Claims (1)
20 из-за необходимости учета на высоких частотах остаточных параметров дополнительных элементов,из-за наличи остаточных паразитных индуктив-; 3 . 9 ностей в конденсаторах переменной емкости на высоких частотах. Цель изобретени - повышение точности измерени составл ющих комплексной .Проводимости, в частности реактивной составл ющей, на высоких частотах. Поставленна цель достигаетс тем, что в мост дл измерени составл ющих комплексной проводимости, содержащий одинарную Т-образную схему , котора включена между выходом генератора напр жений высокой частоты и входом указател равновеси и в продольную ветвь которой вклюуены последовательно соединенные резистор и катушка посто нной индук- , тивности, параллельно которым подключен конденсатор переменной емкости , второй конденсатор переменной емкости, соединенный одним концом с общей точкой подключени генератора напр жений высокой частоты и указател равновеси , зажимы дл . подключени образца, введена катушка переменной индуктивности,последовательно соединенна и конструктивно сопр женна с вторым конденсатором переменной емкости и индуктивно св занна и согласно включенна с катушкой посто нной индуктивности, сос тавл ющие поперечную ветвь одинарной Т-образной схемы. На фиг. 1 .представлена принципиальна злектрическа схема образцо .вой меры емкости; на фиг. 2 - электрическа схема моста. Образцова мери емкости содержит конденсатор 1 (С) переменной ем кости с малыми потер ми, представле ный в виде схемы замещени , состо щей из основной емкости 2 (С ), сопротивлени 3 (R) потерь в диэлектрике , сопротивлени 4 (гс) потерь конденсатора в токопровод щих металлических поверхност х и индуктивности 5 (1.) электродов конденсатора,величины которых измен ютс с изменением взаимного расположени подвижных и неподвижных электродов конденсатора , и две катушки 6(Lo) и 7(L ) индуктивности соответственно, последн из которых соединена последовательно с конденсатором. Катушки 6 и 7 включены согласно и наход тс в слабой индуктивной св зи между собой, так что дл коэффициента св зи К, определ емого выраже- . нием К М/1|ЦГ, (1) где М - взаимна индуктивность катушек , выполн етс неравенство К « 1 (2) Один конец конденсатора 1 соединен с клеммами 8 и 9, свободный конец катушки 6 - с клеммой 10, а обща точка соединени катушек 7 и 6 - с клеммой 11. Значени L и LO выбираютс из условий: l--f М LO,(3) U;L7 1/(wC-i)fi (4) 1Ьэ), l(LLo-M Г/СЦ-М) 1с,(5) чтобы при этом за счет величины их взаимной индукции М в цепи образцовой меры емкости обеспечивалс известный из теории параллельно включенных индуктивно св занных элементов эффект ложной емкости. Однако, как было отмечено, с изменением емкости конденсатора переменной емкости измен етс и величина остаточной паразитной индуктивности электродбв конденсатора 5, т.е. измен етс условие равновеси (5) из-за изменени его правой части. Дл его восстановлени необходимо измен ть и левую.часть уравнени (5), дл чего катушка 7 индуктивности делаетс переменной, а чтобы этр происходило одновременно, и конструктивно сопр женной с конденсатором 1 переменной емкости. Мост (фиг. 2) содержит генератор 12 напр жени высокой частоты, конденсатор 13 переменной емкости и (С) служащий дл уравновешивани и отсчета по активной составл ющей измер емого образца, резистор 1А (R), конденсатор 1 переменной емкости (С/,) (схема замещени которого дана на фиг. 1), служащий дл уравновешивани и отсчета по реактивной составл ющей , катушку 7 переменной индуктивности , катушку 6 индуктивности и указатель 1 равновеси . Напр жение от генератора напр жени высокой частоты поступает на Т-образную цепь, состо щую из катушки 7 переменной индуктивности, резистора И, катушки 6 индуктивности и двух конденсаторов 13 и 1 переменной емкости, причем катушка 7 переменной индуктивности конструктивно ;сопр жена с конденсатором 1 перемен5 9 ной емкости и индуктивно св зана с катушкой 6 индуктивности. Указатель И равновеси баланса схемы подключаетс на выход Т-образной цепи, а измер емый объект 15 - параллельно поперечному плечу. Уравновешивают схему дважды: без образца, т.е. при разомкнутых зажима 16 и 17 (холостой ход), и с образцом конденсаторами 13 и 1 переменной е.мкости по нулевым показани м указател 1 равновеси . Данные дл расчета реактивной составл ющей отсчитывают по лимбу конденсатора 1 переменной емкости, а расчет осуществл етс либо с использованием формул, либо непосредственно по лимбам конденсаторо 13 и 1, которые в этом случае должны быть отградуированы в определенных единицах измерени , в зависимости от характера измер емой проводимости. Мосты такого типа, как и другие Т-образные уравновешиваемые структуры , относ т к устройствам с узлом уравновешивани токов,, т.е. в нем происходит уравновешивание токов-1 и In. В момент равновеси , когда ток через указатель It равновеси равен нулю, эти токи равны по величине и противоположны по фазе: . , -1ч (6) 1т.е. потенциал точки IB индикатора моста оказываетс равным потенциалу земли, что равносильно тому, что конденсатор 13 переменной емкости и катушка 6 посто нной индуктивности заземл ютс , причём последн подключаетс параллельно поперечной ветви, т.