Способ измерения электрических параметров фольги

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области конденсаторостроения и может быть использовано для измерения удельной емкости и тангенса угла потерь фольги, идущей на изготовление электролитических конденсаторов. Цель изобретения - повышение точности - достигается путем определения и учета параметров измерительных электродов в тех же условиях, в которых находились измерительные электроды при измерении параметров фольги . Способ заключается в измерении удельной емкости и тангенса угла потерь фольги при протягивании ее в электролите между двумя измерительными электродами путем подключения фольгп к одной клемме измерительного устройства, а измерительных электродов к другой. Затем проводят второе измерение: контрольные электроды, установленные в одной плоскости с измерительными и охранными электродлми и окружяю 1ие охранные электроды , подключают к однои клемме измерительного у гроиства, а измерительные электроды - к другой, измеряют емкость и тангенс угла потерь образованной цепи. По результатам двух измерений с учетом емкости и тангенса угла потерь контрольных электродов, сопротивления обьема электролита, коэффициента, характеризующего геометричест ие размеры измерительной цепи, вычисляют реальные значения удельной емкости и тангенса угла потерь измеряемой фольги. 6 ил. (Л О5 г 3D

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (gg)$ С О1 К 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ги путем определения и учета параметров измерительных электродов при тех же условиях, в которых находились измерительные электроды при измерении параметров фольги.

На фиг.1 изображена измеряемая цепь при первом измерении; на фиг.2эквивалентная схема цепи при первом измерении; на фиг.3 †-. . измеряемая цепь при втором измерении; на фиг.4.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4486894/21 (22) 26 ° 09.88 (46) 07.01 ° 91. Бюл. )) - 1 (72) В.Ю.Попов (53) 62 1.317.332.2 (088.8) (эб) ТУ-11-76,. Фольга алюминиевая формованная для оксидных конденсато— ров. Технические условия

УМ0.045.428. ТУ.

Патент ФРГ Р 2246421, кл. Н 01 С 9/04, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ФОЛЬГИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области конденсаторостроения и может быть использовано для измерения удельной емкости и тангенса угла потерь фольги, идущей на изготовление электролитических конденсаторов.

1Цель изобретения — повышение точности — достигается путем определения и учета параметров измерительных электродов в тех же условиях, в которых находились измерительные электИзобретение относится к контрольно-измерительной технике в конденса:торостроении и может быть использовано для измерения удельной емкости и тангенса угла потерь фольги, идущей на изготовление электролитических конденсаторов.

Целью изобретения является повышение точности измерения удельной емкбсти и тангенса угла потерь йольроды при измерении параметров фольги. Способ заключается в измерении удельной емкости и тангенса угла потерь фольги при протягивянии ее в электролите между двумя измерительными электродами путем подключения фольгп к одной клемме измерительного устройства, а измерительных электродов к другой. Затем проводят второе измерение: контрольные электроды, установленные в одной плоскости с измерительными и охранными электродами и окружающие охранные электроды, подключают к одной клемме измерительного у<:тройства, а измерительные электроды — к ругой, измеряют емкость и тангенс угла потерь образованной цепи. По результатам двух измерений с учетом емкости и тангенса угла потерь контрольных электродов, сопротивления обьема электролита, коэффициента, характеризующего геометрические размеры измерительной цепи, вычисляют реальные значения удельной емкости и тангенса угла потерь измеряемой фольги. 6 ил.

1619197 эквивалентная схема цепи при втором измерении, на фнг.S — - измеряемая цепь при измерении. параметров контрольных электродов; на фиг.6 - эквивалентная схема измеряемой цепи при измерении параметров контрольных электродов.

Способ измерения электрических параметров фольги осуществляют следующим образом.

Фольгу . 1, находящуюся в электролите 2, помещают симметрично на расстоянии 1 между двумя датчиками 3, каждый из которых состоит из диэлектрического основания 4 и размещенных . на нем в одной плоскости контрольного электрода 5, охранного электрода

6 и измерительного электрода 7. К одной клемме измерительного устройства 8 подключают измерительные электроды 7 датчиков 3, а к другойI через контактирующее устройство 9 фольгу 1. Охранные электроды 6 датчиков 3 подключают к выходу схемы 10 балансировки поценциала, вход которой подключают к измерительным электродам 7 датчиков 3 (фиг.1), Проводят первое измеренне емкости и определение тангенса угла потерь образованной цепи измерительным устройством 8, например, по схеме поляризованного моста для измерения емкости и тангенса угла потерь, причем тангенс угла потерь определяется„ как

tg г = 2((КСркэ (1) где f — частота сигнала, на которой .производят измерение;

С вЂ .последовательная емкость

Х ! измеряемой цепи;

R — последовательное эквивалентХ ное сопротивление потерь измеряемой цепи.

