Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do pomiaru pojemnosci lub indukcyjnosci w obecnosci duzych strat, rozumianych jako tg 5 rzedu kilkuset Znane sposoby pomiaru pojemnosci lub indukcyjnosci, zwiazanych z duzymi stratami polegaja na. porównaniu czesci rzeczywistej i czesci urojonej admitancji badanego elementu z elementami wzorcowymi w procesie równowazenia elektrycznego ukladu pomiarowego, które sprowadza sie do nastawienia tych samych wartosci napiec lub pradów w galeziach z elementem mierzonym i elementami wzorcowymi.Znane sposoby pomiaru pojemnosci lub indukcyjnosci w obecnosci duzych strat realizowane sa za pomoca mostków RLC pradu zmiennego. Sposród róznych wariantów ukladów mostkowych do pomiaru np. pojemnosci w obecnosci duzych strat, stosowany jest mostek, w którym dwie pionowe galezie, a mianowicie mierzona i wzorcowa skladaja sie z równoleglych polaczen RC, natomiast pozostale dwie sa zbudowane z oporników.W takim ukladzie, rózne firmy, produkujace mostki RLC uzyskuja mozliwosc pomiaru pojemnosci przy równoleglych stratach, wyrazonych poprzez tg 6 rzedu kilkadziesiat, na przyklad: Rohde Schwarz - mostek BN 3401 - tgS = 10 General Radio — mostek1656 - tg6 = 50 General Radio- mostek 1650B - tg6 = 50 Hewlett Packard - mostek4260A - tgfi = 50 Zasadnicza niedogodnoscia znanych rozwiazan jest ograniczenie mozliwosci pomiarowych do tgó rzedu kilkadziesiat ze wzgledu na silne pogorszenie stalosci zera ukladu detekcyjnego i dokladnosci pomiaru przy duzych stratach.Celem wynalazku jest usuniecie dotychczasowych niedogodnosci oraz przesuniecie granicy mozliwosci pomiaru do tg8 rzedu kilkuset, a takze podniesienie dokladnosci w zakresie dotychczas mierzalnym.Cel ten osiagnieto dzieki zastosowaniu wynalazku. Istota sposobu pomiaru pojemnosci lub indukcyjnosci w obecnosci duzych strat polega na tym, ze w mostku pradu zmiennego dokonuje sie najpierw wstepnego zrównowazenia w celu zmierzenia strat, a nastepnie kompensuje sie straty w galezi, do której jest przylaczony2 95 369 element mierzony. Kompensaqi dokonuje sie zmniejszajac rezystancje szeregowa w specjalnym obwodzie kompensujacym i jednoczesnie w taki sposób zwiekszajac rezystancje szeregowa w galezi mostka, doprowadzajacej energie z generatora do galezi kompensowanej, aby detektor amplitudy utrzymywal sie na wskazaniu zerowym,, Nastepnie po raz drugi równowazy sie mostek pojemnoscia wzorcowa w galezi z elementem mierzonym, odczytujac mierzona pojemnosc, lub indukcyjnosc z róznicy nastaw pojemnosci wzorcowej w stanie poczatkowym i po ostatecznym zrównowazeniu.Uklad elektryczny, skladajacy sie z mostka pradu zmiennego, potrzebny do stosowania tego sposobu, polega na tym, ze do mostka, najkorzystniej czterogaleznego, rezonansowego dolaczony jest obwód, przeznaczony do kompensacji strat. Sklada sie on z nieliniowego wzmacniacza o charakterystyce przenoszenia typu ogranicznika amplitudy i wyzerowanej charakterystyce fazowej, którego wejscie jest dolaczone do galezi mostka z mierzonym elementem, a wyjscie przez szeregowy, regulowany rezystor jest równiez dolaczone do tej galezi. « Wynalazek pozwala na wykonywanie pomiarów wykraczajacych ze wzgledu na wartosc strat poza zakres pomiarowy mostów RLC, a takze moze stanowic zasade budowy urzadzen pomiarowych, zawierajacych czujnik pojemnosciowy lub indukcyjny, rejestrujacy niewielkie zmiany pojemnosci lub indukcyjnosci„ W ostatnim przypadku, dzieki mozliwosci calkowitego skompensowania strat czujnika, czulosc urzadzenia pomiarowego na zmiany pojemnosci czy indukcyjnosci moze byc ekstremalnie wysoka.Na rysunku jest pokazany schematycznie uklad elektryczny urzadzenia do pomiaru pojemnosci lub indukcyjnosci, zwiazanych z duzymi stratami. Uklad sklada sie z generatora A, zasilajacego napieciem sinusoidalnym czterogalezny mostek, zlozony z trzech galezi rezystancyjnych R!# R3, R4 oraz z galezi B, stanowiacej obwód rezonansowy, do którego dolacza sie mierzony element Rx—Cx. Rezonans zachodzi miedzy pojemnoscia C2, indukcyjnoscia L2 wraz ze stratami R|_ i czescia urojona admitancji mierzonego elementu Rx—Cx. Rezystor R2 i kondensator C2 obwodu rezonansowego sa wykonane precyzyjnie i traktowane jako wzorce. Równowage mostka wskazuje detektor amplitudy C i detektor fazy D. Zgodnie z wynalazkiem do mostka jest dolaczony obwód kompensacji srrat, skladajacy sie z nieliniowego wzmacniacza E, którego wejscie WE jest dolaczone do galezi B mostka, zawierajacej mierzony element Rx—Cx, a wyjscie WY poprzez szeregowy, regulowany rezystor Rd równiez do tej samej galezi mostka B. Detektor fazy D moze byc takze zalaczony pomiedzy wyjscie generatora A, i wzmacniacza E, natomiast generator A moze byc zbudowany przy uzyciu drugiego wzmacniacza E i drugiego obwodu rezonansowego.Dzialanie ukladu jest nastepujace. Przed dolaczeniem mierzonego elementu np. Rx—Cx, galaz B musi byc dostrojona do rezonansu z generatorem A, rezystor Rt musi byc tak nastawiony, aby mostek byl w równowadze, a rezystor Rd ukladu kompensacji musi miec wartosc maksymalna. W tej sytuacji oba detektory wskazuja zera Dolaczenie badanego elementu, np. Rx—Cx rozstraja mostek. Równowazy sie go zmieniajac R2 i C2. Ze zmiany R3 wylicza sie straty Rx. Nastepnie kompensuje sie laczne straty obwodu rezonansowego, doprowadzajac energie ze wzmacniacza E poprzez zmniejszanie rezystancji rezystora Rd. Jednoczesnie nalezy zwiekszac rezystanqe rezystora Rx tak, aby detektor amplitudy C pozostawal na wskazaniu zerowym. W trakcie kompensaqi strat wskazanie detektora fazy bedzie coraz bardziej odbiegalo od stanu równowagi. Jezeli wskazanie to dojdzie do wartosci odpowiadajacej katowi fazowemu okolo 85°; nalezy zakonczyc kompensate strat i ponownie sprowadzic wskazanie detektora fazy do zera pojemnoscia kondensatora C2. Pojemnosc mierzona Cx bedzie równa róznicy nastaw pojemnosci C2 pomiedzy stanem wyjsciowym przed dolaczeniem elementu mierzonego, a stanem koncowym. PL