SU828121A1 - Устройство дл измерени емкостиКОНдЕНСАТОРОВ - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерения комплексных сопротивлений, а точнее измерения емкости конденсаторов, имеющих диэлектрические потери.

Известен мост для измерения емкости 5 конденсаторов, имеющих потери активной электрической энергии в диэлектрике конденсатора [1].

В этом устройстве при измерениях конденсаторов с потерями производят раздель- 10 ное уравновешивание активной и емкостной составляющих с помощью образцовых ма- . газинов сопротивлений и конденсаторов.

Мостовое устройство обладает высокой точностью. Однако процесс уравновешива- 15 ния двух взаимосвязанных переменных величин весьма трудоемок. Это устройство сложно, имеет значительные габариты и энергопотребление, что делает его неприменимым в полевых условиях, где, как пра- 20 вило, не требуется высокой точности, а существенными являются оперативность измерений, удобство эксплуатации и портативность.

Известно также устройство для измере- 25 ния емкости конденсаторов с большими потерями, содержащее генератор прямоугольного импульсного напряжения, нагруженный на емкостно-резистивный делитель, образованный измеряемым конденсатором и 30 образцовым конденсатором, параллельно которому подключен образцовый резистор, к выходу делителя подключается регистрирующий прибор [2]. Работа этого устройства основана на измерении коэффициента деления делителя при равенстве собственной постоянной времени измеряемого конденсатора и постоянной времени соединенных параллельно образцового конденсатора и образцового сопротивления. Причем уравновешивание делителя определяется по отсутствию искажения импульсов напряжения, снимаемого со средней точки делителя и регистрируется осцилографом.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения точности уравновешивания.

Это достигается тем, что в устройство’ для измерения емкости конденсаторов, содержащее генератор, емкостно-омический делитель и регистрирующий прибор, подключенный к выходу делителя, дополнительно введены второй генератор и управляемый коммутатор, входы которого соединены с выходами генераторов, а выход нагружен на емкостно-омический делитель.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит генераторы 1 и 2 синусоидального напряжения частот ωι и ©₂, управляемый коммутатор 3, состоящий из двух аналоговых ключей 4 и 5 и мультивибратора 6, управляющего работой ключей, емкостно-омический делитель 7, образованный измеряемым конденсатором, имеющим емкость С_Л. и сопротивление потерь R_n, и параллельно соединенными образцовым конденсатором с емкостью С_эт и образцовым резистором R_3T, и регистрирующий прибор, в качестве которого можно ¹⁰ использовать, например, селективный милливольтметр.

Устройство работает следующим образом. Первоначально регистрирующий прибор настраивается на частоту коммутации, 15 задаваемую мультивибратором 6 и далее по минимуму показаний измерительного прибора изменением величины сопротивления эталонного резистора (или емкости эталонного конденсатора) производится уравнове- 20 шивание делителя, т. е. устанавливается равенство 7?пСх=/?этСэт· При выполнении этого равенства коэффициент деления делителя не зависит от частоты сигнала, поэтому величина сигнал на частоте комму- 25 тации, пропорциональная разности коэффициентов деления, делителя на частотах ωι и ω₂, равна нулю.

Далее регистрирующий прибор настраивается на частоту одного из генераторов 30 ©ι или ©₂ и производится измерение коэффициента деления делителя для напряжения частоты ©! или ©₂. При выполнении равенства R_xC_a= С_э._г7?_эт коэффициент деления делителя 35

4Увых _ С Г

Уг.'Н G.V Г Сэт где и_аЫх — напряжение регистрируемое 5 прибором 8;

У.-еп — напряжение генератора.

Отсюда определяется величина емкости измеряемого конденсатора. Аналогично можно определить величину поскольку

Увых__ б?_э._г

Уген Рп + Рэх

Claims (2)

1. tt)2, втравл емый коммутатор 3, состо щий из двух аналоговых ключей 4 и 5 и мультивиоратора 6, управл ющего работой ключе: , емкостио-ом1 ческин делитель 7, образованный из.1ер ем1)1м конденсатором, имеющим емкость C.V и сопротивление иотерь Яп, и параллельио соединеиными образцовым конденсатором с емкостью Сот и образцовым резистором эт и регистрирующий ирибор, в качестве которого можно нснользовать, например, селективный милливольтметр . Устройство работает следующим обра:зом . Первоначально регистрирующий ирибор настраиваетс  иа частоту коммутации, задаваемую мультивибратором 6 и далее по минимуму показаний измерительного прибора изменением величины соиротивлеии  эталонного резистора (или емкости эталонного конденсатора) производитс  уравновешивание делител , т. е. устанавливаетс  равенство пС:х - этСэт. При выполнении этого равенства коэффициент делени  делител  не зависит от частоты сигнала, ноэтому величина сигнал на частоте коммутации , ироиорциональна  разности коэффициентов делени , делител  иа частотах coi и С02, равиа нулю. Далее регистрирующий прибор настраиваетс  на частоту одного из генераторов (Oi или С02 и производитс  измерение коэффициента делени  делител  дл  напр жени  частоты coi или со2. При выполнении равенства коэффициент делени  делител  C-.V г Сэт где L/вых - напр жение регистрируемое прибором 8; Vi-en - напри чеиие IdiepaTi/pa. Отсюда определ етс  величина емкости измер емого конденсатора. Аналогично можно определить величину поскольку и, вых эт i эт Формула изобретени  Устройство дл  измерени  емкости конденсаторов , содерл ащее генератор, емкостно-омический делитель и регистрирующий прибор, подключенный к выходу делител , отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности компенсации емкостного омического делител , в устройство дополнительно введены второй генератор и управл емый коммутатор, входы которого соединены с выходами генераторов, а выход нагружен на емкостно-омический делитель . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кротков И. Н. Точные измерени  электрической емкости и индуктивности. Схемы, методы, эталоны. М.: «Стандарты, с. 272.
2. 2.Эпштейн С. Л. Измерение характеристик конденсаторов.-М.: «Энерги , 1965 (прототип).