Охраннь1е электроды 6 служат для устанения краевых эффектов и создания однородного электрического поля в зоне измерения между измерительными электродами 7 и фольгой f благодаря чему ограничивается измеряемый участок фольги 1, площадь которого при однородном электрическом поле равна видимой геометрической площади измерительных электродов 7.

Измеряемая цепь (фиг.2) представляет собой два параллельно соединенных электролитических конденсатора, одной обкладкой которых являются измерительные электроды 7, а другойучастки фольги f противолежащие

С И Сэ

С = 2 — — — -, (4)

С„+С

К1 = -"(КИ + R,(I + R+)э (5)

2 где С (.и К < — измеренные параметры цепи при первом измерении

50 а tg f определяется по формуле (I) !

Таким образом, измеренная емкость

С кроме емкости измеряемого участ19 ка фольги 1, содержит н емкость измерительных электродов 7, а сопро55 тивление активных потерь К, кроме сопротивления активных потерь кзмеряемого участка. фольги 1, содержит сопротивление объема электролита

45 измерительным электродам 7. Эквивалентную схему такой цепи можно представить в виде параллельного соединения двух цепей, одна нэ которых состоит из последовательного соединения емкости измерительного электроI да 7 С„, сопротивления активных по(.терь измерительного электрода 7 R, сопротивления объема электролита 2, ограниченного измерительным электродом 7 и фольгой 1, R>Ä, сопротивлеi ния активных потерь измеряемого ( участка фольги 1 R и емкости изме15 ряемого участка фольги 1 С, другая— !

И ((Ф (! (f

Си RH, R963 К, СТ„

Обычно СтР С(ги R т Р, но так как при двусторонйем измерении параметров фольги получают усреднен26 ные значения параяетров, характеризующие фольгу в целом, а не с одной и другой стороны, то можно принять

I II II

С(= С(- C, R(f(= R(p = Rg, Rq, и

С вЂ” парачетры измеряемого участка

25 фольги, причем

С, = С .> Я, (2)

532. Ж.

9= s (3) где S - площадь измеряемого участка фольги;

С (». — удельная емкость @ольги;

R — удельное поверхностное сопЯФ ротивление активных потерь фольги. ((Равенство К р = К „ = К обеспечивается симметричным размещением датчиков 3 по обе стороны фольги..

Равенство С = С(и = Си и Ru К(= !

И

= R обеспечивается технологией иэгоИ

40 товления датчиков и одинаковыми условиями их эксплуатации, поэтому можно записать

1619197

2 устанавливают ноэле платинированной пластины 15 на расстоянии 1 (как и при основных двух измерени- ях), контрольный электрод 5 подключаЮт к одной клемме измерительного устройства 8, а платинированную платину 15 через контактирующее устройство 9 - к другой. Электроды 13 и 14 подключают к выходу схемы 10 балансировки потенциала, вход которой подключают к контрольному электроду 5, причем последний включают анодом, а платинированную платину 15— катодом. Электрический режим электрода 5 устанавливают таким же, как и при втором измерении. Материал и технология изготовления электродов 13 и 14 должны быть такими же, как и контрольного электрода 5.. Эквивалентная схема измеряемой цепи показана на фиг.б, где С „ „ и R „ „ - параметры участка платинированной пластины

15, участвующего в измерении (ограничивается видимой поверхностью электрода 5), R „ — сопротивление

lY объема электролита, ограниченного электродом 5 и участком платиниро-! ванной платины 15, R и С!, — параметры контрольного электрода 5. Измеряют параметры образованной цепи, получают с, = — —.— — —, Cn.n - Cv, (17)

CÄÄ+ С

К = Rпп + Rä + R (18) где C> и R> — измеренные параметры цепи.

