Устройство для измерения электрических параметров фольги

 

Изобретение относится к контрольно-из мерительной технике и может быть использовано для измерения электрических параметров фольги при изготовлении электрических конденсаторов . Цель изобретения - повышение точности, расширение области применения - достигается путем измерения и учета электрических параметров измерительных электродов и электролита. Устройство содержит прибор 1 для измерения параметров конденсаторов , соединенный с измерительным электродом 2 и с перекидным контактом переключателя 3, блок 4 питания охранных электродов , вход которого соединен с первым измерительным электродом 2, а выход - с первым охранным электродом 5, контактирующий блок 6, соединенный с общей шиной источника 9 питания, второй измеритель ный электрод 7. соединенный с входом дополнительного блока 10 питания охранных электродов, второй и третий ВАОДЫ которого , а также соответствующие входы олока 4 соединены с плюсовым и минусоеым выводами источника 9, причем перекидной контакт первого полюса трехполюсного переключателя 11 соединен с вторым входом прибора 1. э нормально замкнутый контакт первого полюса - с контактирующим блоком 5. перекидной контакт второю по1 юса соединен с вторым измерительные электродом 7. нормально замкнутый контакт второго полюса - с нормально замкнутым контактом переключателя 3, а нормально разомкнутый контакт переключателя - с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полюса соединен с вторым охранным электродом, нормально замкнутый контакт третьего полюса с первым охранным электродом 5. а нормально разомкнутый контакт третьего полюса с выходом дополнительного блока 10 питания охранных электродов 5 ил. со с :сь ;N3 iOO О Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ1-СКИХ

PFCflYhilVIK

ISIlS G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IIPVIГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

О

Qual t

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕ))ЬСТВУ (21) 4616493/21 (22) 05. 12.88 (46) 15,02.91, Бюл, N б (72) В.Ю.Попов (53) 621.317(088,8) (56) Патент ФРГ М 2246421, кл. Н 01 С 8/04, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФОЛЬГИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения элек .рических параметров фольги при изготовлении электрических конденсаторов. Цель изобретения — повышение точности, расширение области применения— достигается путем измерения и учета электрических параметров измерительных электродов и электролита. Устройство содержит прибор 1 для измерения параметров конденсаторов, соединенный с измерительным электродом 2 и с перекидным контактом переключателя 3, блок 4 питания охранных электродов, вход которого соединен с первым измерительным электродом 2, а выход — с первым охранным электродом 5, контактирующий блок б, соединенный с общей шиной,, БЫ„„1628014 А1 источника 9 пи..dHv>, второй измеритель ный электрод 7. соединенный с входом дополнительного блока 10 питания охранных электродов. второи и третий в оды которого, а также соответствующие еходы блока 4 соединены с пл осовым и минусовым выводами источника 9, причем перекидной контакт первого полюса трехполюсного переключателя 11 соединен с вторым входом прибора 1. а нормально замкнутый контакт первого rloлюса — с кон1актирующм блоком 5. перекидной контакт второ о по -пса соединен с вторым измерительны . электродом 7, нормал но замкнутый контакт второго полюса — с нормально замкнутым контактом переключателя 3, а нормально разомкну1 ый контакт переключателя — с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полюса соединен с вторым охранным электродом, нормально замкнутый конт ак - третьего полюса — с первым охранным электродом 5, а нормально разомкнутый контакт третьего полюса -- с выходом дополнительного блока 10 питания охранных электродов. 5 ил.

1628014

50

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения удельной емкости и тангенса угла потерь фольги, применяющейся при изготовлении электролитических конденсаторов.

Цель изобретения — расширение области применения устройства и повышение точности измерения электрических параметров фольги путем измерения и учета электрических параметров измерительных электродов и электролита, в котором производятся измерения.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства для измерения электрических параметров фольги; на фиг.2 — схема измерения электрических параметров фольги с двух сторон без элементов и связей, не участвующих в измерении; на фиг.3 — схема измерения электрических параметров измерительных электродов и среды, в которой производится измерение, без элементов и связей, не участвующих в измерении; на фиг.4 и 5 — эквивалентные схемы измеряемых цепей при измерении параметров фольги и измерительных электродов и среды, в которой производится измерение, соответственно.

Устройство для измерения электрических параметров фольги (фиг.1) содержит прибор 1 для измерения электрических параметров конденсаторов, первый вход которого соединен с первым измерительным электродом 2 и с выводом переключателя 3, блок 4 питания охранных электродов, вход которого соединен с первым измерительным электродом 2, а выход — с первым охранным электродом 5, контактирующий блок 6, второй измерительный электрод 7, второй охранный электрод 8, источник 9 питания, положительный и отрицательный выводы которого соединены с блоком 4 питания охранных электродов и с дополнительным блоком 10 питания охранных электродов, вход которого соединен с вторым измерительным электродом 7, дополнительный трехполюсный переключатель 11, у которого перекидной контакт первого полюса соединен с вторым входом блока 1 для измерения электрических параметров конденсаторов, а нормально замкнутый контакт первого полюса — с контактирующим блоком 6, перекидной контакт второго полюса соединен с вторым измерительным электродом 7, нормально замкнутый контакт второго полюса — с вторым выводом переключателя 3, а нормально разомкнутый контакт второго полюса — с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полю5

30 са соединен с вторым охранным электродом 8, нормально замкнутый контакт третьего полюса — с первым охранным электродом 5, а нормально разомкнутый контакт третьего полюса — с выходом дополнительного блока 10 питания охранных электродов, средний вывод источника 9 питания соединен с контактирующим блоком

6, Контактирующий блок 6 обеспечивает электрический контакт металлической основы фольги 12 с устройством. Измерения проводятся в электролите 13, Устройство работает следующим образом.

