[go: up one dir, main page]

RU2186402C2 - Device measuring electric capacitance - Google Patents

Device measuring electric capacitance Download PDF

Info

Publication number
RU2186402C2
RU2186402C2 RU2000123663A RU2000123663A RU2186402C2 RU 2186402 C2 RU2186402 C2 RU 2186402C2 RU 2000123663 A RU2000123663 A RU 2000123663A RU 2000123663 A RU2000123663 A RU 2000123663A RU 2186402 C2 RU2186402 C2 RU 2186402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
frequency
input
phase
generator
Prior art date
Application number
RU2000123663A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000123663A (en
Inventor
В.И. Раховский
В.Ю. Дагаев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АНТЕХ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АНТЕХ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АНТЕХ"
Priority to RU2000123663A priority Critical patent/RU2186402C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2186402C2 publication Critical patent/RU2186402C2/en
Publication of RU2000123663A publication Critical patent/RU2000123663A/en

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device is intended for precision measurement of electric capacitance. Device comprises measuring transformer bridge 1, frequency-controlled generator 2 which first output is connected to middle point of primary winding of differential transformer of measuring transformer bridge 1, synchronous detector 3 of key signal whose first input is electrically coupled to output of measuring transformer bridge 1 whose second input is coupled to second output of frequency-controlled generator 2 and whose output is coupled through filter 5 and scaling amplifier 6 of key signal to unbalance indicator of measuring transformer bridge 1 connected in series. Phase automatic tuning of frequency of generator 2 to resonance frequency of measuring transformer bridge 1 is carried out thanks to connection of second output of generator 2 to synchronous detector 3 by means of phase inverter 4 connected in series. Third output of generator 2 is connected to first input of phase manipulator 8 one output of which is connected to first input of phase detector 9 and another output of which is connected via coupling element 12 connected in series to output of measuring transformer bridge 1 connected to input of amplifier-limiter 11. Output of the latter is connected to second input of phase detector 9. Output of phase detector 9 of key signal is connected through filter 10 to frequency controlling input of generator 2 and fourth output of generator 2 is connected to input of manipulation signal generator 7 which output is connected to second input of phase manipulator 8. EFFECT: raised measurement precision. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для прецизионного измерения электрической емкости, а также может быть использовано в качестве емкостного датчика для измерения неэлектрических величин. The invention relates to the field of electrical engineering and is intended for precision measurement of electrical capacitance, and can also be used as a capacitive sensor for measuring non-electrical quantities.

Из уровня техники известно устройство для измерения частотных зависимостей емкости или проводимости с использованием измерительного трансформаторного моста полных проводимостей. К первичной обмотке трансформатора измерительного моста подключен управляемый но частоте генератор, а к выходу упомянутого моста - предварительный усилитель, выход которого соединен со входом первого селективного усилителя и входом амплитудного детектора. Выход последнего соединен со входом второго селективного усилителя. Первый и второй синхронные детекторы соединены с выходами соответствующих селективных усилителей, причем опорный вход одного синхродетектора соединен с выходом управляемого по частоте генератора, а опорный вход другого синхродетектора соединен через удвоитель частоты с выходом второго генератора, который подсоединен к управляющему входу управляемого по частоте генератора. Выходы упомянутых синхродетекторов соединены с соответствующими индикаторами разбаланса измерительного трансформаторного моста (SU 1767446 А1, кл. G 01 R 17/10, 1992 г.). The prior art device for measuring the frequency dependences of capacitance or conductivity using a measuring transformer bridge of full conductivities. A frequency-controlled generator is connected to the primary winding of the transformer of the measuring bridge, and a preliminary amplifier is connected to the output of the bridge, the output of which is connected to the input of the first selective amplifier and the input of the amplitude detector. The output of the latter is connected to the input of the second selective amplifier. The first and second synchronous detectors are connected to the outputs of the corresponding selective amplifiers, and the reference input of one sync detector is connected to the output of a frequency-controlled oscillator, and the reference input of another synchrodetector is connected via a frequency doubler to the output of a second generator, which is connected to the control input of a frequency-controlled generator. The outputs of the aforementioned synchrodetectors are connected to the corresponding unbalance indicators of the measuring transformer bridge (SU 1767446 A1, class G 01 R 17/10, 1992).

К недостаткам данного известного из уровня техники устройства следует отнести относительно невысокую точность и чувствительность ввиду наличия в электрической схеме предварительного усилителя, негативно влияющего на метрологические параметры контрольно-измерительной цепи в целом. The disadvantages of this prior art device are relatively low accuracy and sensitivity due to the presence of a pre-amplifier in the circuitry, which negatively affects the metrological parameters of the control and measurement circuit as a whole.

В основу заявленного изобретения была положена задача создания такого устройства для измерения электрической емкости, в котором обеспечивалось бы повышение чувствительности измерительной цепи и точности измерения соответствующего параметра (в том числе - неэлектрического) определенной суперпрецизионной метрологической системы за счет введения в патентуемое устройство системы фазовой автоматической настройки частоты управляемого по частоте измерительного генератора на резонансную частоту измерительного трансформаторного моста. The basis of the claimed invention was the task of creating such a device for measuring electric capacitance, which would provide an increase in the sensitivity of the measuring circuit and the accuracy of the measurement of the corresponding parameter (including non-electric) of a certain super-precision metrological system by introducing a phase automatic frequency control system into the patented device frequency-controlled measuring generator to the resonant frequency of the measuring transformer bridge.

Поставленная цель достигается посредством того, что в устройстве для измерения электрической емкости, включающем измерительный трансформаторный мост, управляемый по частоте генератор, первый выход которого соединен с первичной обмоткой дифференциального трансформатора измерительного моста, синхронный детектор основного сигнала, первый вход которого электрически связан с выходом измерительного трансформаторного моста, второй вход - с управляемым по частоте генератором, а выход - с индикатором разбаланса измерительного трансформаторного моста, а также усилитель основного сигнала, согласно изобретению введена система фазовой автоподстройки частоты управляемого по частоте генератора на резонансную частоту измерительного моста, которая включает генератор сигнала манипуляции, фазовый манипулятор, фазовый детектор системы автоподстройки, фазовращатель, фильтр, усилитель-ограничитель и элемент связи упомянутой системы фазовой автоподстройки с измерительным трансформаторным мостом; первый выход управляемого по частоте генератора подключен к средней точке первичной обмотки дифференциального трансформатора измерительного моста; управляемый по частоте генератор электрически связан с синхронным детектором основного сигнала через второй выход упомянутого генератора посредством последовательно подключенного фазовращателя; третий выход управляемого по частоте генератора соединен с первым входом фазового манипулятора, один выход которого соединен с первым входом упомянутого фазового детектора, а другой через последовательно подключенный элемент связи - с выходом измерительного трансформаторного моста, соединенным со входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора системы автоподстройки; выход упомянутого фазового детектора через фильтр подключен ко входу управления частотой управляемого по частоте генератора, а четвертый выход последнего соединен со входом генератора сигнала манипуляции, выход которого подключен ко второму входу фазового манипулятора. This goal is achieved by the fact that in the device for measuring electric capacitance, including a measuring transformer bridge, a frequency-controlled generator, the first output of which is connected to the primary winding of the differential transformer of the measuring bridge, a synchronous detector of the main signal, the first input of which is electrically connected to the output of the measuring transformer bridge, the second input - with a frequency-controlled generator, and the output - with an indicator of the imbalance of the measuring transformer of the bridge, as well as the main signal amplifier, according to the invention, a phase-locked loop system for the frequency-controlled oscillator to the resonant frequency of the measuring bridge is introduced, which includes a manipulation signal generator, a phase manipulator, a phase locked loop detector, a phase shifter, a filter, a limiter amplifier and a communication element said phase-locked loop system with a measuring transformer bridge; the first output of the frequency-controlled generator is connected to the midpoint of the primary winding of the differential transformer of the measuring bridge; a frequency-controlled generator is electrically connected to the synchronous detector of the main signal through the second output of the said generator through a series-connected phase shifter; the third output of the frequency-controlled oscillator is connected to the first input of the phase manipulator, one output of which is connected to the first input of the said phase detector, and the other through a series-connected communication element with the output of the measuring transformer bridge connected to the input of the limiter amplifier, the output of which is connected to the second the input of the phase detector of the auto-tuning system; the output of said phase detector through a filter is connected to the frequency control input of a frequency-controlled oscillator, and the fourth output of the latter is connected to the input of the manipulation signal generator, the output of which is connected to the second input of the phase manipulator.

Целесообразно в качестве генератора сигнала манипуляции использовать делитель частоты управляемого по частоте генератора. It is advisable to use a frequency divider of a frequency-controlled oscillator as a manipulation signal generator.

В графических материалах представлена функциональная схема заявленного устройства. The graphic materials presents a functional diagram of the claimed device.

Устройство для измерения электрической емкости включает используемый в резонансном режиме измерительный трансформаторный мост 1, управляемый по частоте генератор 2, первый выход которого подключен к средней точке первичной обмотки дифференциального трансформатора измерительного моста 1; синхронный детектор 3 основного сигнала, первый вход которого электрически связан с выходом измерительного трансформаторного моста 1, второй вход (через фазовращатель 4) - со вторым выходом управляемого по частоте генератора 2, а выход (через последовательно соединенные фильтр 5 и масштабирующий усилитель 6 основного сигнала) - с индикатором разбаланса (на чертеже условно не показан) измерительного трансформаторного моста 1; а также систему фазовой автоматической подстройки частоты управляемого по частоте генератора 2 на резонансную частоту измерительного трансформаторного моста 1. The device for measuring electric capacitance includes a measuring transformer bridge 1 used in resonance mode, a frequency-controlled generator 2, the first output of which is connected to the midpoint of the primary winding of the differential transformer of the measuring bridge 1; synchronous detector 3 of the main signal, the first input of which is electrically connected to the output of the measuring transformer bridge 1, the second input (through the phase shifter 4) - with the second output of the frequency-controlled generator 2, and the output (through a series-connected filter 5 and a scaling amplifier 6 of the main signal) - with an unbalance indicator (not conventionally shown in the drawing) of the measuring transformer bridge 1; as well as a system of phase automatic tuning of the frequency of the frequency-controlled generator 2 to the resonant frequency of the measuring transformer bridge 1.

Упомянутая система фазовой автоподстройки частоты включает генератор 7 сигнала манипуляции, фазовый манипулятор 8, фазовый детектор 9, ранее упомянутый фазовращатель 4, фильтр 10, усилитель-ограничитель 11 и элемент 12 связи системы автоподстройки с измерительным трансформаторным мостом 1. Управляемый по частоте генератор 2 электрически связан с синхронным детектором 3 основного сигнала через второй выход упомянутого генератора посредством последовательно подключенного фазовращателя 4. Третий выход управляемого по частоте генератора 2 соединен с первым входом фазового манипулятора 8, один выход которого соединен с первым входом упомянутого фазового детектора 9, а второй, через последовательно подключенный элемент 12 связи, - с выходом измерительного трансформаторного моста, соединенным со входом усилителя-ограничителя 11, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора 9 системы автоподстройки. Выход упомянутого фазового детектора 9 основного сигнала через фильтр 10 подключен ко входу управления частотой управляемого по частоте генератора 2, а четвертый выход последнего (т.е. генератора 2) соединен со входом генератора 7 сигнала манипуляции, выход которого подключен ко второму входу фазового манипулятора 8. Said phase locked loop includes a manipulation signal generator 7, a phase shifter 8, a phase detector 9, the aforementioned phase shifter 4, a filter 10, an amplifier-limiter 11 and an element 12 for connecting the automatic tuning system to the measuring transformer bridge 1. The frequency-controlled generator 2 is electrically coupled with a synchronous detector 3 of the main signal through the second output of the mentioned generator through a series-connected phase shifter 4. The third output of the frequency-controlled generator 2 soy is dined with the first input of the phase manipulator 8, one output of which is connected to the first input of the said phase detector 9, and the second, through a series-connected communication element 12, is connected to the output of the measuring transformer bridge connected to the input of the amplifier-limiter 11, the output of which is connected to the second the input of the phase detector 9 of the auto-tuning system. The output of the mentioned phase detector 9 of the main signal through the filter 10 is connected to the frequency control input of the frequency-controlled oscillator 2, and the fourth output of the last (i.e., generator 2) is connected to the input of the manipulation signal generator 7, the output of which is connected to the second input of the phase manipulator 8 .

В качестве генератора 3 сигнала манипуляции, преимущественно, может быть использован делитель частоты управляемого по частоте генератора 2. As the manipulation signal generator 3, advantageously, a frequency divider of the frequency-controlled generator 2 can be used.

Электропитание устройства должно осуществляться двумя постоянными напряжениями +5В и 5В с соединением общего провода с корпусом устройства. Допустимые отклонения и изменения напряжения электропитания должны составлять не более ±0,1 В, коэффициент пульсаций - не более 1%, допустимая нагрузка по току - не менее 10 мА. The device must be powered by two constant voltages + 5V and 5V with a common wire connected to the device case. Allowable deviations and changes in the power supply voltage should be no more than ± 0.1 V, ripple factor - not more than 1%, permissible current load - not less than 10 mA.

В качестве измерительной цепи в устройстве используется, преимущественно, процентная мостовая электрическая цепь с тесной взаимноиндуктивной связью между плечевыми обмотками в резонансном режиме. As a measuring circuit, the device mainly uses a percentage bridge electric circuit with close mutually inductive coupling between the shoulder windings in the resonant mode.

Измерительный трансформатор конструктивно выполнен, преимущественно, в виде трансформатора с короткозамкнутым витком связи, что обеспечивает достаточно высокую развязку входных и выходных цепей по емкости. Резонансный режим обеспечивает высокий и строго постоянный коэффициент преобразования в заданном диапазоне изменений величин измеряемой разности емкостей. The measuring transformer is structurally made mainly in the form of a transformer with a short-circuited loop of communication, which provides a sufficiently high isolation of the input and output circuits by capacitance. The resonance mode provides a high and strictly constant conversion coefficient in a given range of changes in the measured capacitance difference.

Для обеспечения резонансного режима во всем диапазоне изменений величин емкостей и снижения требований к качеству настройки измерительный управляемый по частоте генератор и мостовая цепь охвачены системой фазовой автоподстройки частоты, выполненной, преимущественно, на базе микросхемы 564ГГ1. Необходимое при измерении емкости резонансным мостом напряжение, сдвинутое по фазе строго на 90o, вырабатывается, преимущественно, микросхемами 564ЛП2 и 564ТМ2.To ensure a resonant mode over the entire range of changes in capacitance values and reduce tuning quality requirements, the measuring frequency-controlled oscillator and the bridge circuit are covered by a phase-locked loop, made mainly on the basis of the 564GG1 microcircuit. The voltage necessary for measuring the capacitance by the resonant bridge, phase-shifted strictly by 90 ° , is generated mainly by 564LP2 and 564TM2 microcircuits.

Выходная обмотка мостовой цепи нагружена на ключевой синхронный детектор основного сигнала, выполненный, преимущественно, на базе микросхемы 564КТ3. Это обеспечивает необходимую линейность характеристики схемы во всем диапазоне изменений величин емкостей и достаточно высокую устойчивость к воздействию внешних электромагнитных помех. Выход синхронного детектора соединен с входом фильтра нижних частот, формирующего необходимую полосу пропускания устройства. Требуемая крутизна характеристики тракта обеспечивается масштабирующим усилителем, выполненным, преимущественно, на базе операционного усилителя. Коэффициент масштабирования и, следовательно, крутизна преобразования могут быть установлены при настройке схемы. The output winding of the bridge circuit is loaded on a key synchronous detector of the main signal, made mainly on the basis of the 564KT3 chip. This provides the necessary linearity of the circuit characteristics over the entire range of changes in capacitance values and a sufficiently high resistance to external electromagnetic interference. The output of the synchronous detector is connected to the input of the low-pass filter, which forms the necessary bandwidth of the device. The required slope of the path characteristics is provided by a scaling amplifier, made mainly on the basis of an operational amplifier. The scaling factor and, therefore, the steepness of the conversion can be set when setting up the circuit.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Измеряемая емкость включается в одно из измерительных плеч трансформаторного моста 1, а в другое плечо упомянутого моста 1 включается эталонная емкость. При наличии ненулевой разности величин этих емкостей на выходе измерительного моста 1 появляется переменное напряжение. Это напряжение преобразуется в постоянное с помощью синхронного детектора 3 основного сигнала и (после фильтрации фильтром 5 и масштабирования усилителем 6) в дальнейшем поступает на устройства индикации. Чувствительность трансформаторной измерительной цепи определяется выражением:

Figure 00000002

где ΔU - чувствительность трансформаторной измерительной цепи;
В - реактивные проводимости трансформаторной измерительной цепи;
G - активные проводимости трансформаторной измерительной цепи.The measured capacitance is included in one of the measuring arms of the transformer bridge 1, and the reference capacitance is included in the other arm of the mentioned bridge 1. In the presence of a nonzero difference in the values of these capacities, an alternating voltage appears at the output of the measuring bridge 1. This voltage is converted to constant by means of a synchronous detector 3 of the main signal and (after filtering by filter 5 and scaling by amplifier 6) is subsequently supplied to the indicating device. The sensitivity of the transformer measuring circuit is determined by the expression:
Figure 00000002

where ΔU is the sensitivity of the transformer measuring circuit;
In - reactive conductivity of the transformer measuring circuit;
G - active conductivity of the transformer measuring circuit.

