RU2796912C1 - Method of measurement of capacitor parameters - Google Patents

Method of measurement of capacitor parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2796912C1
RU2796912C1 RU2022129570A RU2022129570A RU2796912C1 RU 2796912 C1 RU2796912 C1 RU 2796912C1 RU 2022129570 A RU2022129570 A RU 2022129570A RU 2022129570 A RU2022129570 A RU 2022129570A RU 2796912 C1 RU2796912 C1 RU 2796912C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
voltage
max
calibration resistor
resistance
Prior art date
Application number
RU2022129570A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2796912C9 (en
Inventor
Виктор Федорович Шалашов
Сергей Викторович Разживин
Юрий Иванович Яресько
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Минимакс-94"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Минимакс-94" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Минимакс-94"
Publication of RU2796912C1 publication Critical patent/RU2796912C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2796912C9 publication Critical patent/RU2796912C9/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metrology.
SUBSTANCE: invention is related to a method for measuring capacitor parameters. A method for measuring the parameters of a capacitor, including applying voltage to the capacitor, measuring the voltage and determining the parameters. Voltage is applied to the capacitor by closing the key for a fixed time at two values of the calibration resistor, registering the voltage and power in the of oscillograms, identifying the moment of extremum time T0max and T1max on the oscillograms corresponding to the maximum power for the first and second values of the calibration resistor, the capacitance C and the loss resistance R of the capacitor are determined by the formula C = (-T1 max + T0 max)/(ln(2) (R0 – R1)), R = (R0T1 max – R1T0 max)/(-T1 max +T0 max), where R0 is the resistance of the first calibration resistor, R1 is the resistance of the second calibration resistor.
EFFECT: measurement of capacitor loss resistance.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров конденсатора в эквивалентной схеме замещения конденсатора. В данном случае рассматривается измерение сопротивление потерь и емкость конденсатора. В частности, может быть использовано в метеорологии для оценки зарядов в атмосфере.The invention relates to measuring technology and can be used to measure the parameters of a capacitor in the equivalent circuit of a capacitor. In this case, the measurement of the loss resistance and capacitance of the capacitor is considered. In particular, it can be used in meteorology to estimate charges in the atmosphere.

Известен способ дистанционного измерения емкости на высоких частотах с определением резонансной частоты высокочастотного резонанса, в котором использована колебательная система, выполненная в виде линии с распределенными параметрами определение емкости (см. патент RU №2168730 МПК G01R 27/26 (2006.01)).A known method for remote measurement of capacitance at high frequencies with the determination of the resonant frequency of high-frequency resonance, which uses an oscillatory system made in the form of a line with distributed parameters, capacitance determination (see patent RU No. 2168730 IPC G01R 27/26 (2006.01)).

Недостатком указанного способа является то, что невозможно определить сопротивление потерь конденсатора, а можно определить только емкость.The disadvantage of this method is that it is impossible to determine the loss resistance of the capacitor, but only the capacitance can be determined.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ измерения параметров конденсатора, включающим подачу напряжения на конденсатор, измерение напряжения и определение параметров (см. патент RU 2503020 опубл.: 27.12.2013 МПК G01R 27/00 (2006.01).Closest to the present invention is a method for measuring the parameters of a capacitor, including applying voltage to the capacitor, measuring the voltage and determining the parameters (see patent RU 2503020 publ.: 27.12.2013 IPC G01R 27/00 (2006.01).

В соответствии с этим способом возможно измерение активного сопротивления конденсатора, который параллелен емкости. Поэтому, недостатком указанного способа является невозможность определить сопротивление потерь, которое в эквивалентной схеме конденсатора включено последовательно емкости.According to this method, it is possible to measure the active resistance of a capacitor that is parallel to the capacitance. Therefore, the disadvantage of this method is the inability to determine the loss resistance, which in the equivalent circuit of the capacitor is connected in series with the capacitance.

Техническим результатом является измерение сопротивление потерь конденсатора.The technical result is the measurement of the loss resistance of the capacitor.

Технический результат достигается за счет того, что в способе измерения параметров конденсатора, включающим подачу напряжения на конденсатор, измерение напряжения и определение параметров, напряжение на конденсатор подают путем замыкания ключа на фиксированное время при двух значениях калибровочного резистора, фиксацию напряжения и мощности в виде осциллограмм, определение на осциллограммах момента экстремума времени T0max и T1max, соответствующему максимальной мощности для первого и второго значений калибровочного резистора, при этом емкость С и сопротивление потерь R конденсатора определяются по формулеThe technical result is achieved due to the fact that in the method of measuring the parameters of the capacitor, including applying voltage to the capacitor, measuring the voltage and determining the parameters, voltage is applied to the capacitor by closing the key for a fixed time at two values of the calibration resistor, fixing the voltage and power in the form of oscillograms, determination on the oscillograms of the moment of the extremum of time T0max and T1max, corresponding to the maximum power for the first and second values of the calibration resistor, while the capacitance C and the loss resistance R of the capacitor are determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R0 - сопротивление первого калибровочного резистора, R1 - сопротивление второго калибровочного резистора.where R0 is the resistance of the first calibration resistor, R1 is the resistance of the second calibration resistor.

На фиг. 1 показана эквивалентная схема замещения конденсатора. Согласно схеме, конденсатор представлен в виде эквивалентной схемы из последовательно соединенных емкости 1 и сопротивления потерь конденсатора 2.In FIG. 1 shows the equivalent circuit of a capacitor. According to the diagram, the capacitor is presented as an equivalent circuit of capacitance 1 and loss resistance of capacitor 2 connected in series.

На фиг. 2 показана схема включения конденсатора 3 для определения параметров, то есть измерение емкости 1 и сопротивления потерь конденсатора 2. К первому выводу 4 конденсатора 3 параллельно подключены первый калибровочные резистор 5 и второй калибровочный резистор 6. Первый калибровочный резистор 5 и второй калибровочный резистор 6 выполнены с возможностью подачи напряжения конденсатор 3 через ключ 7.In FIG. 2 shows the connection diagram of the capacitor 3 for determining the parameters, that is, measuring the capacitance 1 and the loss resistance of the capacitor 2. The first calibration resistor 5 and the second calibration resistor 6 are connected in parallel to the first terminal 4 of the capacitor 3. The first calibration resistor 5 and the second calibration resistor 6 are made with the possibility of supplying voltage to the capacitor 3 through the key 7.

Ко второму выводу 8 конденсатора 3 последовательно подключен ключ 9 с замыканием на землю. Напряжение на конденсатор 3 подают путем замыкания ключа 9 на фиксированное время либо через первый калибровочный резистор 5 или через второй калибровочный резистор 6.To the second terminal 8 of the capacitor 3, a key 9 is connected in series with a ground fault. The voltage is applied to the capacitor 3 by closing the key 9 for a fixed time either through the first calibration resistor 5 or through the second calibration resistor 6.

При подачи напряжения через первый калибровочный резистор 5, напряжение в точке 10 будет u[0](t), а через второй калибровочный резистор 6, напряжения в точке 11 будет u[1](t) Эти два варианта описываются дифференциальными уравнениями (1) и (2).When applying voltage through the first calibration resistor 5, the voltage at point 10 will be u[0](t), and through the second calibration resistor 6, the voltage at point 11 will be u[1](t) These two options are described by differential equations (1) and 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

где J(t) - ток, R0 - сопротивление первого калибровочного резистора, R1 - сопротивление второго калибровочного резистора, С - емкость, R - сопротивление потерь конденсатора 3, U0 - напряжение источника питания.where J(t) is the current, R0 is the resistance of the first calibration resistor, R1 is the resistance of the second calibration resistor, C is the capacitance, R is the loss resistance of capacitor 3, U0 is the power supply voltage.

Предложенный способ основан на решении обратной задачи для дифференциального уравнения (1) или (2). Решение обратной задачи означает, что при известных осциллограммах тока и напряжения, вычисляются неизвестные коэффициенты С и R.The proposed method is based on solving the inverse problem for the differential equation (1) or (2). The solution of the inverse problem means that with known current and voltage oscillograms, unknown coefficients C and R are calculated.

На фиг. 3 показано осциллограммы напряжения 12 и осциллограммы тока 13 для случая первого калибровочного резистора 5 и осциллограммы напряжения 14 и осциллограммы тока 15 для случая второго калибровочного резистора 6.In FIG. 3 shows voltage waveforms 12 and current waveforms 13 for the case of the first calibration resistor 5 and voltage waveforms 14 and current waveforms 15 for the case of the second calibration resistor 6.

Решение обратной задачи заключено в том, что исходя из данных осциллограмм напряжения 12 и 14 и осциллограмм тока 13 и 15 определяются емкость 1 и сопротивление потерь конденсатора 2. Для этого (смотри фиг. 4) необходимо определить экстремумы мощности осциллограмм 16 и 17 в цепи калибровочных резисторов 5 и 6. Моменты времени T0max и T1max, соответствующие экстремуму мощности обозначены позициями 18 и 19.The solution of the inverse problem lies in the fact that, based on the data of voltage oscillograms 12 and 14 and current oscillograms 13 and 15, the capacitance 1 and the loss resistance of the capacitor 2 are determined. resistors 5 and 6. The times T0max and T1max corresponding to the power extremum are indicated by positions 18 and 19.

Из T0max = ln(2) CR + ln(2) CRO решений уравнений (1) и (2) можно аналитически определить моменты экстремума времени T0max и T1max соответствующие формулам (3) и (4).From T0 max = ln(2) CR + ln(2) CRO of solutions of equations (1) and (2), one can analytically determine the moments of extremum time T0max and T1max corresponding to formulas (3) and (4).

