CS238405B1 - Zapojenie na priebežné meranie kapacity izolovaných vodičov - Google Patents

Abstract

Elektrické zapojenie obvodov priebežného merača malých zmien prevádzkovej kapacity koaxiálnych káblov v procese ich výroby, ktorého vstupné obvody sú zapojené ako izolované — plávajúce voči zemnému potenciálu, pozostáva z izolovaného tónového generátora (1), na ktorého výstup je dvomi vstupmi (41, 42 j připojený izolovaný selektívny diferenciálny zosilňovač (4) tak, že prvým vstupom (41) je připojený cez izolovaná na dve časti delenň elektrodu (2] pre snímanie kapacity izolovaného vodiča (9) a druhým vstupom (42) je zapojený cez izolovaný vyvažovači kondenzátor (3). Na výstup izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača (4) je cez transformátor (5) připojený usměrňovač (6), na ktorého výstup je zapojený blok (7) analogového vyhodnotenia a/alebo blok (8) digitálneho vyhodnotenia.

Description

Vynález sa týká elektrického zapojenia na prlebežné meranie kapacity izolovaných vodičov.

Doteraz používané zapojenia pre meranie zmien prevádzkovej kapacity izolovaných vodičov sú založené na aplikácii diferenciálnych transformátorov na vstupe meracieho systému v spojení s elektrodovým systémom a kapacitným normálom. Ďalej pozostávajú uvedené systémy z blokov: selektívneho zosilňovača, posúvača fáze a fázového detektora, ktorého vefkosť výstupného napatia je úměrná velkosti zosilneného napatia, t. j. velkosti nerovnováhy na diferenciálnom transformátore a ktorého polarita závisí od fázy napátia na výstupe diferenciálneho transformátora. Napájanie je z oscilátora napatím o velkosti niekoTko desiatok voltov a frekvencie řádové 20 až 500 kHz.

Zapojenie na priebežné meranie kapacity izolovaných vodičov s diferenciálnym transformátorom majú nedostatky, ktoré sa prejavujú jednak v tom, že diferenciálně transformátory sú výrobně vel'mi zložité a tým aj nákladné, ale najma v tom, že sú kmitočtové i tepelne značné závislé a vyžadujú dokonalé elektromagnetické tienenie voči vonkajším elektromagnetickým poliam. Pričom symetria vinutí diferenciálneho transformátora sa dá len ťažko kompenzovat', a to len pre úzké kmitočtové a tepelné pásmo. To zároveň obmedzuje ich použitie pre merania v procese výroby izolovaných vodičov. Pracovný kmitočet týchto zapojení spósobuje navýše problémy s elimináciou vysokofrekvenčného vyžarovanla do okolia.

Uvedené nedostatky súčasných zapojení pre meranie kapacity odstraňuje elektrické zapojenie na priebežné meranie kapacity izolovaných vodičov podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že na výstup izolovaného tónového generátora je dvomi vstupmi připojený izolovaný selektívny diferenciálny zosilňovač. Prvý vstup izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača je připojený cez izolovanú na dve častidelenú elektrodu pre snímanie izolovaného, vodiča a druhým vstupom je připojený cez izolovaný vyvažovači kondenzátor. Na výstup izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača je cez izolačný člen zapojený usměrňovač, na ktorého výstup je zapojený blok analogového alebo digitálneho vyhodnotenia.

Výhodou zapojenia je, že elektrickým zapojením vstupných obvodov ako izolovaných voči zemnému potenciálu a vylúčením diferenciálneho transformátora zo vstupných obvodov meracieho systému odstraňuje sa kmitočtová i- tepelná závislost v širokom rozsahu.

Ďalšou výhodou je skutočnosť, že na výsledok merania nemá vplyv ani to, či je meraný izolovaný vodič uzemněný alebo nie je. Zapojenie podlá vynálezu pracuje s kmitočtom v rozsahu 1 až 10 kHz, čo má priaznivý vplyv na velkost geometrických rozmerov elektrodového systému — delenej elektrody a nekladie ani extrémně požiadavky na súčiastkovú základňu pri zachovaní vysokej citlivosti, stability a přesnosti merania kapacity izolovaných vodičov.

Na priloženom obrázku je celková bloková schéma zapojenia podl'a vynálezu.

