SU1691780A1 - Способ определени удельной емкости фольги - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  определени  удельной емкости фольги при изготовлении электролитических конденсаторов. Цель изобретени  - повышение точности измерений - достигаетс  путем изменени  в известное число раз площади поверхности измерительного электрода, сохран   его площадь и плотность тока до и после коммутации посто нными. Фольгу 16 помещают в электролит 17 симметрично между двум  измерительными электродами 3,4, окруженными охранными электродами 7, подключают фольгу 16 и измерительные электроды 3, 4 к измерительному прибору 18, измер ют емкость образованного конденсатора, измен ют площадь поверхности измерительных электродов, сохран   посто нной их площадь , поддерживают равными плотности тока через измерительные и охранные электроды , провод т второе изменение емкости контрольного конденсатора, по результатам первого и второго измерений емкости вычисл ют составл ющие емкости контрольного конденсатора и удельную емкость фольги. 1 ил. со

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике в конденсаторост- роении и может быть использовано дл  определени  удельной емкости фольги, идущей на изготовление электролитических конденсаторов.

Цель изобретени  состоит в повышении точности измерени  удельной емкости фольги путем измерени  емкости измерительных электродов непосредственно при измерении удельной емкости фольги и учета ее при определении удельной емкости измер емой фольги.

На чертеже представлено устройство, реализующее данный способ.

Способ реализуетс  следующим образом .

По обе стороны фольги, наход щейс  в электролите, симметрично располагают два измерительных электрода и окружающие их охранные электроды в одной плоскости с измерительными электродами. При этом образуют контрольный конденсатор, параметры которого измер ютс , дл  чего измерительные электроды подключают к одной клемме измерительного прибора, а фольгу - к другой, охранные электроды подключают к выходу схемы балансировки потенциала , вход которой подключают к измерительным электродам. Охранные электроды служат дл  создани  однородного электрического пол  в зоне измерени  при условии поддержани  на них потенциала во врем  измерени , равного потенциалу измерительных электродов. Провод т перО 4D

00 О

вое измерение емкости контрольного конденсатора , который состоит из двух одинаковых электролитических конденсаторов, образованных фольгой, электролитом и измерительным электродом с одной и с другой стороны фольги, причем каждый из этих конденсаторов состоит из последовательно включенных емкостей двойных слоев на границах фольга - электролит и измерительный электрод-электролит. Поэтому можно записать выражение

2 1 , 1(1)

ние ж

-. - / Л ,

Ьф .э.

где Ci - первое значение измеренной емкости контрольного конденсатора;

Сф-емкость измер емого участка фольги (емкость двойного сло  границы фольга- электролит);

Си.э. - емкость измерительного электрода (емкость двойного сло  границы измери- тельный электрод - электролит).

Затем измен ют площадь поверхности измерительного электрода с одной стороны фольги, причем площадь измерительного электрода сохран ют прежней, а поверхность измерительного электрода распредел ют равномерно внутри этой площади , и совершенно аналогичные операции провод т с измерительным электродом с другой стороны фольги. Провод т второе измерение емкости контрольного конденсатора , причем плотность тока через измерительные электроды поддерживают равной плотности тока через измерительные электроды при первом измерении.

При сообщении электроду некоторого количества электричества прбисходит соответствующее изменение потенциала электрода , что вызывает изменение емкости двойного сло . Сохранение плотности тока через измерительные электроды при втором измерении приводит к тому, что измерительным электродам сообщаетс  такое же, как и при первом измерении, количество электричества, то есть, изменение емкости двойного сло  будет таким же. Поэтому емкость измерительных электродов изменитс  пропорционально изменению площади поверхности измерительных электродов. Равномерное распределение поверхности измерительного электрода по площади измерительного электрода и выравнивание неоднородности электрического пол  приводит к тому, что сохранитс  площадь изме- р емого участка фольги. Изменение площади поверхности измерительных электродов можно проводить в таких пределах, чтобы не нарушалась однородность электрического пол  у поверхности измер емых

участков фольги. Емкость измер емых участков фольги практически останетс  неизменной , хот  плотность тока через них изменитс  пропорционально изменению площади поверхности измерительных электродов , Это объ сн етс  тем, что дл  изготовлени  электролитических конденсаторов примен етс  фольга из вентильных металлов (например, алюмини ), которые всегда покрыты слоем оксида, естественного или искусственного происхождени , причем оксид  вл етс  полупроводниковым материалом, а емкость границы полупроводник-раствор определ етс  непосредственно свойствами и толщиной полупроводникового материала

Поэтому можно записать выражение

2 -JL.4--2-п

- г f .)