Так как платинированная платина имеет очень развитую поверхность, ч то Сап >) С„, R nn «К э„и Rnn(<

Р„, поэтому

С 3 С (19)

Rg RэД + Rö

Л

К „ определяют по известным р „, 1, Б, где Б„- видимая геометрическая площадь контрольнога электрода 5. Таким образом, это измерение позволяет определить параметры С!, и

R!! контрольных электродов 5. При соответствующем выборе материала, технологии !изготовления и эксплуатации контрольных электродов 5 эти параметры стабильны, поэтому для реали зации способа параметры контрольных электродов 5 измеряют только при из" готовлении датчиков 3.

Коэффициент k характеризующий геометрические размеры датчиков 3 совместно с расстоянием 1 между измеряемой фольгой 1 и поверхностью электродов и связывающий сопротивления объемов электролита- 2 при первом и втором измерениях, определяют следующим образом.

Проводят измерение, аналогичное первому .измерению, при этом вместо фольги 1 устанавливают платинированную платину 15. В этом случае результатами измерений являются

10 l5

r!! э!

Re!!

40 2(Rg-R - — R)+P„l (— -+ )

1 . 1 1

И 2 )э

Р

3>- s, (25) Таким образом, по результатам дополнительных измерений, проводимых при изготовлении датчиков, определяют параметры С„, R „ k. Сопротивление R>> также является. постоянной величиной для измерений, проводящихся в электролите одинаковых состава и концентрации при одинаковой температуре. При этом все измерения необходимо производить при

55 одинаковых расстояниях .". Датчики обычно крепятся на дополнительные основания, имеющие выступающие буртики, предназначенные для исключения соприкосновения поверхности электроС = 2

C!l С (21)

4 С. 1 + Сnn

Rg 2 (ки + кол + Rn.q ) °

Учитывая, что С и я >) С, R n.n (<

«Кэ„, R „и << R!„можно записать

С = 2С!!, (23)

К =- (R„+ R „), (24)

20 при этом R определяют по формуле (18).

Из формул (8), (9), (16) и (24) !!! . определяют R !!, а затем по известИ!

2S ным значениям R „è R по формулам (l 2) - (24) определяют коэффицент k, характеризу!!!щий геометрические размеры измерительной цепи и связывающий сопротивление объема электролита между измерительными электродами и фольгой и сопротивление объема электролита между измерительными электродами и контрольными электродами по формуле

16!9197 дов с фольгой и фиксации расстояния от электродов до фольги. При измерениях фольга фиксируется симметрично между датчиками именно этими буртиками.

Размеры пластины платинированной платины. должны быть такими, чтобы электрическое поле в зоне измерений было однородным. Так, например, пластина платинированной пластины может быть зафиксирована по отношению к датчику с одной стороны при помощи буртиков и дополнительной ровной поверхностью с другой стороны, Наиболее эффективно применение способа при автоматическом непрерывном неразрушающем контроле параметров фольги непосредственно при ее обработке (травлении, формовке), что позволяет сократить технологические потери фольги и повысить ее каче ство., формула изобретения

Способ измерения электрических параметров фольги, заключаюшийся в том, что измеряют удельную емкость и тангенс угла потерь фольги при протягивании ее в электролите между двумя измерительными электродами и окружающими их охранными электродами, установленными в одной плоскости с измерительными электродами, путем подключения фольги к одной клемме измерительного блока, а измери- тельных электродов — К другой, при этом фольгу подключают анодом, измерительные электроды - катодом, а потенциалы измерительных и охранных электродов поддерживают равными друг другу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения удельной емкости и тангенса угла потерь фольги, размещают контрольные электроды в одной плоскости с измерительными и охранными электродами так, чтобы контрольные электроды окружали охранные, подключают контрольные электроды к одной клеме, а измерительные †к другой и осуществляют второе измерение емкости и тангенса гла потерь образоьанной цепи, причем величину измерительного напряжения той же частоты устанавливают такой, чтобы через измерительную цепь протекал ток, равный по величине и направлению току, протекающему через измерительные электроды при

25 первом измерении, и по результатам измерений, с учетом предварительно известных значений емкости и тангенса угла потерь контрольных электродов, сопротивления объема электролита между измерительными электродами и измеряемыми участками фольги, а также коэффициента, характеризующего геометричесике размеры измерительной цепи при двух измерениях, вычисляют действительные значения удельной емкости и тангенса угла потерь измеряемой фольги, а также измерительных электродов.

16 19197

1б19197

1619197

Составитель В.Бобров

Редактор И.Горная Техред М.Дидык Корректор Н.Ревская

Заказ 44 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101