е. параллельно последовательно соединенным катушке 7 переме ной индуктивности и конденсатору 1 переменной емкости. Если при этом выполн етс соотношение (И), а сопротивлени потерь катушек индуктивности настолько малы, что ими можно принебречь;С достаточно высокой степенью точности , то индуктивно св занные (при слабой св зи) согласно включенные катушки 7 и 6 индуктивности оказываютс соединенными параллельно и их эквивалентные индуктивности (с учетом взаимоиндукции) определ ютс следующими выражени ми: Lo5 CLLoX)/(L-M); (7) Ьэ -CLLo-MV(Lo-M),. . (8). , а учитыва (2) и (3), последние привод тс к виду: . Lo3-(LLo-M)/CL-M)-(i,Lo3 (1-кг)и,, Ьэ aLo-M)/( -(LLo-M)/(Lo-M), причем с учетом (5), суммарна индуктивность поперечной ветви оказываетс равной нулю: ) Таким образом, катушка 7.переменной индуктивности, во-первых, решает только отведенную ей узкоспециализированную задачу компенсации паразитной индуктивности образцового конденсатора 1 .переменной емкости и ни в коей мере не вли ет на условие равновеси моста, т.е. на процесс измерений, а во-вторых, не оказывает практически заметного вли ни на катушку 6 индуктивности, котора остаетс посто нной во всем диапазоне измерений. Все это показывает, что схема моста устран ет вли ние паразитной остаточной индуктивности образцового конденсатора переменной емкости,служащего дл уравновешивани и отсчета по реактивной составл ющей , в результате чего снижаетс погрешность, обусловленна неточностью воспроизведени емкости конденсатора на высоких частотах и расшир етс частотный диапазон измерений, что увеличивает сферу применени предлагаемого моста. Формула изобретени Мост дл измерени составл ющих комплексной проводимости, содержащий одинарную Т-образную схему, котора включена между выходом генератора напр жений высокой частоты и входом указател равновеси и в продольную ветвь которой включены последовательно соединенные резистор и катушка посто нной индуктивности, параллельно которым подключен конденсатор переменной емкости, второй конденсатор переменной емкости, соединенный одним концом с общей точкой подключени генератора напр жений высокой частоты и указател равновеси , зажимы дл подключени образца, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, в него введена катушка переменной индуктивности , последовательно соединенна и конструктивно сопр женна с вторым конденсатором переменной ем20 due to the need to take into account at high frequencies the residual parameters of additional elements, due to the presence of residual parasitic inductive; 3 9 elements in variable capacitors at high frequencies. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of the components of the complex. Conductivity, in particular the reactive component, at high frequencies. The goal is achieved by the fact that a bridge for measuring components of complex conductivity, containing a single T-shaped circuit, which is connected between the output of a high-frequency voltage generator and the input of an equilibrium gauge and in the longitudinal branch of which a series-connected resistor and coil are connected. , parallel to which a variable capacitor is connected, the second variable capacitor connected at one end to a common point of connection of a voltage generator high Coy and frequency indicator equilibrium for clamps. connection of the sample, a variable inductance coil is introduced, serially connected and structurally coupled to a second variable capacitor and inductively coupled and consistently connected to a constant inductance coil, comprising a transverse branch of a single T-shaped circuit. FIG. 1. Represented in principle is an electrical circuit for sample of your measure of capacitance; in fig. 2 - electric circuit of the bridge. An exemplary capacitance capacitance contains a low-loss variable capacitor 1 (C), represented as a replacement circuit, consisting of a main capacitance 2 (C), a resistor 3 (R) dielectric loss, and a resistor 4 (gf) capacitor loss in conductive metal surfaces and inductance 5 (1.) capacitor electrodes, the values of which vary with the relative position of the movable and fixed electrodes of the capacitor, and two inductance coils 6 (Lo) and 7 (L), respectively, the last of which are connected after series with the capacitor. Coils 6 and 7 are connected according to and are in a weak inductive connection with each other, so that for the coupling coefficient K, defined by the expression. By KM / 1 | TG, (1) where M is the mutual inductance of the coils, the inequality K 1 1 is fulfilled (2) One end of the capacitor 1 is connected to terminals 8 and 9, the free end of coil 6 is connected to terminal 10, and the common point coil 7 and 6 connections to terminal 11. The values of L and LO are chosen from the conditions: l - f M LO, (3) U; L7 1 / (wC-i) fi (4) 1Be), l (LLo-M G / SC-M) 1c, (5) so that at the same time, due to the magnitude of their mutual induction M in the circuit of an exemplary