Автоматический измеритель емкости и тангенса угла потерь Советский патент 1981 года по МПК G01R27/26 

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА ПОТЕРЬ

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано в автоматике для контроля свойств веществ в широких диапазонах по тангенсу угла потерь. Известен автоматический измеритель емкости и тангенса угла потерь конденсатора, содержащий генератор питания, мостовую схему, в одной из ветвей которой включены эталонные сопротивления и контролируемый конij, денсатор, усилитель разбаланса, выход которого подключен к сигнальным входам квадратурных детекторов, опорный вход одного из которых подключен к выходу согласующего каскада, а другого - к фазовраща телю, блок управления, цепь формирования опорных напряжений, подобная цепи моста, не содержащей измеряемого конденсатора, и согласующий каскад, при чем цепь формирования опорных напряжений через согласующий каскад подключена параллельно эталонному сопротивлению моста, а вь1ход ее подлючен к входу согласующего каскада Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так как процесс уравновешивания довольно длителен. Известен также автоматический измеритель эффективной емкости и тангенса угла потерь конденсаторов, содержащий источники постоянного и переменного напряжения, подключенные к емкостному делителю, состоящему из образцового и измеряемого конденсаторов, два канала системы автоматического измерения емкости и тангенса угла потерь, причем в него введены последовательно соединенные индуктивность и конденсатор, который подключен параллельно измеряемому конденсатору и последовательно с образцовой емкостью делителя 2, Недостатками известного измерителя являются низкая точность и быстродействие измерения. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерения емкости и тангенса угла потерь, Цель достигается -тем, что автомати .ческий измеритель емкости и тангенса угла потерь, содержащий генератор переменного напряжения, соединенный через образцовый конденсатор с одним из зажимов для измеряемого конденсатора, два формирователя импульсов, усилитель-ограничитель, два индикатора, в него введены операционный уси литель, амплитудно-фазовый корректор, формирователь управляющих импульйов, вычитающий блок, генератор счетных импульсов, стробирующий блок, счетчик импульсов, регистратор., арифметический блок, образцовый резистор и коммутатор, причем выход генератора переменного напряжения через амплитуд но-фазовый корректор соединен с входом . одного из формирователей импульсов, а другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с одним из выходов образцового резистора, другой выход которого соединен с входом одного из формирователей импульсов-И с выходом операционного усилителя, вход которого соединен с одним из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, а параллельно образцовому резистору включен коммутатор, выход одного из формирователей импульсов соединен с входом форми рователя управляющих импульсов и с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом .другого формирователя импульсов, выход вычитающего блока через усилитель-ограничитель соединен с одним . из входов стробирующего блока, другой вход последнего соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход стробирующего блока соединен с одним из входов счетчика импульсов, другой вход которого соединен с первым выходом формирователя управляющих импульсов, второй выход последнего соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом регистратора, второй вход KOTOpioro соединен с одним выходом счетчика импульсов, . другой выход которого через арифметический блок соединен с третьим входом регистратора, выход последнего и выхо регистратора соответственно соединены с входами индикатора. Устройство содержит.генератор 1 переменного напряжения, операционный 64 усилитель 2, амплитудно-фазовый корректор 3, формирователи 4, 5 импульсов, вычитающий блок 6, усилитель ограничитель 7, стробируииций блок 8, генератор 9 счетных импульсов, счетчик 10 импульсов, регистр 11, цифровой индикатор 12, арифметический блок 13. цифровой индикатор 14, формирователь 15 .зшравляющих импульсов, коммутатор 16, образцовый резистор (Гр) 17, измеряемый конденсатор (Сх Гх) 18, образцовый конденсатор (Со) 19. При измерении емкости, сопроти- i вления потерь и тангенса угла потерь конденсатор 17 включается в цепь обратной связи усилителя 2, следовательно его коэффициент передачи будет равен Co(u)Cxr), где GX - емкость конденсатора 18; г - сопротивление потерь конденсатора 1 8jf при этом резистор 17 с помощью коммутатора 16 замкнут накорЪтко. При гармоническом напряжении на выходе Генератор . . , напряжение на выходе усилителя 2 будет равным u.u o4 u-cxrx)e а напряжение на выходе формирователя 5 будет равным 3 «Uoe с помощью амплитудно-фазового корректора 3 устанавливается и компенсируются фазовые сдвиги, обусловленные отличием переходного сопротивления коммутатора 16 от нуля и усилителем 2, Гармонические колебания на входах формирователей 4 и 5 сдвинуты по фазе на угол (Я-. tc5cA цJCx x , .ctUoe e, формирователи 4 и 5 преобразуют гармонические колебания в прямоугольные импульсы. На выкоде формирователя 4 импульсы цо времени будут запаздывать по отношению к импульсам на выходе формирователя 4 на промежуток временигде f 1/Р - период гармонических к лебаний. После прохождения блока 6 и усилите ля-ограничителя 7 выделяются импуль сы длительностью t , которые воздей ствуют на вход блока 8. За этот период через блок 8 в счетчик 10 будут поступать счетные импульсы, частота которых выбирается из требований необходимой точности. Формирователь 15 вырабатьшает импульсы с периодом, кратным периоду гармонических колебаний, и запускает счетчик 10. Число импульсов, соответствующее длительности f , записьшается в регистре Ы. По этому числу индикатор 12 воспроизводит значение tg tf. При измерении емкости и сопротивления потерь управляющие импульсы выключают коммутатор 16 на один так В результатепотери возрастают и мо но определить -fcqjo wtxtx- fob В блоке 13 по двум значениям угла потерь . , величине образцовой емкости (Со) конденсатора 1 рассчитывается величина измеряемой емкости конденсатора 18. Формула изобретения Автоматический измеритель емкост и тангенса угла , содержащий генератор переменного напряжения, соединенный через образцовый конден сатор с одним из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, два формирователя импульсов, усилитель-ограничитель, два- индикатора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и быстро действия измерения, в него введены операционный усилитель, амплитуднофазовый корректор, формирователь управляющих импульсов, вычитающий блок, генератор счетных импульсов. стробируннций блок,;-.счетчик импульсов, регистратор, арифметический бло1с, образцовый резистор и ко мутатор, причем выход генератора переменного напряжения через амплитудно-фазовый корректор соединен с входом одного из формирователей импульсов, а другой зажим для подключения измеряемого конденсатора соединен с одним из вьгеодов образцового резистора, другой вывод которого соединен с входом одного из формирователей импульсов и с выходом операционного усилителя, вход которого соединен с одним из зажимов для подключения измеряемого конденсатора, а параллельно образцовому резистору включен коммутатор, выход одного из формирователей импульсов соединен с входом формирователя управляющих импульсов и с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом другого формирователя импульсов, выход вычитающего блока через усилительограничитель соединен с одним из входов стробирующего блока, другой вход последнего соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход стробирующего блока соединен с одним из входов счетчика импульсов, другой вход которого соединен с первым выходом формирователя управляющих импульсов, второй выход последнего соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом регистратора, второй вход которого соединен- с одним выходом счетчика импульсов, другой выход которого через арифметический блок соединен с третьим входом регистратора, выход по- ; следнегО и выход регистратора соответственно соединены с входами индикаторов . . Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 443336, кл. G 01 R 27/26, 10.01.72. ;2. Авторское-.свидетельство СССР 477066, кл. G 01 R 27/26, 12.04.71.

I

Т

i

T TT