Устройство для измерения емкости Советский патент 1981 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении автоматических и полуавтоматических цифровых измерителей емкости и в устройствах автоматического контроля и управления. Известно устройство для измерения емкости, содержащее генератор, емкостно-омический делитель, выпрямитель с фильтром и регистрирующий прибор D. Недостатком этого устройства является влияние нестабильности частоты на точность измерения. Известно также устройство для измерения емкости с время-импульсным преобразованием, содержащее генератор емкостно-омический делитель, компаратор (нуль-орган), источник тактовых импульсов, вентиль, ключ, источник опорного напряжения, управляющий три гер, счетчик импульсов , Недостатком этого устройства явля ется то, что точность измерения зави сит от стабильности частоты тактовых импульсов. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения емкости, содержащее генератор, вентиль, триггер, ключ, RC-делитель, компаратор, источник опорного напряжения, счетчик импульсов, дополнительно введены ключ для выделения полуволн, интегратор, формирователь и второй ключ, при этом вентиль включен между генератором и RC-делителем, выход которого соединен через усилитель с ключом для выделения полуволн, выход которого соединен через формирователь со входом счетчика импульсов и со входом интегратора, выход которого соединен со входом компаратора, выход компаратора соединен через второй ключ с управляю1цим входом интегратора. На чертеже принедена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит ключ 1 запуска, триггер 2, вентиль 3, генератор синусоидальных колебаний, RC-делитель 5, усилитель 6, ключ 7 для выде ления полуволн, интегратор 8, компаратор 9, источ1тк 10 опорного напряжения, формирователь 11, счетчик 12 импульсов, второй ключ 13, Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии интегратор разряжен, триггер находится в нулевом состоянии, в счетчике записаны нули. При замыкании ключа 1 триггер устанавливается в единичное состояние, которое открывает вентиль 3, и сигналы с выхода генератора 4 проходят через вентиль 3 на вход RC-делителя 5. Выходное напряжение генерато ра 4 U Ug S i nwt, где и о- амплиту да тестового сигнала, uj - круговая частота. С выхода RC-делителя 5 выходное напряжение U Up- RwC-sini усиливается усилителем 6 с коэффициентом усиления К. Сигнал с выхода ус лителя 6 через ключ 7, служащего для выделения полуволн, подается на вход интегратора 8, выходное напряжение которого и U-2K-R-C-n, где п - чи ло проинтегрированных полуволн, поступает на вход компаратора 9. Процесс интегрирования продолжается до тех пор, пока выхгшное напряжение ин тегратора 8 не достигнет порогового значения 11,, определяемого источником 10 опорного напряжения. Полуволны с выхода ключа 7 через формирователь 11 поступают на вход счетчика 12. В момент; равенства напряжения опорного источника 10 и выходног напряжения интегратора 8 на выходе компаратора 9 появляется сигнал,сбр сывающий триггер 2, и через ключ 13 интегратор 8. Вентиль 3 закрывается нулевым уровнем с выхода триггера 2, поступление сигналов с выхода генератора 4 прекращается и в счетчике 12 записывается код,,соответствующий измеренной емкости С, при этом Upfi а 2-K-Uo R N IT В выражении для емкости частота и/ не входит, и, следовательно, нестабильность частоты не оказывает влияния на погрещность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения емкости, содержащее генератор, вентиль, три1- гер, ключ, RC-делитель, компаратор, источник опорного напряжения, счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены ключ для выделения полуволн, интегратор, формирователь и второй ключ, при этом вентиль включен между генератором и RC-делителем, выход -которого соединен через усилитель с ключом для выделения полуволн, выход которого соединен через формирователь со входом счетчика импульсов и со входом интегратора, выход которого соединен со входом компаратора, выход компаратора соединен через второй ключ с управляющим входом интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Измеритель емкостей переходов маломощных транзисторов Л2-28. Техническое описание 1.402.0 НТО, М., 1975, с. 5-26. 2.Измеритель универсальный цифровдй Ф 480. Техническое описание 2.728.000ТО, ч, 1, Львов, 1975, с. 7, 8 (прототип).