measure of capacitance, a false capacitance effect, known from the theory of parallel-connected inductively coupled elements, is ensured. However, as noted, with a change in the capacitance of a variable capacitor, the residual parasitic inductance of the electrodes of the capacitor 5 also changes, i.e. the equilibrium condition (5) changes due to a change in its right side. In order to restore it, it is necessary to change the left part of equation (5), for which the inductance coil 7 is made variable and, in order for etr, to occur simultaneously, and constructively coupled with a variable capacitor 1. The bridge (Fig. 2) contains a high-frequency voltage generator 12, a variable capacitor 13 and (C) serving to balance and count over the active component of the sample being measured, a resistor 1A (R), a variable capacitor 1 (C /,) (the replacement circuit of which is shown in Fig. 1), used for balancing and counting along the reactive component, variable inductance coil 7, inductance coil 6 and equilibrium pointer 1. The voltage from the high-frequency voltage generator is supplied to a T-shaped circuit consisting of a variable inductance coil 7, a resistor, an inductor 6, and two capacitors 13 and 1 of variable capacitance, and the variable inductance 7 7 is coupled with a capacitor 1 variable 5 capacitance and inductively coupled to inductor 6. The index and balance equilibrium of the circuit is connected to the output of the T-shaped circuit, and the measured object 15 is parallel to the transverse arm. Balance the circuit twice: without a sample, i.e. with open clamps 16 and 17 (idle), and with the sample capacitors 13 and 1 of variable capacitance, according to zero equilibrium indicators 1. The data for calculating the reactive component is counted on the limb of the capacitor 1 of variable capacitance, and the calculation is carried out either using the formulas or directly on the limbs of the capacitor 13 and 1, which in this case should be calibrated in certain units of measurement, depending on the nature of the measured conductivity. Bridges of this type, like other T-shaped balanced structures, refer to devices with a current-balancing node, i.e. it is balancing current-1 and In. At the moment of equilibrium, when the current through the pointer It equilibrium is zero, these currents are equal in magnitude and opposite in phase:. , -1h (6) 1t.e. the potential of point IB of the bridge indicator is equal to the ground potential, which is equivalent to the fact that the variable capacitor 13 and the constant inductance coil 6 are grounded, the latter being connected in parallel to the transverse branch, i.e. coil 7 of alternating inductance and capacitor 1 of variable capacitor are connected in series in series. If the relation (I) is satisfied and the losses of the inductance coils are so small that they can be neglected; With a sufficiently high degree of accuracy, then the inductively coupled (with weak coupling) according to the included inductors 7 and 6 are connected in parallel and their equivalent inductances (including mutual induction) are defined by the following expressions: Lo5 CLLoX) / (LM); (7) LE -CLLo-MV (Lo-M) ,. . (eight). , and taking into account (2) and (3), the latter are reduced to the form:. Lo3- (LLo-M) / CL-M) - (i, Lo3 (1 kg) and ,, Le aLo-M) / (- (LLo-M) / (Lo-M), taking into account (5 ), the total inductance of the transverse branch turns out to be zero:) Thus, the variable-inductance coil, first, solves only the highly specialized task of compensating for the parasitic inductance of the reference capacitor 1 of the variable capacitance and does not in any way affect the equilibrium condition bridge, i.e. The measurement process, and secondly, does not have a practically noticeable effect on the inductor 6, which remains constant over the entire measurement range. All this shows that the bridge circuit eliminates the influence of the parasitic residual inductance of an exemplary variable capacitor, which serves to balance and read the reactive component, resulting in reduced error due to inaccurate reproduction of the capacitor at high frequencies and extends the frequency range of measurements, which increases the scope of the proposed bridge. The invention has a bridge for measuring components of complex conductivity containing a single T-shaped circuit which is connected between the output of a high-frequency voltage generator and the input of an equilibrium indicator and in series with which a series-connected resistor and a constant inductance coil are connected in parallel with a variable capacitor capacitor, the second variable capacitor connected at one end to the common point of connection of the generator of high-frequency voltage and pointer p Equip the clamps for connecting the sample, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a variable inductance coil is inserted into it, connected in series and structurally coupled to the second variable capacitor,