RU2137146C1 - Способ измерения емкости с потерями - Google Patents
Способ измерения емкости с потерями Download PDFInfo
- Publication number
- RU2137146C1 RU2137146C1 RU98102422A RU98102422A RU2137146C1 RU 2137146 C1 RU2137146 C1 RU 2137146C1 RU 98102422 A RU98102422 A RU 98102422A RU 98102422 A RU98102422 A RU 98102422A RU 2137146 C1 RU2137146 C1 RU 2137146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- resonance
- amplitude
- phase
- capacitance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения емкости и эквивалентной проводимости потерь, в частности для измерения комплексной диэлектрической проницаемости изоляционных материалов. Технический результат - высокая точность измерения, достигается за счет применения фазового резонанса, частота которого может быть измерена современными фазометрами точнее, чем в случае амплитудного резонанса. Кроме того, резонансное сопротивление при фазовом резонансе выражается через параметры контура более простой формулой, чем при амплитудном резонансе, что позволяет получить точные формулы для измеряемых параметров. В случае амплитудного резонанса аналогичные точные формулы напрямую не получаются, здесь необходимо вводить ограничительные условия, понижающие точность измерения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения емкости и эквивалентной проводимости потерь, в частности, для измерения комплексной диэлектрической проницаемости изоляционных материалов.
Известно несколько способов измерения емкости, основанных на резонансных свойствах колебательного контура (Полулях К.С. Резонансные методы измерений. - М. : Энергия, 1980. - 120 с.), при этом используется амплитудный резонанс идеализированного (последовательного или параллельного) контура. Недостаток способов - погрешность за счет идеализации, кроме того, при незначительном усложнении контура, которое всегда возникает в реальных случаях, соотношения, описывающие амплитудный резонанс, заметно усложняются, что приводит к дополнительным погрешностям.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому изобретению является способ (авт. св. СССР N 1647457, МКИ G 01 R 27/26, Б.И. N 17, 1991 г.), основанный на перестройке колебательного контура образцовым конденсатором до крайних пределов, в которых контур вырождается в последовательный и параллельный, при этом рабочая точка оказывается посередине измерительной характеристики, где ее крутизна максимальна. Недостаток - способ предназначен только для измерения емкости и непригоден для измерения эквивалентной проводимости потерь, кроме того, крайние точки используемого участка измерительной характеристики определяются не точно, т.к. в них контур не является строго последовательным и параллельным (лишь приближается по свойствам к этим идеальным моделям), а это приводит к дополнительным погрешностям измерения.
Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, заключается в повышении точности измерения емкости и эквивалентной проводимости потерь конденсаторов, в том числе и низкодобротных. Способ основан на резонансном методе измерения, однако, при этом используется не амплитудный, а фазовый резонанс, который, во-первых, можно зафиксировать современными фазометрами с большей точностью, чем амплитудный, а, во-вторых, расчетные формулы получаются проще, чем при амплитудном резонансе, это дает возможность разрешить их относительно измеряемых параметров точно, без введения ограничительных допущений, характерных для амплитудного резонанса, что также приводит к увеличению точности. Способ проиллюстрирован на чертеже, для чего использовано известное устройство - колебательный контур RLCxGx.
Здесь измеряемый конденсатор представлен в виде эквивалентной цепи - параллельного соединения емкости Cx и активной проводимости Gx. От генератора 1 подается синусоидальное напряжение на контур, при этом амплитуда входного тока измеряется амперметром 2, амплитуда входного напряжения - вольтметром 3, фазовый сдвиг между ними - фазометром 4, на который подаются входное напряжение и напряжение с сопротивления 5, пропорциональное входному току, контур состоит из сопротивления R (5), индуктивности L (6) и клемм 7 и 8, к которым подсоединяется измеряемый конденсатор CxGx- Сопротивление R и индуктивность L заранее известны.
Частота генератора изменяется до тех пор, пока не достигнет значения ωф частоты фазового резонанса контура. При этом по амперметру определяется амплитуда Im входного тока, по вольтметру - амплитуда Um входного напряжения, а фазометр зафиксирует сдвиг фаз, равный нулю (признак фазового резонанса). После этого емкость Cx и эквивалентная проводимость Gx конденсатора вычисляются по формулам
Для вывода этих формул на чертеже представлена схема использованного в изобретении резонансного контура, возмущаемого синусоидальным напряжением, по методу комплексных амплитуд представленного как обычно также представлен и входной ток здесь комплексные амплитуды входных напряжения и тока, φ и ψ -соответствующие начальные фазы. В общем случае входное сопротивление
но при фазовом резонансе выполняется условие φ = ψ, при этом сопротивление является действительным
По методу комплексных амплитуд легко находится входное сопротивление контура
На частоте фазового резонанса мнимая часть комплексного сопротивления равна нулю, т.е.,
тогда входное сопротивление является чисто активным и равно
Составив из (2) и (3) систему уравнений и разрешив ее относительно Cx и Gx получим соотношения (1).