С.2 Сф Си э

где С2 - второе значение измеренной емкости контрольного конденсатора;

п - коэффициент изменени  площади поверхности измерительного электрода (п - при уменьшении, 0 хп 1 - при увеличении).

Затем из выражений (1)и (2) определ ют Си э , после чего Сф

1 - п С2 Са

Си э -

г - Ci

Сф -

С2-С1

Си:

(3) (4)

2 Сиэ -Ci Удельную емкость фольги определ ют по известным величинам Сф и площади измерительного электрода

СудФ (5)

где Судф - удельна  емкость фольги;

S - площадь измерительного электрода.

Устройство дл  осуществлени  способа содержит датчик 1, состо щий из диэлектрического основани  2, измерительного электрода , выполненного в виде плоского пакета лент 3 и 4, свернутых спиралью из фольги, изолированных лентами 5 и 6 из диэлектрика, охранного электрода 7, изолированного от измерительного электрода лентой 9, выводов 10 от охранного электрода , 11,12 - от лент измерительного электрода , выведенных через отверсти  13, 14, 15 основани , фольгу 16, электролит 17, измерительный прибор 18, переключатели 19,20, схему 21 балансировки потенциала, контактирующий блок 22. Фольга 16 в электролите 17 помещена симметрично между двум  датчиками 1, выводы 12 которых соединены с первой клеммой измерительного прибора 18, выводы 11 через переключающие контакты переключателей 19 и 20 и их размыкающие контакты соединены с той же клеммой

измерительного прибора 18, а выводы 10 - с выходом схемы 21 балансировки потенциала . Втора  клемма измерительного прибора 18 через контактирующий блок 22 соединена с фольгой 1 б. Вход схемы баланси- ровки потенциала 21 соединен с первой клеммой измерительного прибора 18.

Способ осуществл етс  при помощи этого устройства следующим образом. Исходное положение переключателей 19 и 20 показано на чертеже. Проводитс  первое измерение емкости контрольного конденсатора , затем контакты переключателей 19 и 20 размыкаютс , при этом площадь поверхности измерительных электродов обоих датчиков 1 уменьшаетс  в два раза,Проводитс  второе измерение, причем измерительный прибор 18 регулируют так, чтобы ток через контрольный конденсатор был в два раза меньше, чем при первом измерении. После чего по результатам измерений и из- вестнрй площади измерительного злектро- да датчика: 1 определ етс  удельна  емкость измер емой фольги.

В качестве измерительного прибора 18 может быть применено устройство, представл ющее собой мост переменного тока, в одно плечо которого включаетс  измер емый контрольный конденсатор и, последовательно включенный с ним, прибор, регистрирующий переменный ток; генератор синусоидального напр жени  должен быть с регулировкой амплитуды синусоидального напр жени .

В качестве схемы балансировки потен- циала 21 можно использовать повторитель напр жени .

Использование способа измерени  удельной емкости фольги позвол ет повысить точность измерени  удельной емкости фольги, так как непосредственно по результатам двух измерений можно определить параметры измерительных электродов и учесть приточном определении параметров фольги. Возможность определени  пара-

метров измерительных электродов снижает требовани , предь вл емые к измерительным электродам датчиков, а именно, к величине емкости двойного сло  измерительных электродов.

При известном удельном сопротивлении электролита, в котором провод тс  измерени , и рассто нии между фольгой и измерительными электродами датчиков, можно аналогично измер ть и тангенс угла потерь фольги и измерительных электродов датчиков.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  удельной емкости фольги, при котором помеща  фольгу в электролит симметрично между двум  измерительными электродами и окружающими их охранными электродами, расположенными в одной плоскости с измерительными, и подключа  фольгу и измерительные электроды к измерительному прибору, измер ют емкость образованного контрольного конденсатора , поддерживают во врем  измерени  потенциал охранных электродов равным потенциалу измерительных электродов, о т - личающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, измен ют емкости измерительных электродов путем изменени  площади поверхности измерительного электрода с одной стороны фольги, причем площадь измерительного электрода сохран етс  неизменной, а поверхность измери- тельного электрода распредел етс  равномерно внутри этой площади, и аналогично измен ют площадь поверхности измерительного электрода с другой стороны фольги, провод т второе измерение емкости контрольного конденсатора, причем плотность тока через измерительные электроды поддерживают равной плотности тока через измерительные электроды при первом измерении, а по результатам измерений емкости определ ют составл ющие емкости контрольного конденсатора и удельную емкость фольги.

   11