Совершенно очевидно, что при ∑В2=0 (резонансный режим) чувствительность измерительного моста 1 максимальна, что позволяет отказаться от наличия предварительного усилителя, а это существенно улучшает метрологические характеристики измерительной цепи.It is completely obvious that at ∑В 2 = 0 (resonance mode) the sensitivity of the measuring bridge 1 is maximum, which makes it possible to abandon the presence of a preliminary amplifier, and this significantly improves the metrological characteristics of the measuring circuit.

Однако при реализации резонансного режима возникают проблемы, связанные с необходимостью настройки и удержания частоты измерительного управляемого по частоте генератора 2 на резонансной частоте измерительного трансформаторного моста 1 в условиях изменения его параметров, например, при изменении значения измеряемой емкости. However, when implementing the resonant mode, problems arise related to the need to adjust and maintain the frequency of the measuring frequency controlled oscillator 2 at the resonant frequency of the measuring transformer bridge 1 under conditions of changing its parameters, for example, when changing the value of the measured capacitance.

С целью упрощения настройки частоты управляемого по частоте генератора 2 в измерительную цепь заявленного устройства введена система фазовой автоподстройки частоты. In order to simplify the tuning of the frequency of the frequency-controlled oscillator 2, a phase-locked loop is introduced into the measuring circuit of the claimed device.

Физическая сущность работы этой цепи заключается в следующем. The physical essence of this circuit is as follows.

Выходное напряжение измерительного управляемого по частоте генератора 2 манипулируется по фазе (переключается на 180o) с частотой, задаваемой генератором 7 напряжения манипуляции, в качестве которого удобно использовать делитель частоты измерительного генератора 2. Выходное напряжение фазового манипулятора 8 через элемент 12 связи (конденсатор) возбуждает в цепях измерительного трансформаторного моста 1 радиоимпульсы, напряжение которых поочередно сдвинуто по фазе на 180o. Общий сдвиг фазы напряжения в цепях измерительной цепи, а следовательно, выходное напряжение фазового детектора 9 зависит от расстройки частоты управляемого по частоте генератора 2 относительно резонансной частоты мостовой измерительной цепи. В том случае, если частота манипуляции фазы находится вне полосы пропускания фильтра 5, работа системы автоподстройки не мешает работе измерительной цепи, удерживая в то же время частоту генератора 2 вблизи резонансной частоты измерительного моста 1. С выхода измерительной цепи моста 1 радиоимпульсы нормируются по амплитуде усилителем-ограничителем 11 и поступают на вход фазового детектора 9, опорное напряжение которого также манипулировано по фазе и поступает с выхода фазового манипулятора 8. Выходное напряжение фазового детектора 9 через фильтр 10 управляет частотой генератора 2, минимизируя величину рассогласования по частоте.The output voltage of the measuring frequency-controlled generator 2 is phase-shifted (switches 180 o ) with a frequency specified by the manipulation voltage generator 7, which is conveniently used as a frequency divider of the measuring generator 2. The output voltage of the phase manipulator 8 through the coupling element 12 (capacitor) excites in the circuits of the measuring transformer bridge 1 radio pulses, the voltage of which is alternately phase shifted by 180 o . The total phase shift of the voltage in the chains of the measuring circuit, and therefore, the output voltage of the phase detector 9 depends on the frequency detuning of the frequency-controlled oscillator 2 relative to the resonant frequency of the bridge measuring circuit. In the event that the phase manipulation frequency is outside the passband of filter 5, the operation of the auto-tuning system does not interfere with the operation of the measuring circuit, while at the same time keeping the frequency of the generator 2 near the resonant frequency of the measuring bridge 1. From the output of the measuring circuit of bridge 1, the radio pulses are normalized by the amplitude of the amplifier limiter 11 and enter the input of the phase detector 9, the reference voltage of which is also phase-manipulated and comes from the output of the phase manipulator 8. The output voltage of the phase detector 9 is filter 10 controls the frequency generator 2, minimizing the magnitude of the error in frequency.

