Измеритель параметров катушек индуктивности Советский патент 1982 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электрои мерительной технике и может быть ис пользовано в измерительных приборах и системах для измерения параметров радиоэлементов, электрических цепей с индуктивными и резистивными датчи ками, для измерения различных неэлектрических величин. Известен измеритель индуктивности катушек, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которого соединен со своим инвертирующим входом через масштабирующий усилител осуществляющий положительную обратную связь, со входом операционного усилителя с резистивной отрицательной обратной связью через катушку измеряемой индуктивности и со своим неинвертирующим входом и с выходом операционного усилителя через последовательно включенные одновибратор и ключ. Выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен также с первым входом блока управления, второй вход которого соедин.ен с выходом генератора опорной частоты, а на третий вход поступает сигнал начала измерений. К выходу блока управления подключен счетчик 1. Недостатком известного измерителя параметров катушек индуктивности является ограниченный диапазон значений измеряемых параметров вследствие воздействия на катушку гармонического или негармонического сигнала УЗКОГО диапазона частоты и незначительного диапазона изменения соотношений индуктивной и активной составляющих сопротивления исследуемой катушки индуктивности. Наиболее близким техническим решением к изобретению является измеритель параметров ,; () цепей, содержащий блок управления, коммутатор, генератор двухполярного напряжения, источник треугольного тока, управляемый напряжением, с опорной индуктивностью, конденсатор, ключи, переключатель рода работы, измеритель среднего значения напряжения 2. Недостатком данного измерителя является ограниченный диапазон значений измеряемых йндуктивностей. Цель изобретения - расширение диапазона измерения индуктивности. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель параметров катушек индуктивности, содержащий источник треугольного тока, управляемый напряжен нем, первый ког лмутатор, аналоговые входы и выход которого соответственно соединены с выходами многочастотного 1енератора двухполярного лапряжения и. тактирующим входом блока управления, выходы которого соединены с установочным входом измерителя среднего значения напряжения и управляющими входами двух ключей с объединенными аналоговыми входами, аналоговые выходы ключей соединены через первый переключатель со входом измерителя среднего значения напряжения, введены второй переключатель, второй коммутатор, источни треугольного тока, управляемый током сетка опорных резисторов и узел авто матического выбора режима работы, причем тактирующий вход по.следнего соединен с тактирующим входом блока управления, а выход первого коммутатора через сетку опорных резисторов соединен со входами второго коммутатора, установочный вход и аналоговые входы узла автоматического выбора р жима работы соединены соответственно с установочным входом и выходом изм рителя среднего значения напряжения, выходы узла автоматического выбора режима работы соединены с управляющими входами второго переключателя, первото и второго коммутаторов, выходы последнего соответственно через источники тока, управляемыенапряжением и током, соединены с аналоговыми входами второго переключателя, выход которого соединен с объединен-ными- входами Двух ключей и одной из клемм для подключения контролируемой катушки индуктивности, другая клемма соединена с общей шиной. На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя параметров катушек индуктивности; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Измеритель параметров катушек индуктивности содержит многочастотный генератор 1 двухполярного напряжения, первый коммутатор 2, сетку опор ных резисторов 3,второй коммутатор источник 5 треугольного тока, управляемого напряжением, источник б треу гольного тока, управляемый током, первый переключатель 7, ключи 8 и 9 катушку 10 индуктивности, представ. ленную в виде последовательного соединения L)( и RX , блок 11 управлени второй переключатель 12, измеритель 13 среднего значения напряжения, узел 14 автоматического выбора режима работы. Выходы многочастотного генератора 1 двухполярного напряжения соеди нены с первым коммутатором 2, выход которого соединен с тактирующими вхо дами узла 14 автоматического выбора режима работы блока 11 управления и с входом сетки опорных резисторов 3, выходы которой соединены со вторым коммутатором 4. Один выход второго коммутатора 4 через источник 5 треугольного тока, управляемый напряжением, соединен с одним входом первого переключателя 7, который выбирает тип источника тока. Другой выход второго коммутатора 4 через источник 6 треугольного тока, управляемый током, соединен с другим входом первого переключателя 7. Выход первого переключателя 7 соединен с одним зажимом для подключения катушки индуктивности, другой зажим при этом заземлен и с аналоговыми входами ключей 8 и 9, управляющие входы которых соединены с блоком 11 управления. Выходы ключей 8 и 9 через второй переключатель 12соединены со входом измерителя 13среднего значения напряжения, выход которого соединен с аналоговым входом узла 14 автоматического выбора режима работы, а установочный вход - с установочным входом последнего и с блоком 11 управления. Выходы узла 14 автоматического выбора режима работы соединены с управляющими входами первого и второго коммутаторов 2,4 и первого переключателя 7. Работа измерителя параметров катушек индуктивности происходит следующим образом. При включении измерителя узел 14 автоматического выбора режима работы устанавливает первый и второй коммутаторы 2,4 и первый переключатель 7 в одно из положений. При этом с выхода многочастотного генератора 1 двухполярного напряжения через коммутатор 2,опорные резисторы RQ, ROM сетки опорных резисторов 3 и первый коммутатор 4 на входы источников 5 и 6 треугольного тока, управляемых напряжением и током соответственно,поступает двухполярное напряжение прямоугольной формы с амплитудой Е о риодом 2То (фиг. 2 а) и через первый переключатель 7, выходной сигнал последних поступает на катушку 10 индуктивности, напряжение на которой изменяется по закону, представленному на фиг. 2 б. Извлечение информации о значении индуктивности L; и сопротивлении RX производится путем искусственного получения напряжений, среднее значение которых зависит либо от значений LX, либо от RX . При измерений значения индуктивности Ц (второй переключатель 12 находится в положении а) управляющий сигнал с выхода блока 11 управления (фиг. 2 в) открывает ключ 8 в моменты времени, когда с выхода первого коммутатора 2 (фиг. 2 а) поступает отрицательное напряжение Eg. При этом на выходе ключа 6 (фиг. 2 г)