Для вывода этих формул на чертеже представлена схема использованного в изобретении резонансного контура, возмущаемого синусоидальным напряжением, по методу комплексных амплитуд представленного как обычно также представлен и входной ток здесь комплексные амплитуды входных напряжения и тока, φ и ψ -соответствующие начальные фазы. В общем случае входное сопротивление
но при фазовом резонансе выполняется условие φ = ψ, при этом сопротивление является действительным
По методу комплексных амплитуд легко находится входное сопротивление контура
На частоте фазового резонанса мнимая часть комплексного сопротивления равна нулю, т.е.,
тогда входное сопротивление является чисто активным и равно
Составив из (2) и (3) систему уравнений и разрешив ее относительно Cx и Gx получим соотношения (1).
Claims (1)
- Способ измерения емкости и потерь конденсатора, заключающийся в том, что к контуру, состоящему из последовательно соединенных измеряемого конденсатора и заранее известных индуктивности и активного сопротивления, подключают перестраиваемый генератор синусоидального напряжения, отличающийся тем, что входное напряжение контура и напряжение, пропорциональное входному току, снимаемое с сопротивления, подают на фазометр, изменяют частоту генератора до тех пор, пока фазометр не покажет сдвиг фаз, равный нулю, при этом круговая частота генератора есть частота фазового резонанса контура, измеряют амплитуду входного напряжения и входного тока, а искомые емкость Cx и активную проводимость Gx вычисляют по формулам
CX = L/(ω
GX = (Um/Im-R)/ω
где L - индуктивность контура;
R - последовательное с индуктивностью активное сопротивление контура;
ωФ - частота фазового резонанса;
Um - амплитуда входного напряжения контура;
Im - амплитуда входного тока контура.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98102422A RU2137146C1 (ru) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | Способ измерения емкости с потерями |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98102422A RU2137146C1 (ru) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | Способ измерения емкости с потерями |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2137146C1 true RU2137146C1 (ru) | 1999-09-10 |
Family
ID=20202120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98102422A RU2137146C1 (ru) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | Способ измерения емкости с потерями |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2137146C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD2248C2 (ru) * | 2001-12-14 | 2004-02-29 | Виталие НАСТАС | Устройство для измерения составляющих импеданса |
-
1998
- 1998-02-13 RU RU98102422A patent/RU2137146C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD2248C2 (ru) * | 2001-12-14 | 2004-02-29 | Виталие НАСТАС | Устройство для измерения составляющих импеданса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108445397B (zh) | 绝缘检测电路的参数选取方法和装置、存储介质 | |
KR20130119871A (ko) | 전지 직류 저항 평가 시스템 | |
CN101084432A (zh) | 识别尤其是香烟、棉花、或其它纤维产品中杂质的测量设备和方法 | |
RU2137146C1 (ru) | Способ измерения емкости с потерями | |
CN105974278B (zh) | 基于正弦拟合的低频混合激励下油隙复电容加速测试方法 | |
US9121878B2 (en) | Method for contactless determination of electrical potential using oscillating electrode, and device | |
JP4500451B2 (ja) | 容量測定システムのための測定方法 | |
US4777430A (en) | Circuit for determining the effective series resistance and Q-factor of capacitors | |
US10866133B2 (en) | Capacitive limit level switch | |
RU2797152C1 (ru) | Способ измерения индуктивности и собственного сопротивления | |
SU1262421A2 (ru) | Способ измерени локальной плотности поверхностного зар да | |
RU2796912C1 (ru) | Способ измерения параметров конденсатора | |
RU2796912C9 (ru) | Способ измерения параметров конденсатора | |
SU1597777A1 (ru) | Устройство дл измерени тангенса угла диэлектрических потерь и определени относительной диэлектрической проницаемости | |
JP2871505B2 (ja) | インピーダンス測定方法 | |
RU2499234C1 (ru) | Способ контроля добротности пьезорезонаторов и устройство для его осуществления | |
CN115792346B (zh) | 基于微波移频法的交流电测算方法及量子电流互感器 | |
SU600480A1 (ru) | Измеритель группового времени запаздывани четырехполюсников | |
JP4387093B2 (ja) | 電池評価装置 | |
RU2008690C1 (ru) | Способ измерения электрической емкости и индуктивности | |
RU2433416C1 (ru) | Способ измерения параметров жидких электролитов и диэлектриков | |
RU2215296C2 (ru) | Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь | |
CN114705918A (zh) | 一种用于测量介电常数的双边缘检测谐振电路 | |
SU428239A1 (ru) | Способ измерения неэлектрических параметров | |
CN110274629A (zh) | 一种多功能集成式无线传感器组件及检测方法 |