Figure 00000003
Figure 00000003

Решение системы уравнений (3) и (4) позволяет получить емкость С и сопротивление потерь R, формула (5)The solution of the system of equations (3) and (4) makes it possible to obtain the capacitance C and the loss resistance R, formula (5)

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (3)

Способ измерения параметров конденсатора, включающий подачу напряжения на конденсатор, измерение напряжения и определение параметров, отличающийся тем, что напряжение на конденсатор подают путем замыкания ключа на фиксированное время при двух значениях калибровочного резистора, фиксацию напряжения и мощности в виде осциллограмм, определение на осциллограммах момента экстремума времени Т0max и T1max, соответствующему максимальной мощности для первого и второго значений калибровочного резистора, при этом емкость С и сопротивление потерь R конденсатора определяются по формулеA method for measuring the parameters of a capacitor, including applying voltage to the capacitor, measuring the voltage and determining the parameters, characterized in that the voltage is applied to the capacitor by closing the key for a fixed time at two values of the calibration resistor, fixing the voltage and power in the form of oscillograms, determining the extremum moment on the oscillograms time T0 max and T1 max , corresponding to the maximum power for the first and second values of the calibration resistor, while the capacitance C and the loss resistance R of the capacitor are determined by the formula
Figure 00000005
,
Figure 00000005
, где R0 - сопротивление первого калибровочного резистора, R1 - сопротивление второго калибровочного резистора.where R0 is the resistance of the first calibration resistor, R1 is the resistance of the second calibration resistor.
RU2022129570A 2022-11-15 Method of measurement of capacitor parameters RU2796912C9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2796912C1 true RU2796912C1 (en) 2023-05-29
RU2796912C9 RU2796912C9 (en) 2023-07-24

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1267288A1 (en) * 1985-01-02 1986-10-30 Предприятие П/Я В-2322 Device for checking electric parameters of multicomponent variable resistor
US4716361A (en) * 1984-11-05 1987-12-29 John Fluke Mfg. Co., Inc. Capacitance measuring method and apparatus
SU1580288A1 (en) * 1987-07-13 1990-07-23 Киевский технологический институт легкой промышленности Method of determining impedance of two-terminal network
SU1652940A1 (en) * 1987-12-27 1991-05-30 Предприятие П/Я А-3667 Method of resistance measurement in resistors
RU166017U1 (en) * 2016-02-11 2016-11-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF INSULATION IN ELECTRIC NETWORKS WITH INSULATED NEUTRAL
US11243237B2 (en) * 2017-07-31 2022-02-08 Sciosense B.V. Method for determining an electrical parameter and measurement arrangement for determining an electrical parameter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716361A (en) * 1984-11-05 1987-12-29 John Fluke Mfg. Co., Inc. Capacitance measuring method and apparatus
SU1267288A1 (en) * 1985-01-02 1986-10-30 Предприятие П/Я В-2322 Device for checking electric parameters of multicomponent variable resistor
SU1580288A1 (en) * 1987-07-13 1990-07-23 Киевский технологический институт легкой промышленности Method of determining impedance of two-terminal network
SU1652940A1 (en) * 1987-12-27 1991-05-30 Предприятие П/Я А-3667 Method of resistance measurement in resistors
RU166017U1 (en) * 2016-02-11 2016-11-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF INSULATION IN ELECTRIC NETWORKS WITH INSULATED NEUTRAL
US11243237B2 (en) * 2017-07-31 2022-02-08 Sciosense B.V. Method for determining an electrical parameter and measurement arrangement for determining an electrical parameter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9507006B2 (en) Method for calibrating a current transducer of the rogowski type
KR20130119871A (en) Cell direct-current resistance evaluation system
EP2024755B1 (en) A method for determining the linear electrical response of a transformer, generator or electrical motor
RU2796912C1 (en) Method of measurement of capacitor parameters
RU2796912C9 (en) Method of measurement of capacitor parameters
JPH0720172A (en) Measuring apparatus for circuit constant and material characteristics
US20050075076A1 (en) Method and apparatus for measuring impedance of electrical component under high interference conditions
JP2003004780A (en) Method and apparatus for estimation of impedance parameter
RU2797152C1 (en) Method for measuring inductance and self-resistance
RU2240571C1 (en) Device for controlling technical condition of transformer windings
JP2871505B2 (en) Impedance measurement method
Reynolds et al. DC insulation analysis: A new and better method
Giordano et al. Stray Parameter Evaluation of Voltage Transformers for PQ Measurement in MV Applications
RU2137146C1 (en) Capacitance and loss measurement technique
RU2739386C2 (en) Method for determination of insulation resistance reduction point
Barth et al. Improving CDM measurements with frequency domain specifications
JP2006250743A (en) METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING IMPEDANCE OF pi-TYPE IMPEDANCE NETWORK
RU2289143C2 (en) Method of combined testing of three-phase winding of electrical machine
Haag Dc biased equivalent series resistance measurement and loss estimation in ferro electric ceramic capacitors
JP2871506B2 (en) Impedance measurement method
JP3068508U (en) Measuring jig for crystal resonator with load capacity
Su Non-contact Voltage Measurement System for Low-Voltage Power-Line
SU785818A1 (en) Method of measuring dynamic magnetic field non-uniformity
Simjanoski et al. 176. DEFINITION OF PULSE SIGNAL PARAMETERS AND THE PROCESS OF MEASURMENT WITH EXPERIMENTAL VERIFICATION AND SIMULATION IN MATLAB
Masuda et al. Method of Estimating Calibration Accuracy for Capacitive Voltage Probe