PL68218B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo* Opublikowano: 30.VI.1973 68218 KI. 21e,27/26 MKP GOlr 27/26 [czytelnTaT lUKD I I Urzedu Patent**'-. 1 1 f»h H f¦ ¦ •¦ • 1 Wspóltwórcy wynalazku: Krzysztof Braclawski, Józef Maciak, Kazimierz Sadowski Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Urzadzenie do pomiaru pojemnosci elektrycznej o duzych stratach, a zwlaszcza stratnej pojemnosci nieliniowej Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do po¬ miaru pojemnosci elektrycznej o duzych stratach, a zwlaszcza stratnej pojemnosci nieliniowej w za¬ kresie wielkich czestotliwosci przy zapewnieniu jednotorowosci strojenia.(Pomiary pojemnosci stratnych w zakresie wiel¬ kich czestotliwosci wykonuje sie Obecnie glównie przy pomocy mostków adimitancyjnych transforma¬ torowych róznicowych, mostków Sheringa zmody¬ fikowanych lub mostków typu podwójne T.Wszystkie te mostki wymagaja równowazenia dwutorowego, w torach skladowej susceptancyjnej i skladowej konduktancyjnej. Dwutorowe równo¬ wazenie utrudnia pomiar i komplikuje jego auto¬ matyzacje.Znane mostki niezrównowazone o strojeniu jed¬ notorowym nie zapewniaja dostatecznej dokladnosci pomiaru. Przy pomiarach pojemnosci nieliniowych amplituda napiecia pomiarowego powinna byc zre¬ dukowana do kilku miliwoltów. W tych warunkach zdolnosc rozdzielcza istniejacych mostków admi- tancyjnych jest mala, co ogranicza zakres dobroci Qc elementu mierzonego od dolu do Qc = 10-8.Rezonansowe metody pomiaru pojemnosci zapew¬ niaja jednotorowosc strojenia ale obejmuja pomiary elementów o dostatecznie duzej dobroci.Sposród znanych metod rezonansowych jedna z najbardziej przydatnych do pomiaru pojemnosci nieliniowych jest metoda rezonansowo-fazowa.Urzadzenie z zastosowaniem metody rezonanso- 10 15 20 30 wo-fazowej zawiera rezonansowy obwód pomiaro¬ wy oraz uklad fazoczuly zamknietej przemiany czestotliwosci polaczone lancuchowo. Do obwodu pomiarowego dolaczany jest element mierzony.Dokladnosc urzadzenia maleje przy zwiekszaniu strat czyli zmniejszaniu dobroci elementu mierzo¬ nego ze wzgledu na uchyb fazowy.Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia pomiarowego, które zapewniloby dokladny pomiar pojemnosci stratnych, a zwlaszcza stratnych pojem¬ nosci nieliniowych w zakresie dobroci Qc do Qcg = = 10~4 przy jednotorowym strojeniu, przy dosta¬ tecznie malej amplitudzie napiecia pomiarowego i dostatecznie duzej czestotliwosci pomiarowej oraz przy zachowaniu prostej budowy urzadzenia i ob¬ slugi.Wytyczone zadanie zostalo rozwiazane zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, ze w urzadzeniu, któ¬ re sklada sie z szeregowego obwodu pomiarowego i ukladu fazoozulego wielkiej czestotliwosci zala¬ czono korekcyjny przesuwnik fazy wielkiej czesto¬ tliwosci. Jedno z wejsc ukladu fazoczulego wielkiej czestotliwosci jest dolaczone do wejscia szeregowe* go rezonansowego obwodu pomiarowego. Wyjscie tego obwodu jest polaczone lancuchowo z korek¬ cyjnym przesuwnikiem fazy wielkiej czestotliwosci.Do wyjscia korekcyjnego pnzesuwndka fazy wielkiej czestotliwosci dolaczone jest drugie wejscie ukladu fazoczulego wielkiej czestotliwosci. Korekcyjny przesuwnik fazy ma staly i okreslony kat fazowy 0. 68 21868 218 9 = — arc tg 7^— QL gdzie 6 jest katem fazowym korekcyjnego prze¬ suwnika fazy wielkiej czestotliwosci, a Ql jest do¬ brocia cewki szeregowego rezonansowego obwodu pomiarowego.W przypadku zastosowania wynalazku w rezo- nansowo-fazowym uo^adzeniu opartym na zamknie¬ tej przemianie czestotliwosci, urzadzenie to zapew¬ nia wykonanie dokladnego pomiaru pojemnosci przy malej amplitudzie napiecia pomiarowego przy jednoczesnym uniezaleznieniu wyniku pomiaru od dobroci elementu mierzonego. Dolny zakres dobro¬ ci Qc elementu mierzonego rozciaga sie do QCg = = 10-4. Strojenie urzadzenia jest jednotorowe, co j ^rzedmiot wynalazku jest przedstawiony na ry¬ sunku, na k&Srym^ fig. 1 przedstawia schemat blo- kdwy urzadzenia, zast fig. 2 wykres fazowy pracy