CN110441615A - 一种电容器的修正方法 - Google Patents

一种电容器的修正方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110441615A
CN110441615A CN201910835213.9A CN201910835213A CN110441615A CN 110441615 A CN110441615 A CN 110441615A CN 201910835213 A CN201910835213 A CN 201910835213A CN 110441615 A CN110441615 A CN 110441615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
measured capacitance
accuracy
grade
detection device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201910835213.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张遥奇
柏文琦
向德
李庆先
刘良江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUNAN MEASUREMENT INSPECTION RESEARCH INSTITUTE
Hunan Institute of Metrology and Test
Original Assignee
HUNAN MEASUREMENT INSPECTION RESEARCH INSTITUTE
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 HUNAN MEASUREMENT INSPECTION RESEARCH INSTITUTE filed Critical HUNAN MEASUREMENT INSPECTION RESEARCH INSTITUTE
Priority to CN201910835213.9A priority Critical patent/CN110441615A/zh
Publication of CN110441615A publication Critical patent/CN110441615A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Abstract

本发明涉及电容领域，本发明公开了一种电容器的修正方法，包括：S1、将检测装置通电预热，并设置等效电路模型；S2、设置检测装置的检测频率和电压；S3、进行开路和短路校准；S4、将标准电容器和被测电容器接入检测装置进行测量；S5、读数；S6、计算被测电容器的电容实际值和损耗因数实际值；S7、重复上述步骤，分别计算被测电容器的示值相对误差、相对偏差和年稳定性。改善现有电容器的修正方法准确度不够高的问题。

Description

一种电容器的修正方法
技术领域
本发明涉及电容技术领域，尤其涉及一种电容器的修正方法。
背景技术
电容器是一种容纳电荷的器件，电容器损耗因数即电容器的损耗角正切，在交流电场中电容器损耗功率与其贮存功率的比值为损耗因数，用来表示电容器及介质的品质。电容器出厂时一般标有标称电容量，但是随着环境温度或工作电压的变化，或者随着在电路中运行时间的推移，电容器的实际电容量与出厂时标明的标称值不符，且损耗因数也会受到影响，因此需要一种电容器的修正方法，测得电容器的实际值。现有技术中一般直接测量电容器，但电容器连接检测装置时，连接电缆、引线等存在等效电阻、电感以及损耗，会影响测量值的准确度，因此，需要一种准确度更高的修正方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本发明提供一种电容器的修正方法，提高测量的准确度。
(二)技术方案
基于上述的技术问题，本发明提供一种电容器的修正方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将检测装置通电预热，并设置等效电路模型：高阻抗值的电容器选择并联电路模型，低阻抗值的电容器选择串联电路模型；
S2、设置检测装置的检测频率和电压：根据被测电容器的电容值大小设置检测装置的测量频率，根据被测电容器的工作电压范围选择测量电压；
S3、进行开路和短路校准；
S4、依次将标准电容器和被测电容器接入检测装置进行测量：用两根绞绕的同轴电缆分别将检测装置与标准电容器高端、低端相连，用两根绞绕的同轴电缆分别将检测装置与被测电容器高端、低端相连；
S5、待显示数值稳定后，读取检测装置上的电容值和损耗因数值；
S6、计算被测电容器的电容实际值和损耗因数实际值，计算公式分别为：
CX＝CS+(Cb-Ca)
DX＝DS+(Db-Da)
式中，CX为被测电容器的电容实际值，CS为标准电容器的电容实际值，Ca为检测装置显示的标准电容器的电容值，Cb为检测装置显示的被检标准电容器的电容值；DX为被测电容器的损耗因数实际值，DS为标准电容器的损耗因数实际值，Da为检测装置显示的标准电容器的损耗因数值，Db为检测装置显示的被检标准电容器的损耗因数值；
S7、重复上述步骤n次，计算被测电容器的示值相对误差δ、相对偏差σ和年稳定性γ，分别如下：
其中，CN为被测电容器的电容标称值，CX′为上次周期检测的被测电容器的电容实际值。
优选地，步骤S1中所述的检测装置为电容电桥或阻抗测量仪。
优选地，步骤S2中所述的检测装置的测量频率满足：电容值小于10μF时，测量频率为1000±10Hz，电容值大于等于10μF时，测量频率为100±2Hz。
优选地，步骤S4中所述的标准电容器满足以下要求：被测电容器的准确度等级为0.0001等至0.0005等时，标准电容器的等级应比被测电容器高1个准确度等级，被测电容器的准确度等级为0.001等级至0.05等级时，标准电容器的等级应比被测电容器高2个准确度等级。
优选地，步骤S4中相连选择的测量引线应保证其屏蔽方式与检测装置一致。
优选地，步骤S7中所述的n应大于等于3。
优选地，步骤S7中所述的最大允许误差应为对应准确度级别的±1％倍。
优选地，步骤S7中所述的年稳定性极限应为对应准确度级别的±1％倍。
优选地，步骤S7中所述的最大允许偏差应满足：准确度等别为0.001等至0.1等时，最大允许偏差应为对应准确度等别的±10％倍，准确度等别为0.0005等时，最大允许偏差应为±0.01％，准确度等别为0.0002等时，最大允许偏差应为±0.005％，准确度等别为0.0001等时，最大允许偏差应为±0.002％，准确度等别为0.00005等时，最大允许偏差应为±0.002％。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明所述方法利用了电桥平衡原理，分别将标准电容器和被测电容器连入检测装置测量，以标准电容器为参照，通过差值运算，得到电容器的电容和损耗因数的实际值，避免了连接电缆、引线等存在的等效电阻、电感以及损耗对测量值的影响，相比于用检测装置直接测量被测电容器的电容值和损耗因数的方法，准确度更高；
(2)本发明中检测装置在测量前进行了预热，测量频率根据电容值的大小而改变，确保检测装置在最佳的测量状态，进行了开路和短路校准，消除分布参数对测量结果的影响，有利于提高测量的准确性；
(3)本发明采用绞绕的同轴电缆分别连接检测装置和被测电容器、检测装置和标准电容器，减少了回路的面积，有利于测量的准确性。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例一种电容器的修正方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的检测装置连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明公开了一种标准电容器的电容和损耗因数实际值的检测方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1、将检测装置通电预热，并设置等效电路模型：根据标准电容器的使用说明书中的规定，对检测装置进行通电预热，确保其工作在最佳的测量状态下，所述检测装置为电容电桥或阻抗测量仪；根据被测电容器的阻抗值大小，高阻抗值的电容器选择并联电路模型，低阻抗值的电容器选择串联电路模型；
S2、设置检测装置的检测频率和电压：根据被测电容器的电容值大小设置检测装置的测量频率：电容值小于10μF时，测量频率为1000±10Hz，电容值大于等于10μF时，测量频率为100±2Hz；
根据被测电容器的工作电压范围选择测量电压；
S3、进行开路和短路校准，包括测量引线部分，消除分布参数对测量结果的影响；
S4、接线：依次将作为标准用的标准电容器和被测电容器接入检测装置进行测量，如图2所示，用两根绞绕的同轴电缆分别将检测装置与标准电容器高端、低端相连，用两根绞绕的同轴电缆分别将检测装置与被测电容器高端、低端相连，选择的测量引线应保证其屏蔽方式与检测装置一致，两根同轴电缆绞绕是为了减少回路的面积；
所述的标准电容器应满足以下要求：被测电容器的准确度等级为0.0001等至0.0005等时，标准电容器的等级应比被测电容器高1个准确度等级，被测电容器的准确度等级为0.001等级至0.05等级时，标准电容器的等级应比被测电容器高2个准确度等级；
S5、读数：待显示数值稳定后，读取检测装置上的电容值和损耗因数值；
S6、计算被测电容器的电容实际值和损耗因数实际值，计算公式分别为：
CX＝CS+(Cb-Ca)
DX＝DS+(Db-Da)
式中，CX为被测电容器的电容实际值，CS为标准电容器的电容实际值，Ca为检测装置显示的标准电容器的电容值，Cb为检测装置显示的被检标准电容器的电容值；DX为被测电容器的损耗因数实际值，DS为标准电容器的损耗因数实际值，Da为检测装置显示的标准电容器的损耗因数值，Db为检测装置显示的被检标准电容器的损耗因数值；
S7、重复上述步骤至少三次，计算被测电容器的示值相对误差δ、相对偏差σ和年稳定性γ，分别如下：
其中，CN为被测电容器的电容标称值，CX′为上次周期检测的被测电容器的电容实际值；
最大允许误差应为对应准确度级别的±1％倍，年稳定性极限应为对应准确度级别的±1％倍，准确度等别为0.001等至0.1等时，最大允许偏差应为对应准确度等别的±10％倍，准确度等别为0.0005等时，最大允许偏差应为±0.01％，准确度等别为0.0002等时，最大允许偏差应为±0.005％，准确度等别为0.0001等时，最大允许偏差应为±0.002％，准确度等别为0.00005等时，最大允许偏差应为±0.002％。
综上可知，通过上述的一种电容器的修正方法，具有如下优点：
(1)本发明所述方法利用了电桥平衡原理，分别将标准电容器和被测电容器连入检测装置测量，以标准电容器为参照，通过差值运算，得到电容器的电容和损耗因数的实际值，避免了连接电缆、引线等存在的等效电阻、电感以及损耗对测量值的影响，相比于用检测装置直接测量被测电容器的电容值和损耗因数的方法，准确度更高；
(2)本发明中检测装置在测量前进行了预热，测量频率根据电容值的大小而改变，确保检测装置在最佳的测量状态，进行了开路和短路校准，消除分布参数对测量结果的影响，有利于提高测量的准确性；
(3)本发明采用绞绕的同轴电缆分别连接检测装置和被测电容器、检测装置和标准电容器，减少了回路的面积，有利于测量的准确性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种电容器的修正方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将检测装置通电预热，并设置等效电路模型：高阻抗值的电容器选择并联电路模型，低阻抗值的电容器选择串联电路模型；
S2、设置检测装置的检测频率和电压：根据被测电容器的电容值大小设置检测装置的测量频率，根据被测电容器的工作电压范围选择测量电压；
S3、进行开路和短路校准；
S4、依次将标准电容器和被测电容器接入检测装置进行测量：用两根绞绕的同轴电缆分别将检测装置与标准电容器高端、低端相连，用两根绞绕的同轴电缆分别将检测装置与被测电容器高端、低端相连；
S5、待显示数值稳定后，读取检测装置上的电容值和损耗因数值；
S6、计算被测电容器的电容实际值和损耗因数实际值，计算公式分别为：
CX＝CS+(Cb-Ca)
DX＝DS+(Db-Da)
式中，CX为被测电容器的电容实际值，CS为标准电容器的电容实际值，Ca为检测装置显示的标准电容器的电容值，Cb为检测装置显示的被检标准电容器的电容值；DX为被测电容器的损耗因数实际值，DS为标准电容器的损耗因数实际值，Da为检测装置显示的标准电容器的损耗因数值，Db为检测装置显示的被检标准电容器的损耗因数值；
S7、重复上述步骤n次，计算被测电容器的示值相对误差δ、相对偏差σ和年稳定性γ，分别如下：
其中，CN为被测电容器的电容标称值，CX′为上次周期检测的被测电容器的电容实际值。
2.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S1中所述的检测装置为电容电桥或阻抗测量仪。
3.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S2中所述的检测装置的测量频率满足：电容值小于10μF时，测量频率为1000±10Hz，电容值大于等于10μF时，测量频率为100±2Hz。
4.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S4中所述的标准电容器满足以下要求：被测电容器的准确度等级为0.0001等至0.0005等时，标准电容器的等级应比被测电容器高1个准确度等级，被测电容器的准确度等级为0.001等级至0.05等级时，标准电容器的等级应比被测电容器高2个准确度等级。
5.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S4中相连选择的测量引线应保证其屏蔽方式与检测装置一致。
6.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S7中所述的n应大于等于3。
7.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S7中所述的最大允许误差应为对应准确度级别的±1％倍。
8.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S7中所述的年稳定性极限应为对应准确度级别的±1％倍。
9.根据权利要求1所述的一种电容器的修正方法，其特征在于，步骤S7中所述的最大允许偏差应满足：准确度等别为0.001等至0.1等时，最大允许偏差应为对应准确度等别的±10％倍，准确度等别为0.0005等时，最大允许偏差应为±0.01％，准确度等别为0.0002等时，最大允许偏差应为±0.005％，准确度等别为0.0001等时，最大允许偏差应为±0.002％，准确度等别为0.00005等时，最大允许偏差应为±0.002％。