Заявленное устройство для измерения электрической емкости характеризуется следующими техническими параметрами:
- диапазон измеряемой разности емкостей - +200...-200 пФ;
- минимальная измеряемая разность емкостей - 0,1 пФ;
- коэффициент преобразования - 1,25 В/пФ;
- диапазон частот изменений измеряемой емкости - 0...1 кГц;
Таким образом, заявленное устройство может быть широко использовано в области электроизмерительной техники для прецизионного измерения электрической емкости, а также в качестве емкостного датчика для измерения неэлектрических величин и позволяет повысить чувствительность и точность измерения емкости в достаточно широком диапазоне изменений параметров мостовой измерительной цепи.
The claimed device for measuring electrical capacitance is characterized by the following technical parameters:
- the range of the measured capacitance difference is +200 ...- 200 pF;
- the minimum measured capacitance difference is 0.1 pF;
- conversion coefficient - 1.25 V / pF;
- the frequency range of changes in the measured capacitance is 0 ... 1 kHz;
Thus, the claimed device can be widely used in the field of electrical engineering for precision measurement of electric capacitance, as well as a capacitive sensor for measuring non-electric quantities and can improve the sensitivity and accuracy of measuring capacitance in a fairly wide range of parameters of the bridge measuring circuit.

Claims (2)

1. Устройство для измерения электрической емкости, включающее измерительный трансформаторный мост, в одно из плеч которого подключена эталонная емкость, а другое предназначено для подключения измеряемой емкости; управляемый по частоте генератор, первый выход которого соединен с первичной обмоткой дифференциального трансформатора измерительного трансформаторного моста; синхронный детектор основного сигнала, первый вход которого связан с выходом измерительного трансформаторного моста, второй вход - с управляемым по частоте генератором, а выход - с индикатором разбаланса измерительного трансформаторного моста; а также масштабирующий усилитель основного сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено фильтром нижних частот и системой фазовой автоподстройки частоты управляемого по частоте генератора на резонансную частоту измерительного трансформаторного моста, которая включает генератор сигнала манипуляции, фазовый манипулятор, фазовый детектор упомянутой системы фазовой автоподстройки частоты, фазовращатель, фильтр, усилитель-ограничитель и элемент связи упомянутой системы фазовой автоподстройки частоты с измерительным трансформаторным мостом; первый выход управляемого по частоте генератора подключен к средней точке первичной обмотки дифференциального трансформатора измерительного трансформаторного моста; управляемый по частоте генератор электрически связан с синхронным детектором основного сигнала через второй выход управляемого по частоте генератора посредством последовательно подключенного фазовращателя; третий выход управляемого по частоте генератора соединен с первым входом фазового манипулятора, один выход которого соединен с первым входом фазового детектора упомянутой системы фазовой автоподстройки частоты, а другой выход через последовательно подключенный элемент связи упомянутой системы фазовой автоподстройки частоты - с выходом измерительного трансформаторного моста, соединенным со входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора основного сигнала; выход фазового детектора основного сигнала, через фильтр, подключен ко входу управления частотой управляемого по частоте генератора, а четвертый выход последнего соединен со входом генератора сигнала манипуляции, выход которого подключен ко второму входу фазового манипулятора, при этом выход синхронного детектора основного сигнала связан с индикатором разбаланса измерительного трансформаторного моста посредством последовательно соединенных фильтра нижних частот и масштабирующего усилителя основного сигнала. 1. A device for measuring electric capacitance, including a measuring transformer bridge, one of the shoulders of which is connected to a reference capacitance, and the other is designed to connect the measured capacitance; a frequency-controlled generator, the first output of which is connected to the primary winding of the differential transformer of the measuring transformer bridge; a synchronous detector of the main signal, the first input of which is connected with the output of the measuring transformer bridge, the second input is with a frequency-controlled oscillator, and the output is with an unbalance indicator of the measuring transformer bridge; as well as a scaling amplifier of the main signal, characterized in that it is equipped with a low-pass filter and a phase-locked loop system of a frequency-controlled oscillator to the resonant frequency of the measuring transformer bridge, which includes a manipulation signal generator, a phase manipulator, a phase detector of the said phase-locked loop, a phase shifter , filter, limiter amplifier and coupling element of said phase locked loop with measuring transformer m ostom; the first output of the frequency-controlled generator is connected to the midpoint of the primary winding of the differential transformer of the measuring transformer bridge; a frequency-controlled generator is electrically connected to a synchronous detector of the main signal through a second output of a frequency-controlled generator through a series-connected phase shifter; the third output of the frequency-controlled oscillator is connected to the first input of the phase manipulator, one output of which is connected to the first input of the phase detector of the said phase locked loop, and the other output through a series-connected communication element of the said phase locked loop is connected to the output of the measuring transformer bridge connected to the input of the amplifier-limiter, the output of which is connected to the second input of the phase detector of the main signal; the output of the phase detector of the main signal, through the filter, is connected to the frequency control input of the frequency-controlled oscillator, and the fourth output of the last is connected to the input of the manipulation signal generator, the output of which is connected to the second input of the phase manipulator, while the output of the synchronous detector of the main signal is connected to the unbalance indicator measuring transformer bridge through a series-connected low-pass filter and a scaling amplifier of the main signal. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве генератора сигнала манипуляции использован делитель частоты управляемого по частоте генератора. 2. The device according to claim 1, characterized in that a frequency divider of a frequency-controlled generator is used as a manipulation signal generator.
RU2000123663A 2000-09-18 2000-09-18 Device measuring electric capacitance RU2186402C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123663A RU2186402C2 (en) 2000-09-18 2000-09-18 Device measuring electric capacitance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123663A RU2186402C2 (en) 2000-09-18 2000-09-18 Device measuring electric capacitance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2186402C2 true RU2186402C2 (en) 2002-07-27
RU2000123663A RU2000123663A (en) 2002-08-10

