Устройство для измерения емкостной и активной проводимости Советский патент 1981 года по МПК G01R27/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения емкостной и активной проводимости двухполюсников в определенном соотношении на нескольких частотах одновременно, с выходом в виде нормированных импульсов постоянного напряжения.

По основному авт. св. № 514247 известно устройство для измерения емкостной и активной проводимости, содержащее генератор, конденсаторы, фильтры, измерительное и эталонные плечи, диоды, параллельно каждому плечу включен диод, при этом выводы диодов одной полярности подключены к общей точке соединения измерительного и эталонных плеч,- причем второй конец измерительного плеча заземлен, а второй конец каждого из эталонных плеч связан с фильтром и через конденсатор с генератором tl3.

Недостатком устройства является зависимость его показаний от амплитуды напряжений генераторов, обусловливающая недостаточно высокую точность при работе в течение длительного времени (несколько месяцев и лет) без тарировки и обслуживания.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения емкостной и активной проводимости, содер10жащее генератор, конденсаторы, фильтры, измерительное и эталонные плечи, диоды, параллельно каждому плечу включен диод, при этом выводы диодов одной полярности подключены к общей

15 точке соединения измерительного и эталонных плеч, причем второй конец измерительного плеча заземлен, а второй конец каждого из эталонных плеч связан с. фильтром и через конденсатор с

го генератором, введены стабильный источник напряжения, цепочки из последовательно соединенных эталонного двухполюсника и ключа, включенные параллельно каждому эталонному плечу, вторые ключи, входы которых объединены и подключены к выходу стабильного источника напряжения, а выходы соединены с выходами устройства, выхо ды фильтров соединены с управляющими входами ключей. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из эталонных плеч 1-3, подключенных одним концом через конденсаторы 4-6 к генераторам 7-9 соответственно, а другим - к нзмерительному плечу 10 и измеряемому двухполюснику И, фильтров 12-14, цепочек не последовательно соединенных эталонных двухполюсников 15-17 и ключей 18, 19, 20, 23, вторых ключей 21 и 22, стабильного источника 24 напряжения и выходных клемм 25-27 устройства. Устройство работает следуюпщм обр зом. Генераторы 7-9 подают напряжение определенных частот через конденсаторы 4-6 на эталонные плечи 1-3 и цепочки из эталонных двухполюсников 15 17 и ключей 18-20, через которые напр жение поступает на измерительное пле чо 10 и измеряемый двухполюсник 11. Рассмотрим процесс при запертом ключе 18. В положительный полупериод пи тающего напряжения диод эталонного плеча 1 заперт, а диод измерительног плеча 10 открыт, аряд, прошедший за полупериод через конденсатор 4, пропорционален проводимости эталонного плеча 1. В отрицательный полупериод питающего напряжения диод измеритель ного плеча 10 заперт, а диод эталонного плеча 1 открыт, заряд, прощедши за полупериод через конденсатор 4, пропорционален суммарной проводимост измерительного плеча 10 и измеряемого двухполюсника I1. Если проводимость эталонного плеча I и суммарная проводимость измерительного плеча 10 и измеряемого двутсполюсника 1 1 равны, то равны и заряды, проходящие че рез конденсатор 4 и постоянная соста ляющая напряжения, вьщеляемая фильтром 12 равна нулю. Если суммарная проводимость измерительного плеча 10 и измеряемого двухполюсника 11 превышает проводимость эталонного плеча 1, на конденсаторе 4 появляется возрастающая постоянная составляющая напряжения, вы 04 деляемая фильтром 12. Эта постоянная составляющая напряжения открывает ключи 18 и 21, ключ 18 подключает эталонный двухполюсник 15 параллельно эталонному плечу I, а ключ 21 подает напряжение от стабильного источника 24 напряжения на входную клемму 25. При подключении эталонного двухполюсника 15 параллельно эталонному плечу I их суммарная проводимость превышает суммарную проводимость измерительного плеча 10 и измеряемого двухполюсника 11, постоянная составляющая напряжения на конденсаторе 4 и, соответственно, на фильтре 12 уменьшается. Через некоторое время, обусловленное постоянной времени фильтра 12 и соотношением проводимостей плеч 1 и 10, а также двухполюсников 1 и 15, величина постоянной составляющей напряжения на фильтре 12 снижается до величины, при которой закрываются ключи 18 и 21. Ключ 8 отключает эталонный двухполюсник 15 от эталонного плеча 1, а ключ 21 снимает напряжение с выходной клеммы 25. Проводимость эталонного плеча 1 вновь становится меньше суммарной проводимости измерительного плеча 10 и измеряемого двухполюсника 11, постоянная составляющая напряжения на конденсаторе 4 начинает возрастать и процесс повторяется. Поскольку скорость изменения напряжения на конденсаторе 4 пропорциональна разности проводимостей плеч, то и ширина импульсов стабильного напряжения на выходной клемме 25 пропорциональна этой разности. Таким образом, величина выходных сигналов на клеммах 25-27 зависит только от величины стабильного напряжения (амплитуда импульсов) и разности проводимос.хей плеч с эталонными двухполюсниками 15-17 и измеряемым двухполюсником 1I (ширина импульсов) и не зависит от амплитуды высокочастотного напряжения генераторов 7-9, что существенно повышает точность устройства, в особенности при эксплуатации его в течение длительных промежутков времени. Формула изобретения Устройство для измерения емкостной и активной проводимости по авт. св. № 514247, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности