SU1318920A1 - Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors - Google Patents

Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors Download PDF

Info

Publication number
SU1318920A1
SU1318920A1 SU864000337A SU4000337A SU1318920A1 SU 1318920 A1 SU1318920 A1 SU 1318920A1 SU 864000337 A SU864000337 A SU 864000337A SU 4000337 A SU4000337 A SU 4000337A SU 1318920 A1 SU1318920 A1 SU 1318920A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bridge
capacitors
output
diagonal
measuring
Prior art date
Application number
SU864000337A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рувим Григорьевич Файнгольд
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4816
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 Предприятие П/Я Г-4816 filed Critical Предприятие П/Я Г-4816
Priority to SU864000337A priority Critical patent/SU1318920A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1318920A1 publication Critical patent/SU1318920A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано в приборах дл  точного измерени  емкости конденсаторов.The invention relates to the field of measurement technology and can be used in instruments for accurately measuring the capacitance of capacitors.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  емкости и тангенса угла потерь конденсаторов с помощью автотрансформаторной мостовой схемы за счет осуществлени  ее автономной калибровки.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy of capacitance and loss tangent of capacitors using an autotransformer bridge circuit by performing its autonomous calibration.

На чертеже представлена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит генератор 1 с кварцевой стабилизацией частоты, соединенный с диагональю питани  моста, автотрансформаторные плечи 2 отношени , индикатор 3, включенный измерительную диагональ моста, набо конденсаторов 4.1-4.4 ( в плече сравнени , определ ющий измерительный поддиапазон, ключи 5.1-5. обеспечивающие выбор соответствующего измерительного поддиапазона, клеммы 6 дл  подключени  измер емог объекта (С), дополнительный набор конденсаторов 7.1-7.3 с емкост ми кз образцовые резисторы 8 и 9 (R 1, R 2), операционный усилитель 10, в обратную св зь которого через соответствующее ключи 11.1-11.10 подсоедин ютс  образцовые резисторы 8 и 9 и конденсаторы из дополнительного набора конденсаторов, при этом ключи 1.1-11.10 обеспечивают подключение элементов схемы в процессе автономной калибровки.The device contains a generator with quartz frequency stabilization, connected to the diagonal of the bridge power supply, autotransformer shoulders 2 ratios, indicator 3, included measuring diagonal of the bridge, set of capacitors 4.1-4.4 (in the reference arm, determining the measuring subrange, keys 5.1-5. corresponding measuring subrange, terminals 6 for connecting the measurement of the capacitive object (C), an additional set of capacitors 7.1-7.3 with capacitors kz exemplary resistors 8 and 9 (R 1, R 2), operational amplifier 10, in reverse which communicates through the respective keys are coupled 11.1-11.10 exemplary resistors 8 and 9 and the capacitors of the additional set of capacitors, wherein the keys 1.1-11.10 provide connection circuit elements during the battery gauge.

Необходима  коррекци  погрешности моста при его калибровке может осуществл тьс  либо подстройкой емкости (Сд,-Ср) конденсат.оров 4.1-4.4, либо подстройкой автотранс форматорных плеч 2 отношени , либо (в случае использовани  микропроцессорной техники) путем внесени  соответствующих поправок в результат измерени .:The necessary error correction of the bridge during its calibration can be carried out either by adjusting the capacitance (Cd, Cp) of condensates 4.1-4.4, or adjusting the autotransformer ratio 2 arms, or (in the case of using microprocessor technology) by making appropriate corrections to the measurement result. :

Калибровка может производитьс  как вручную, так и.автоматически.Calibration can be done both manually and automatically.

Калибровка осуществл етс  следую- 1чим образом.Calibration is carried out as follows.

Отключают измер емый объект и замыкают ключи 11.5 и 11.6. При этом вместо измер емого объекта включаетс  конденсатор 7.3 ().Disable the measured object and close the keys 11.5 and 11.6. In this case, instead of the measured object, a capacitor 7.3 () is turned on.

Включаетс  измерительный поддиапазон с помощью конденсаторов 4.1-4.4, соответствующий измерениюThe measuring sub-range is switched on with the help of capacitors 4.1-4.4, corresponding to the measurement

емкости CLCL capacity

Емкость С „, целесообразно выбрать соответствующей какому-либо среднему поддиапазону, например Ср ( -Cgj ). Далее производ т уравновешивание моста. При этом получаетс  отсчет PI, соответствующий соотношениюCapacity С „, it is advisable to choose the appropriate middle range, for example Ср (-Cgj). Next, the bridge is balanced. This results in a PI count corresponding to

Р1 P1

КЗ KZ

(1)(one)

0202

Затем ключи 11.5 и 11.6 размыкаютс , замыкаютс  ключи 11.7-11.10 и производитс  уравновешивание моста на том же измерительном поддиапазоне .The keys 11.5 and 11.6 are then opened, the keys are closed 11.7-11.10, and the bridge is balanced on the same measuring subband.

Пренебрега  статической ошибкой (которую можно уменьшить до малой величины применением операционного усилител  10 с достаточно большим коэффициентом усилени , либо применение итерационной коррекции погрешности ) , получаем отсчетNeglecting a static error (which can be reduced to a small value by using an operational amplifier 10 with a sufficiently large gain factor, or using an iterative error correction), we get a count

1one

u;iRlR2 u; iRlR2

(2)(2)

где U) - частота измерительного напр жени .where U) is the frequency of the measuring voltage.

На основании выражений (1) и (2) получаем соотношение, позвол ющее- определить емкость конденсатора СOn the basis of expressions (1) and (2), we obtain the relation that allows us to determine the capacitance of the capacitor C

С -1. ,|7 i .C -1. , | 7 i.

°i w I P1P2 R1R2 ° i w I P1P2 R1R2

Погрещность определени  С определ етс  погрешностью частоты измерительного напр жени  и резисторов 8 (R1) и 9(R2), значени  которых благодар  использованию кварцевойThe error in determining C is determined by the error of the frequency of the measuring voltage and resistors 8 (R1) and 9 (R2), the values of which are due to the use of quartz

стабилизации частоты генератора и высокостабильных образцах резисторов могут быть определены на стадии изготовлени  прибора с погрешностью, на превышающей тыс чные до процента.Stabilization of the generator frequency and highly stable samples of resistors can be determined at the manufacturing stage of the device with an error of more than one thousand to one percent.

Это значение емкости может быть использовано дл  ее подстройки либо дл  подстройки Плеч отношени  (если такие регулировки имеютс ), либо л  внесени  поправок в результатThis capacitance value can be used to adjust it, or to adjust the leverage ratio (if any), or to correct the result.

измерени  в случае использовани  микропроцессора.measurements in the case of a microprocessor.

Дальнейшую калибровку моста осуествл ют следующим образом.Further calibration of the bridge is performed as follows.

Из выра кени  () определ ют фактическое значение емкости С i Затем размыкаютс  ключи 11.7-11.10, снова замыкаютс  ключи 11.5-11.6 и ключаетс  следующий измерительный оддиапазон Соз( Соа).From the expression (), the actual value of capacitance C i is determined. Then the keys 11.7–11.10 open, the keys 11.5–11.6 close again, and the next measuring band Co (Coa) is switched on.

Производитс  уравновешивание моста и получаетс  отсчет РЗ.The bridge is balanced and the RH count is obtained.

На основании отсчета РЗ рассчитываетс  фактическое значение емкостиBased on the RP reference, the actual value of the capacitance is calculated.

С.ЗSz

С, WITH,

рз rz

и производитс  подстройка моста либо запоминаетс  поправка дл  зтого измерительного поддиапазона,and the bridge is adjusted or a correction is remembered for this measurement subband,

Затем размыкаютс  ключи 11.5 и 11.6 и включаютс  ключи 11.3 и 11.4. При этом в измерительное плечо моста включаетс  емкость . Производитс  уравновешивание моста и определ етс  с учетом определенного ранее фактического значени  емкости. С значение емкости СThe keys 11.5 and 11.6 are then opened and the keys 11.3 and 11.4 are turned on. A capacitance is included in the measuring arm of the bridge. The balancing of the bridge is made and is determined taking into account the previously determined actual value of the capacitance. C value of capacitance C

С,Р4С„.C, P4C „.

Затем включаетс  поддиапазон С и после уравновешивани  моста определ етс  значение емкости Со4Sub-band C is then turned on, and after equilibrating the bridge, the value of Co4 is determined.

С. С„C. S „

КTO

-рз-rz

Аналогичным образом производитс  калиёровка моста и в сторону младших измерительных поддиапазонов.The bridge is calibrated in the same way to the lower measuring subranges.

Благодар  системе автономной калибровки устройство в диапазоне емкостей lOpF - .IMF обеспечивает погрешность измерени  не более 0,02%.Thanks to the autonomous calibration system, the device in the lOpF - .IMF capacitance range provides a measurement error of no more than 0.02%.

Таким образом, технико-экономическое преимущество предлагаемого технического решени  по сравнению с известным состоит в повышении точности измерени  не менее чем в 5 раз.Thus, the technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known one consists in increasing the measurement accuracy by no less than 5 times.

Формула-из обретени Formula-from gain

Claims (3)

