SU1368815A1 - Device for measuring capacitance of capacitors with leakage resistance - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при прогнозировании места обрыва жил на участках кабел  с поврежденной изол цией. Устройство содержит источник 1 опорного напр жени , блок 5 управлени , электронный ключ 8 и операционный усилитель 10. Введение электронного ключа 8, зар дного 4 и ограничительного 7 резисторов, электронного переключател  2 и импульсного диода 6 расшир ет диапазон измерени  без усложнени  устройства. Так, погрешность измерени  емкости конденсатора при наличии сопротивлени  утечки будет минимальной, если значение зар дного тока будет значительно больше тока утечки, т.е. если R IOORI. 1 ил.The invention can be used in predicting the place of a wire break in cable sections with damaged insulation. The device contains a reference voltage source 1, a control unit 5, an electronic switch 8 and an operational amplifier 10. The introduction of an electronic switch 8, a charging 4 and a limiting 7 resistors, an electronic switch 2 and a pulsed diode 6 expands the measurement range without complicating the device. Thus, the error in measuring the capacitance of a capacitor in the presence of leakage resistance will be minimal if the value of the charge current is much greater than the leakage current, i.e. if R IOORI. 1 il.

Description

ОдOd

аbut

00 0000 00

:д: d

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и технике проводной св зи и может быть использовано в измерительных приборах и применено при прогнозировании места обрыв жил на участках кабел  с поврежденно изол цией.The invention relates to electrical measuring technique and wireline communication technique and can be used in measuring devices and is used in predicting the location of a broken wire in cable sections with damaged insulation.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерени  без усложнени  устройства.The aim of the invention is to expand the measurement range without complicating the device.

На чертеже показано предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство дл  измерени  емкости конденсаторов с сопротивлением утечки содержит источник 1 опорного напр жени , электронный переключатель 2 клеммы 3 дл  подключени  исследуемог конденсатора (С), зар дный резистор 4, блок 5 управлени , импульсный диод 6, ограничительный резистор 7, электронный ключ 8, образцовый конденсатор 9 и операционный усилитель 10.A device for measuring capacitance with leakage capacitors contains a voltage source 1, an electronic switch 2 of terminal 3 for connecting a capacitor under study (C), a charging resistor 4, a control unit 5, a pulse diode 6, a limiting resistor 7, an electronic switch 8, exemplary capacitor 9 and operational amplifier 10.

Причем инвертирующий вход операционного усилител  10 соединен с образцовым конденсатором 9, а неинвертирующий - с общей шиной устройства, один из выходов блока 5 управлени  соединен с управл ющим входом электронного ключа 8, соединенного параллельно образцовому конденсатору 9, один из выводов- зар дного резистора 4 соединен с общей шиной устройства, а второй - с одной из клемм 3 дл  подключени  исследуемого конденсатора и анодом импульсного диода 6, катод которого через ограничительный резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилител  10, друга  клемма 3 соединена с первым выводом электронного переключател  2 второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, а третий через положительный полюс источника 1 опорного напр жени  соединен со своим вторым выводом, второй и третий выходы блока 5 управлени  соединены соответственно с управл ющими входами электронного переключател  2, выход устройства соединен с выходом операционного усилител  10 и вторым выводом образцового конденсатора 9.Moreover, the inverting input of the operational amplifier 10 is connected to the reference capacitor 9, and the non-inverting input is connected to the common bus of the device, one of the outputs of the control unit 5 is connected to the control input of the electronic switch 8 connected in parallel to the reference capacitor 9, one of the output-charging resistors 4 is connected with the common bus of the device, and the second with one of the terminals 3 for connecting the capacitor under investigation and the anode of the pulsed diode 6, the cathode of which is connected to the inverting input of the operating terminal via a limiting resistor The second amplifier 10, the other terminal 3 is connected to the first output of the electronic switch 2, the second output of which is connected to the common bus of the device, and the third through the positive pole of the source 1 of the reference voltage is connected to its second output, the second and third outputs of the control unit 5 are connected respectively to the control electronic switch 2, the device output is connected to the output of the operational amplifier 10 and the second output of the reference capacitor 9.

Устройство работает следующим образом . При подключении измерительной емкости конденсатора (С ) к источнику 1 опорного напр жени  происходит ее зар д через зар дный резистор 4. Одновременно через импульсный диод 6The device works as follows. When the measuring capacitor (C) is connected to the source 1 of the reference voltage, it is charged through the charging resistor 4. Simultaneously through the pulsed diode 6

ограничительный резистор 7 и сопротивление нагрузки R происходит зар д образцового конденсатора 9 (Сд), нключенного в цепь обратной св зи операционного усилител  (интегратора ) 10.The limiting resistor 7 and the load resistance R are charged by the reference capacitor 9 (Cd) connected to the feedback circuit of the operational amplifier (integrator) 10.