Family

ID=20240066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000123663A RU2186402C2 (en) 2000-09-18 2000-09-18 Device measuring electric capacitance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186402C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589273C2 (en) * 2014-09-15 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Device for measuring complex resistance of bridge circuit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1367054A1 (en) * 1985-03-19 1988-01-15 Павлодарский алюминиевый завод им.50-летия СССР System for using heat of transformer
SU1767446A1 (en) * 1989-04-18 1992-10-07 Одесский государственный университет им.И.И.Мечникова Device for measuring frequency relation of capacitance or conductivity
EP0638912A3 (en) * 1993-08-09 1995-06-21 Hughes Aircraft Co Cooled primary of automobile battery charging transformer.
WO1998001871A1 (en) * 1996-07-05 1998-01-15 Hitachi, Ltd. Cooling system for substation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1367054A1 (en) * 1985-03-19 1988-01-15 Павлодарский алюминиевый завод им.50-летия СССР System for using heat of transformer
SU1767446A1 (en) * 1989-04-18 1992-10-07 Одесский государственный университет им.И.И.Мечникова Device for measuring frequency relation of capacitance or conductivity
EP0638912A3 (en) * 1993-08-09 1995-06-21 Hughes Aircraft Co Cooled primary of automobile battery charging transformer.
WO1998001871A1 (en) * 1996-07-05 1998-01-15 Hitachi, Ltd. Cooling system for substation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589273C2 (en) * 2014-09-15 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Device for measuring complex resistance of bridge circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108027255B (en) Electronic control device
CN108027254B (en) Device for measuring a measurement variable
JP2001203565A (en) Proximity sensor
RU2186402C2 (en) Device measuring electric capacitance
JPS623881B2 (en)
US4920317A (en) Oscillator for measuring the ambient magnetic field
JP2002090401A (en) Capacitance sensor circuit
RU2239200C2 (en) Permittance precision measurement device
SU1508091A1 (en) Contactless transducer of linear displacements
JP2750690B2 (en) Leakage current detection method
US3418571A (en) Automatic self-balancing remote measuring system of an impedance responsive process variable
SU883797A1 (en) Loop resonance frequency and quality factor meter
SU1374146A1 (en) Device for determining parameters of oscillatory circuits
SU1647458A1 (en) Device for nonlinear component and system parameters measurement
SU1013877A1 (en) Working inductor power meter
SU1264110A1 (en) Device for determining the detuning of resonance transducer circuit
SU873156A1 (en) Device for measuring dielectric permittivity variation
JP2617325B2 (en) Insulation resistance measurement method
SU401947A1 (en) MAGNETOMETRIC VARIOMETER
SU873170A1 (en) Magnetometer
SU1114960A1 (en) Device for measuring parameters of dielectrics
SU792438A1 (en) Device for automatic compensating for capacitive leakage current
SU1109851A1 (en) Adjustable signal generator
SU1051469A1 (en) Varicap q-meter
SU734582A1 (en) Dielectric characteristics measuring device