формируется напряжение, среднее значение которото равно

2R.

где R (5 - опорный резистор во входной цепи источника треугольного тока.

При измерении значения сопротивления R (второй переключатель 12 находится в положении б) управляющий сигнал с выхода блока управления 11 (фиг. 2 д) открывает ключ 9 в моменты времени, равные Тд и сдвинутые на Тд/2 по отношению к сигналу, управляющему ключом 8. При этом напряжение на выходе ключа 9 (фиг. 2 е) имеет среднее значение, равное

ЕО

К х

2RoRx

При измерении значения индуктивности L (второй переключатель 12 находится в положении а)выходное напряжение измерителя 13 среднего значения напряжения поступает на аналог вый вход узла 14 автоматического выбора режима работы,где оно сравнивается с двумя пороговыми напряжениями Uni и U.,,( .При , Un на выходах узла 14 автоматического выбора режима работы управляющее напряжение отсутствует, состояние первого коммутатора 2, первого переключателя 7 остается неизменным и производится отсчет напряжения U на выходе измерителя 13 среднего значения |напряжения. При UL,7Ur, или ,на выходах узла 14 автоматического выбора режима работы появляется управляющее напряжение, изменяющее состояние первого коммутатора 2 и первго переключателя 7.

Таким образом, предлагаемый измеритель параметров катушек индуктивности является адаптивной системой, причем, для создания оптимальных условий измерения индуктивности используется изменение структуры измерителя путем автоматического выбора и подключения источника тока того или иного типа, а также самой частоты опорного воздействия, значения интенсивности воздействия на катушку индуктивности. Использование предлагаемого изобретения позволяет построить измерители параметров катушек индуктивности, перекрывающие практически весь диапазон возможных значений индуктивности катушек от единиц наногенри до сотен генри, при этом

изменение частоты воздействия входного сигнала происходит от 100 кГц до 100 Гц.

Формула изобретения

Измеритель параметров катушек индуктивности, содержащий источник треугольного тока, управляемый напряжением, первый коммутатор, аналоговые

0 входы и выходы которого соответственно соединены с выходом многочастотного генератора двухполярного напряжения и тактирующим входом блока управления-, выходы которого соединены

5 с установочным входом измерителя среднего значения напряжения и управляющими входами двух ключей с объединенными аналоговыми входами, аналоговые выходы ключей соединены через пер0вый переключатель со входом измерителя среднего значения напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения значения индуктивности, в него введены второй переключатель, второй

5 коммутатор, источник треугольного тока, управляемый током, сетка опорных резисторов и узел автоматическою выбора режима работы, причем тактирующий вход последнего соединен с

0 тактирующим входом блока управления, а выход первого коммутатора через сетку опорных резисторов соединен со входами второго коммутатора, установочный вход и аналоговые входы узла

5 автоматического выбора режима работы соединены соответственно с установочным входом и выходом измерителя среднего значения напряжения, выходы узла автоматического выбора режима

0 работы соединены с управляющими входами второго переключателя, первого ;И второго коммутаторов, выходы последнего соответственно через источники тока, управляемые напряжением и токомJсоединены с аналоговыми вхо5дами второго переключатбшя, выход которого соединен с объединенными входами двух ключей и одной из клеьчм для подключения контролируемой катушки индуктивности, другая клемма сое0динена с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

5 481000, кл. G 01 R 27/26, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 679897, кл. G 01 R 27/26, 1975.