Дл  источника 1 опорного напр жени  емкость конденсатора Сц в начальный момент зар да, пока напр жение на нем не начнет возрастать, представл ет собой омическое короткое замыкание. Сопротивление утечки в этот момент не вли ет на погрешность измерени . Дл  фиксации этого момента на выходе интегратора 10 установлен импульсный диод, который преп тствует разр ду образцовой емкости . На выходе интегратора 10 фиксируетс  максимальное значение напр жени For the source 1 of the reference voltage, the capacitance of the capacitor Sc at the initial moment of charge, until the voltage on it starts to increase, is an ohmic short circuit. The leakage resistance at this point does not affect the measurement error. To fix this moment, a pulse diode is installed at the output of the integrator 10, which prevents the discharge of the reference capacitance. At the output of the integrator 10, the maximum voltage value is fixed.

выхout

2525

Rg)CoRg) Co

Т R.T R.

R . врем  интегрировани ; сопротивление диода в пр мом направлении; сопротивление резистора 7;R. integration time; diode resistance in the forward direction; resistance of resistor 7;

С - емкость образцового конденсатора 9;C is the capacitance of the reference capacitor 9;

R, - сопротивление резистора 4; и - значение напр жени  на резисторе 4 в начальный момент зар да емкости С. При достаточно малой величине Т можно ограничитьс R, is the resistance of resistor 4; and - the value of the voltage on the resistor 4 at the initial moment of charging the capacitance C. With a sufficiently small value of T, it can be limited

п г. n city

C(R,j + R) ex  C (R, j + R) ex

Если R,Rg, то напр жение и„If R, Rg, then voltage and „

„ BbfX„BbfX

линейно зависит от Ug.. иlinearly dependent on Ug .. and

4S г . с4S g. with

и R о  and R o

(1)(one)

5five

По окончании действи  зар дного импульса измер емый конденсатор С . и образцовый конденсатор 9 (Сд)-разр жаютс  соответственно при помощи электронного переключател  2 и электронного ключа 8. Последние коммутируютс  блоком 5 управлени . Затем процесс работы устройства повтор етс .Upon termination of the charge pulse, the measured capacitor C. and an exemplary capacitor 9 (CD) is discharged, respectively, by an electronic switch 2 and an electronic key 8. The latter are switched by the control unit 5. The device operation process is then repeated.

Погрешность измерени  емкости конденсатора при наличии сопротивлени  утечки минимальна , если значениеThe capacitance capacitance measurement error in the presence of leakage resistance is minimal if the value

зар дного тока значительно больше тока утечки, т.е. если Кц 10ПК1, где R - сопротивление утечки.The charge current is much higher than the leakage current, i.e. if Kts 10PK1, where R - leakage resistance.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  емкости конденсаторов с сопротивлением утечки , содержащее источник опорного напр жени , клеммы дл  подключени  конденсаторов , операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с образцовым конденсатором, а неинвертирующий вход соединен с общей шиной устройства, блок управлени  и электронный ключ, один из выходов которого соединен с выходом операционного усилител , а управл ющий вход соединен с одним из выходов блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени , в него введены импульсньй диод, зар дный и ограничительный резисторы, электронный пеA device for measuring capacitance with leakage capacitors, containing a voltage source, terminals for connecting capacitors, an operational amplifier whose inverting input is connected to a reference capacitor, and a non-inverting input connected to a common bus of the device, a control unit and an electronic switch, one of the outputs of which is connected to the output of the operational amplifier, and the control input is connected to one of the outputs of the control unit, characterized in that, in order to expand the measuring range, impulse diode, charge and limiting resistors, electronic ne 688154688154 диода соединен с ограничительным резистором , два управл емых входа электронного переключател  соединены с вторым и третьим выходами блока управлени , а его общий выход соединен с одной из клемм дл  подключени , измер емого конденсатора, втора  клемма соединена с одним из выводовthe diode is connected to the limiting resistor, two controlled inputs of the electronic switch are connected to the second and third outputs of the control unit, and its common output is connected to one of the terminals for connecting the measured capacitor, the second terminal is connected to one of the terminals Q зар дного резистора и анодом импульсного диода, причем другой вывод зар дного резистора соединен с первым выходом электронного переключател , общей шиной устройства и минусовымQ of the charging resistor and the anode of the pulsed diode, with another output of the charging resistor connected to the first output of the electronic switch, the common bus of the device and the negative terminal 15 полюсом источника опорного напр жени , плюсовой полюс которого соединен с вторым выходом электронного переключател , при этом другой вывод ограничительного резистора соединен с15 by the pole of the voltage source, the plus pole of which is connected to the second output of the electronic switch, while the other terminal of the limiting resistor is connected to 2Q инвертирующим входом операционного усилител  и с другим выходом электронного ключа, а выход операционногс усилител  соединен с другим выводом образцового конденсатора и выходом2Q by the inverting input of the operational amplifier and with another output of the electronic key, and the output of the operational amplifier is connected to another output of the reference capacitor and output реключатель, причем катод импульсного 25 устройства.switch, and the cathode pulse device 25.