urzadzenia: """"*" Na fig. 1 jedno z wejsc ukladu fazoczulego 3 wielkiej czestotliwosci jest dolaczone do wejscia szeregowego rezonansowego obwodu pomiarowego 1* Wyjscie obwodu pomiarowego 1 jest polaczone lancuchowo z korekcyjnym przesuwnikiem fazy 2 wielkiej czestotliwosci. Drugie wejscie ukladu fazo- czulego 3 wielkiej czestotliwosci jest dolaczone do wyjscia korekcyjnego przesuwnika fazy 2 wielkiej czestotliwosci.Uklad fazoczuly 3 wielkiej czestotliwosci reaguje na wypadkowy kat fazowy stanowiacy sume katów fazowych korekcyjnego przesuwnika fazy 2 wiel¬ kiej czestotliwosci i szeregowego rezonansowego obwodu pomiarowego 1. W punkcie dostrojenia urzadzenia wypadkowy kat fazowy osiaga wartosc — — . Korekcyjny przesuwnik fazy 2 wielkiej cze- 2 stotliwosoi zapewnia stala i okreslona wartosc kata przesuniecia fazowego 9, która jest równa 6 = — arc tg 7Z- Powoduje to przesuniecie punktu dostrojenia sze¬ regowego rezonansowego obwodu pomiarowego z pozycji, w której kat fazowy obwodu byl równy n ci= — -z- do pozycji, w której kat fazowy obwo¬ du qt jest równy K TC 1 Vi- Y-e=-Y+ arctgQ7 •Li W punkcie dostrojenia urzadzenia, w którym kat fazowy szeregowego rezonansowego obwodu pomia¬ rowego jest równy jest niezalezny od dobroci mierzonego elementu.Na fig. 2 jest przedstawiony wykres fazowy gdzie Uwykpf oznacza napiecie wyjsciowe korekcyjnego 10 15 20 25 35 40 45 50 55 przesuwnika fazy wielkiej czestotliwosci, Uwekp« oznacza napiecie wejsciowe korekcyjnego przesuw¬ nika fazy wielkiej czestotliwosci, UWyop — napiecie wyjsciowe szeregowego rezonansowego obwodu .po¬ miarowego, Uweop — napiecie wejsciowe szerego¬ wego rezonansowego obwodu pomiarowego, 0 — kat fazowy korekcyjnego przesuwnika fazy wielkiej K czestotliwosci, q?Q = — -r-— kat fazowy szeregowe¬ go rezonansowego obwodu pomiarowego przy rezo¬ nansie, tpx — kat fazowy szeregowego rezonansowe¬ go obwodu pomiarowego po korekcji fazowej.Z punktu widzenia istoty dzialania urzadzenia obojetne jest, czy jedno z wejsc ukladu fazoczulego 3 wielkiej czestotliwosci jest dolaczone do wejscia szeregowego rezonansowego obwodu pomiarowego 1, którego wyjscie polaczone jest lancuchowo z ko¬ rekcyjnym przesuwnikiem fazy 2 wielkiej czesto¬ tliwosci, a drugie wejscie ukladu fazoczulego 3 wielkiej czestotliwosci jest dolaczone do wyjscia korekcyjnego przesuwnika fazy 2 wielkiej czestotli¬ wosci, czy tez jedno z wejsc ukladu fazoczulego 3 wielkiej czestotliwosci jest polaczone poprzez ko¬ rekcyjny przesuwnik fazy 2 wielkiej czestotliwosci z wejsciem szeregowego rezonansowego obwodu po¬ miarowego 1, a drugie wejscie ukladu fazoczulego 3 wielkiej czestotliwosci jest polaczone bezposrednio z wyjsciem szeregowego rezonansowego obwodu pomiarowego 1.Szeregowy rezonansowy obwód pomiarowy po¬ siada cewke oraz przestrajany kondensator wzorco¬ wy, równolegle do którego dolaczany jest element mierzony. Pomiar wykonuje sie znana metoda pod¬ stawienia odwrotnego, mozliwa jest tez praca na wychyleniu. Urzadzenie pozwala takze na pomiar ujemnej .pojemnosci.Uklad fazoczuly wielkiej czestotliwosci powinien zapewnic zasilanie szeregowego rezonansowego ob¬ wodu pomiarowego napieciem pomiarowym. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do pomiaru pojemnosci elektrycznej o duzych stratach, a zwlaszcza stratnej pojemnosci nieliniowej skladajace sie z 'szeregowego rezonan¬ sowego obwodu pomiarowego i ukladu fazoczulego wielkiej czestotliwosci, znamienne tym, ze jedno z wejsc ukladu fazoczulego (3) wielkiej czestotli¬ wosci jest dolaczone do wejscia szeregowego rezo¬ nansowego obwodu pomiarowego (1), którego wyjs¬ cie polaczone jest lancuchowo z korekcyjnym prze¬ suwnikiem fazy (2) wielkiej czestotliwosci, a drugie wejscie ukladu fazoczulego (3) wielkiej czestotli¬ wosci jest dolaczone do wyjscia korekcyjnego prze¬ suwnika fazy (2) wielkiej czestotliwosci o stalym i okreslonym kacie fazowym.KI. 21e,27/26 68 218 MKP GOlr 27/26 \ f 1 t C 3 Ftg.i ^wy/(pf| jUwekpf 'Unyop Uweop Fig.

2. PL PL