Podl'a příkladu zapojenia pozostáva toto z izolovaného tónového generátora 1, na ktorého výstup je připojený svojimi dvomi vstupmi 41, 42 izolovaný selektívny diferenciálny zosilňovač 4. Prvý vstup 41 je přitom připojený cez izolovanú na dve časti delenú elektrodu 2 upravená pre snímanie izolovaného vodiča 9 a druhý vstup 42 je zatial' připojený cez izolovaný vyvažovači kondenzátor 3. Na výstup izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača 4 je cez izolačný člen, v našom příklade výhodné transformátor 5, připojený usměrňovač 8. Na výstup usměrňovače 6 sú zapojené blok 7 analogového vyhodnotenia, ktorý može obsahovat analogový indikátor tolerancie prevádzkových kapacit izolovaného vodiča alebo komparátory s předvolbami, pre reguláciu výrobného procesu alebo i výstup pre pripojenie liniového zapisovača. Súčasne alebo alternativně je možné připojit na výstup usmerňovača 6 blok 8 digitálneho vyhodnotenia.

Funkcia zapojenia podl'a vynálezu je následovně: z izolovaného tónového generátora 1 sa privádza napatie sinusového tvaru na prvá část delenej elektrody 2, ktorá obklopuje izolovaný vodič 9, čím vzniká kapacita Ci medzi prvou častou delenej elektrody 2 a vnútorným jadrom izolovaného vodiča 9 a tiež kapacita C2 medzi druhou častou delenej elektrody 2 a jadrom vnútorným izolovaného vodiča 9. Obe kapacity Ci a C2 sú zapojené v sérii a umožňujú priviesť striedavý signál z izolovaného tónového generátora 1 na prvý vstup Izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača 4. Pričom výstupný signál z izolovaného tónového generátora 1 sa zároveň privádza cez vyvažovači kondenzátor 3 na druhý vstup izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača 4. Vyvažovači kondenzátor 3 je přitom tepelne kompenzovaný a umožňuje pri nezasunutom izolovanom vodiči v delenej elektróde 2 nastavit' nulové napátie na výstupe izolovaného diferenciálneho selektívneho zosilňovača 4. Z výstupu je elektrický signál ďalej vedený izolované cez izolačný člen — například transformátor 5 na usměrňovač 6 a po usměrnění sa obvyklým sposobom spracúva a vyhodnocuje buď analogovo, alebo digitálně v príslušnom bloku 7 nebo 8 vyhodnotenia. Změna prevádzkovej kapacity izolovaného vodiča 9 sa pri přechode cez delenú elektrodu 2 prejaví ako změna parametrov signálu izolovaného tónového generátora 1 na prvom vstupe izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača 4, ktorá sa po zosilnení a usmer6

23840S není vyhodnotí v blokoch 7 nebo 8 vyhodnotenia. Zapojenie vstupných obvodov — izolovaného tónového generátora 1, delenej elektrody 2, vyvažovacieho kondenzátora 3 a izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača 4 ako izolovaných — plávajúcich voči zemnému potenciálu umožňuje vylúčiť vplyv okolitého elektromagnetického pol'a a rušivých signálov a spracovávať a vyhodnocovat signály s úrovňou, kde už drift a šum tak nehrajú rolu. Přitom izolačný člen vyžaduje len elektrostatické tienenie. To umožňuje přesné meranie aj malých zmien prevádzkových kapacit, například ako u malých koaxiálnych káblov řádové + 0,02 pF.

Predmet vynálezu nachádza uplatnenle v kábelárskom priemysle pri výrobě izolovaných vodičov.

Claims (1)

1. Zapojenie na priebežné meranie kapacity izolovaných vodičov vyznačené tým, že na výstup izolovaného tónového generátora (lj je dvomi vstupmi (41, 42] připojený izolovaný selektívny diferenciálny zosilňovač (4), ktorý je prvým vstupom (41) připojený cez izolovanú na dve časti delenú elektrodu (2) pre snímanie kapacity izolovaného vodiča (9) a druhým vstupom (42) je

   VYNALEZU zapojený cez izolovaný vyvažovači kondenzátor (3), zatial' čo na výstup izolovaného selektívneho diferenciálneho zosilňovača (4j je cez izolačný člen, například transformátor (5) připojený usměrňovač (6), na ktorý je zapojený blok (7) analogového vyhodnotenia a/alebo blok (8) digltálneho vyhodnotenia.