CN201910835213.9A 2019-09-05 2019-09-05 一种电容器的修正方法 Pending CN110441615A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910835213.9A CN110441615A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种电容器的修正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910835213.9A CN110441615A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种电容器的修正方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110441615A true CN110441615A (zh) 2019-11-12

Family

ID=68439131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910835213.9A Pending CN110441615A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种电容器的修正方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110441615A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0738007B2 (ja) * 1986-02-13 1995-04-26 ヴァイサラ オイ インピ−ダンスの測定方法
CN102007424A (zh) * 2008-04-28 2011-04-06 西港能源公司 用于提高利用电容式传感器进行的测量的精度的装置和方法
CN102096057A (zh) * 2010-11-16 2011-06-15 北京航天测控技术开发公司 一种电容测量电路的校准方法及装置
CN104111382A (zh) * 2014-07-09 2014-10-22 华为技术有限公司 一种电容的容值检测方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0738007B2 (ja) * 1986-02-13 1995-04-26 ヴァイサラ オイ インピ−ダンスの測定方法
CN102007424A (zh) * 2008-04-28 2011-04-06 西港能源公司 用于提高利用电容式传感器进行的测量的精度的装置和方法
CN102096057A (zh) * 2010-11-16 2011-06-15 北京航天测控技术开发公司 一种电容测量电路的校准方法及装置
CN104111382A (zh) * 2014-07-09 2014-10-22 华为技术有限公司 一种电容的容值检测方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
国家质量监督检验检疫总局: "JJG 183-2017 标准电容器检定规程", 《中华人民共和国国家计量检定规程》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106771645B (zh) 电容式电压互感器介损及电容量在线监测方法及监测系统
CN106771505B (zh) 基于串联电容的单相架空输电线路相电压自校准方法
CN104569897B (zh) 一种基于标准罗氏线圈的电子式电流互感器校验系统
CN103018704B (zh) 一种仪用电压互感器的校正方法
CN102156274A (zh) 配电网三相电能计量系统现场整体检测系统
CN101806876A (zh) 电子式互感器校验系统
CN101988958A (zh) 电容式电压互感器准确度校验装置及校验方法
CN104730485A (zh) 一种gis式电流互感器测试方法
CN107748348A (zh) 可整体溯源的高压电能表检定装置
CN103197274B (zh) 电流互感器的交流大电流校验系统及方法
CN103823100A (zh) 一种高准确度电流比较仪及自校验方法
CN202075405U (zh) 配电网三相电能计量系统现场整体检测系统
CN104730342B (zh) 交流电阻时间常数的测量电路和测量方法
CN209400684U (zh) 一种电压互感器宽频误差测量系统
CN103913715B (zh) 高压计量箱误差检定系统及误差检定方法
CN103728582A (zh) 应用于带电校验的高精度电容分压器及中间电压测量方法
CN105093162A (zh) 脉冲群干扰条件下电能表计量误差检定方法和装置
CN109406877B (zh) 电容式电压互感器谐波传递系数的测量方法及装置
CN109541516B (zh) 一种电压互感器宽频误差测量方法
CN202330691U (zh) 电压互感器准确度现场校验设备
CN110441615A (zh) 一种电容器的修正方法
CN108155015A (zh) 一种具有双冗余、小容差的npo高压陶瓷电容器
CN106443536B (zh) 一种电流比较仪的校准系统及校准方法
CN201188127Y (zh) 用于测量用光电电流互感器准确度试验的回路装置
CN108152782B (zh) 一种高供高计电能表更正系数的测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191112