, реверс ный счетчик, делитель на два. Однако данное устройство имеет низкую точность измерения, обусловленную возникновением во времени разности час тот эталонного и измерительного гене раторов . Известно устройство 2 для измер ния емкости конденсаторов, coдepяtaщее измерительный генератор, вход которого через переключатель подклю чен к эталонному и измеряемому конденсаторам, выходы измерительного генератора подключены к управляняцим входам ключа, другой вход которого соединен с выходом импульсного квар цевого генератора, блок управления,. счетчик импульсов, .сумматоры, Однако это устройство имеет низкую точность измерения при малых значениях емкости (менее 10 пФ из-за вносимой емкости перекгаочателей). Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерений емкости конденсаторов. Поставленная цель достигается тем, что вустройстве для измерения емкости конденсаторов, содержащем измерительный генератор с колебательньал контуром, выход которого соединен с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, импульсный кварцевый генератор, формирователь импульсов, счетчик, реверсивные счетчики, элементы И и блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами элементов И, пятый выход соединен со входом Установка О реверсных счетчиков, параллельно колебательному контуру измерительного генератора включен пepeкJЖ)чaтeль, а выход измерительного генератора через формирователь импульсов соединен, со входом счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока управления и с одним из входов первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом импульсного кварцевого генератора и с одним из входо третьего и четвертого элементов И, а один из входов второго элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, другой вход второго элемента И соединен с нулевым выходом первого реверсивного счетчика, с дру гими -входами третьего и четвертого Элементов И и блока управления, выходы первого и второго элементов И соответственно соединены со входом сложения и вычитания первого реверсивного счетчик а, а выходы третьего и червёртого элементов И соединены соответственно со входами сложения И вычитания второго реверсивного счетчика, шестой выход блока управления соединен со входом сложения первого реверсивного счетчика. На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства. Устройство содержит блок 1 управления, измерительный генератор 2, импульсный кварцевый-генератор 3, переключатели 4 и 5, счетчик 6, реверсивные счетчики 7 и 8, элементы 9, 10, 11, 12 К, формирователь 13 импульсов. Устройство имеет два периода работы. В первый период замыкается переключатель 4 и размыкается переключатель 5. К колебательному контур подключена емкость , + Сд + С, где С - емкость переключателя 5. Коле бания с измерительного генератора 2 через формирователь 13 импульсов по даются на счетчик 6, счетчик б совместно с блоком 1 управления открывают элемент 9 И , который пропускает импульсы с импульсного квар цевого генератора 3 на реверсивный счетчик 7, Через К импульсов счетчик 6 закроет элемент 9 И и выдает сиг нал на блок 1 управления. При этом счетчик 7 будет записано число равгде К - коэффицие перерасчета счетчика 6, Tjj - период колебаний импульсного кварцевого ге нератора. С блока 1 управления пост пает единица в реверсивный счетчик -Блок управления отключает элемент 9 и подк-лючает элементы 10 и 11 И . При этом число со счетчика 7 начина вычитаться до нуля импульсами с пер одом Т . Время вычитания будет рав Однако в это же время будет открыт элемент 11 И,и в реверсивный счетчи 8 запишется число: В конце вычитания с реверсивного четчика 7 поступает сигнал нулевого остояния, который закрывает элементы 0 и 1L И, одновременно подавая сигал в блок 1 управления При этом лок 1 управления переводит устройтво на второй период работы. При том замыкается переключатель 5- и азмыкается переключатель 4. К конуру подключена емкость Со. + С . абота схемы далее аналогична описаному. Вначале в реверсивный счетчик будет записано число С блока 1 управления поступает ополнительная единица в реверсивный счетчик 7. Блок 1 управления отключает элемент- 9 И подключает элементы 10 и 12 И . Время вычитания числа из реверсивного счетчика 7 будет равно а- т. Из реверсивного счетчика 8 будет вычтено число, равное т и По окончании обоих периодов работы в реверсивном счетчике 8 будет записано число , Таким образом, если выбрать отношение КТ. ,, - равнь8м 1, то в реверсивном 41C2U счетчике 8 будет записано число, равное величине емкости. Формула изобретения Устройство для измерения емкости конденсаторов, содержащее измерительный генератор колебательным контуром, выход которого соединен с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, импульсный кварцевый генератор, формирователь импульсов, счетчик, реверсивные счетчики, элементы И и блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами элементов И, пятый выход соединен со входом Установка О реверсивньрс счетчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, параллельно колебательному контуру измери тельного генератора включен переключатель, а выход измерительного

генератора через формирователь импульсов соединен со входом счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока управления и с одним из входов первого злемента И, другой вход которого соединен с выходом импульсного кварцевого генератора и с одним из входов третьего и ;четБертого элементов и, а один из .входов второго элемента И соединен С выходом формирователя импульсов, другой вход второго элемента И соединен с нулевым выходом первого реверсивного счетчика с другими входами третьего и четвертого элементов И и блока управления, выходы первого и второго элементов И соответственно соединены со входом сложения и вычитания первого реверсивного счетчика, а выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно со входами сложения и вычитания второго реверсивного счетчика, шестой выход блока управдения соединен со входом сложения первого реверсивного счетчика.

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №310198, кл. G 01, R 27/26, 1968 (аналог).

2. „Измерительная техника 5, 1975, с. 16 (прототип) .