1. Мост дл  измерени  емкости и тангенса угла потерь конденсаторов, содержащий регулируемые автотрансформаторные плечи отношени , набор конденсаторов в плече сравнени , число которых равно числу измерительных поддиапазонов, причем первые выводы всех конденсаторов лерез соответствующие первые ключи соединены с первой вершиной диагонали питани 1. A bridge for measuring capacitance and loss tangent of capacitors, containing adjustable autotransformer ratio arms, a set of capacitors in the reference arm, the number of which is equal to the number of measurement subranges, with the first terminals of all lerez capacitors corresponding first keys connected to the first top of the power diagonal ВНИИПИ Заказ 2505/38 Тираж 730 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , ДVNIIPI Order 2505/38 Circulation 730 Subscription Proizv.-poly. pr-tie, Uzhgorod, st. Design, D моста, а вторые выводы всех конденсаторов через соответствующие вторые ключи соединены с первой вершиной измерительной диагонали моста, втора  вершина которой соединена с общей щиной, клеммы дл  подключени  объекта измерени  в другом плече сравнени , генератор, подключенный к диагонали питани  моста, индикатор,the bridge, and the second terminals of all capacitors are connected to the first vertex of the measuring diagonal of the bridge, the second vertex of which is connected to the common terminal, through the corresponding second keys, terminals for connecting the measurement object in the other arm of the comparison, the generator connected to the diagonal of the bridge power supply, the indicator, подключенный к измерительной диагонали моста, отличаю тем,что, с целью повьшзени  точности измерени , в него введен операционный усилитель, два образцовых резистора , дополнительный набор конденсаторов , третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой и восьмой ключи, при этом выводы каждого конденсатора из дополнительного набора конденсаторов через соответствующие третьи и четвертые ключи соединены с второй вершиной диагонали питани  моста и первой вершиной измерительной диагонали моста соответственно, первыйconnected to the measuring diagonal of the bridge, distinguished by the fact that, in order to improve measurement accuracy, an operational amplifier, two model resistors, an additional set of capacitors, the third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth keys are inserted into it, with the outputs of each capacitor from the additional set of capacitors through the corresponding third and fourth keys are connected to the second vertex of the diagonal of the power bridge and the first vertex of the measuring diagonal of the bridge, respectively, the first вывод первого образцового резистора через п тый ключ подсоединен к второй вершине диагонали питани  моста, а второй вывод - к инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, второй вывод первого резистора через шестой ключ соединен с первым выводом одного из конденсаторов дополнительного набораthe output of the first reference resistor is connected via the fifth switch to the second vertex of the bridge diagonal; the second output to the inverting input of the operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the common bus; the second output of the first resistor is connected to the first output of one of the additional set capacitors конденсаторов, второй вывод которого через седьмой ключ подключен к выходу операционного усилител  и к первому выводу второго образцового резистора, второй вывод которогоcapacitors, the second output of which is connected via the seventh switch to the output of the operational amplifier and to the first output of the second reference resistor, the second output of which через восьмой ключ подключен к первой вершине Измерительной диагонали моста.through the eighth key is connected to the first vertex of the measuring diagonal of the bridge. 2. Мост по п. 1, отличающийс  тем, что емкость конденсаторов дополнительного набора конденсаторов соответствует верхнему пределу измерени  п-1 младших измерительных поддиапазонов, где п-числр измерительных поддиапазонов.2. Bridge according to claim 1, characterized in that the capacitance of the capacitors of the additional set of capacitors corresponds to the upper limit of the measurement of n-1 junior measuring subranges, where n is the number of measuring subranges. 3. Мост по п. 1,отличаю- щ и и с   тем, что генератор выпол- нен с кварцевой стабилизацией частоты .3. The bridge according to claim 1 is different from the fact that the generator is made with quartz frequency stabilization.
SU864000337A 1986-01-02 1986-01-02 Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors SU1318920A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864000337A SU1318920A1 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864000337A SU1318920A1 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1318920A1 true SU1318920A1 (en) 1987-06-23

Family

ID=21213751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864000337A SU1318920A1 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1318920A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №488149, кл. G 01 R 17/12, 1973. Авторское свидетельство СССР К 480022, кл. G 01 R 17/10, 1971. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900702375A (en) Circuits and methods for adjusting solid state meters
JPH03237347A (en) High-precision parameter-value measuring device and manufacture thereof
US4841228A (en) Apparatus for indicating the resistive characteristic of a capacitor
SU1318920A1 (en) Bridge for measuring capacitance and tangent of loss angle of capacitors
CN112152621A (en) Multi-channel high-precision AD acquisition correction circuit and rapid correction method thereof
US3179880A (en) Impedance measuring apparatus
US3443215A (en) Impedance measuring bridge with voltage divider providing constant source impedance to bridge
US3236091A (en) Apparatus for testing capacitance type fluid level sensing equipment
Ferguson et al. The measurement of capacitance in terms of resistance and frequency
CN216013480U (en) Voltage measurement chip and voltage measurement circuit
JPH04276561A (en) Frequency-characteristic calibrating apparatus
CN220401717U (en) Adjustable amplifier structure
RU2080609C1 (en) Method for determining complex impedance of two-pole network in frequency band
SU1206718A1 (en) Bridge for measuring components of complex admitance
CN113050016B (en) Four-terminal method compensation capacitance simulator
JP2002090394A (en) Voltage measurement circuit and its calibration method
CN219738060U (en) uA level high-precision constant current source system
CN212364401U (en) Resistance sensor measuring circuit for measuring weak signal
GB1604848A (en) Ac circuits including variable resistance devices
SU789717A1 (en) Apparatus for conductometric measurements
JPS5829443B2 (en) Hizumi Soku Teiki
JPS5912562Y2 (en) Calibration circuit for strain measurement
JPS6124922Y2 (en)
SU1739212A2 (en) Temperature measuring device
Proctor et al. A radio-frequency capacitance and conductance bridge