Например. первое измерение производится с целью измерения электрических параметров фольги. При этом дополнительный трехполюсный переключатель 11 должен находиться в исходном положении— разомкнутом, как показано на фиг.1, а переключатель 3 — либо в разомкнутом (измеряется одна сторона фольги), либо в замкнутом (измеряется фольга с двух сторон). Практически, измеряются электрические параметры электролитического конденсатора, образованного измерительными электродами 2 и 7, противолежащими им участками измеряемой фольги 12 и объемами электролита 13 между ними. Поэтому измеренная емкость содержит, кроме емкости измеряемого участка фольги 12, емкость измерительных электродов 2 и 7, а тангенс угла потерь, кроме сопротивления активных потерь измеряемого участка фольги 12, — сопротивление участвующего в измерении объема электролита 13 и сопротивление активных потерь измерительных электродов 2 и 7, На фиг.2 показана схема измерения электрических параметров фольги 12 с двух сторон без элементов и связей, не участвующих в измерении, переключатель 3 (не показан) находится в замкнутом положении. Охранные элект-. роды 5 и 8 запитываются по цепи: выход блока 4 питания охранных электродов— охранные электроды 5 и 8 — электролит

13 — фольга 12 — контактирующий блок 6— средний вывод источника 9 питания.

Для измерения электрических параметров измерительных электродов 2 и 7 и электролита 13 фольга 12 отключается от контактирующего блока 6 и убирается из зоны измерения, Дополнительный трехполюсный переключатель 11 переводится в положение "Замкнуто", На фиг.3 показана схема измерения электрических параметров измерительных электродов 2 и 7 и электролита 13 без элементов и связей, не участвующих в измерении. Проводится второе измерение, при котором измеряются

1628014 сж с. +Сф

<9д! =2zrf(R„+ Rэ э R< ) — : (2)

С С

С. +Сф

С2 = 1/2 Си, (3) tg dZ = 2,f C9f(RfR+ 1 эл), (4) где CI, tg д,; Ср, ц д z -- показания прибора 1 для измерения электрических параметpf â конденсатороа при первом и втором измерениях (с целью уг)рощения толщина фольги считается равной нулю);

f — частота, на которой производится и мерение.

Для третьего измерения

1.

Сз= — C;;

fg 03=2ztf Си(йи+ n R»), (5) (6) где n — число, показывающее, вс сколько раз изменено расстояние между измерительными электродами 2 и 7 при третьем измерении, причем п > 1 пр,,величении и и < 1 при уменьь)ении расстояния.

Пользуясь формулами. (4), (6) и (3) или (5), можно определить выражения для Си. R(R и зл

Си = 2С = 2Сз:

1 — 4 1 С (.;9д2 — таад"");(8)

1 1

1 †4zrfCz

tg д-. — п tg д

1 — и и

4л) С (9) а из формул (1) и (2) — для Сф и Яф: (10) С

2Си — С1 тц д1 ф и эл л1С1

Тангенс угла потерь измерительных электродов 2 и 7 мо .но определить по формуле

tg д и= 2 7г f Си Ри, (12) фольги 12 — по формуле:

55 условии, что фольга 12 расположена симметрично между измерительными электродами 2и 7, Rg = Ref(= R3R, Си = С

I I II

Си и R = Ви =- R(R — при одинаковой технологии изготовления и условиях эксплуатации измерительных электродов 2 и

7; Сф = Сф = Сф и йф = Яф -.= -Вф — так как фольга 12 обрабатывается одновременно с двух сторон). Исходя из эквивалентных схем на фиг.4 и 5 для первого и второго измерений, можно записать

tg д ф= 2 к f Сф Рф (13)

По известным расстоянию I между измерительными электродами 2 и 7 при втором измерении и площади S измерительного электрода 2 (7) можно определить удельное сопротивление электролита 13 электрические параметры электролитического конденсатора, образованного измерительными электродами 2 и 7 и обьемом электролита 13 между ними. Охранные электроды 5 и 8 эапитываются по цепи; 5 выход блока 4 питания охранных электродов — охранный электрод 5 — электро<)ит 13— охранный электрод 8 — выход дополнительного блока 10 питания охранных электродов, 10

Затем изменяется в и раэ pBc< . oÿíèå между измерительными электродами 2 и 7 и, соответственно, охранными элекгродами 5 и 8. В сторону увеличения расстояние можно изменять на такую величину, чтобы 15 сохранилась однородность электрического поля в зоне измерения, в сторону уменьшения — так, чтобы не было непосредственного контактирования измерительных электродов 2 и 7. 20

Кроме того, изменение расстояния необходимо произвести на такую величину, чтобы изменение параметров измеряемого электролитического конденсатора (измерительный электрод 2 — электролит 13 — изме- 25 рительный электрод 7), а именно тангенса угла потерь, можно было с необходимой точностью измерить блоком 1 измерения электрических параметров конденсаторов.

Проводится третье измерение. 30

По результатам второго и третьего измерений можно определить электрические параметры измерительных электрг<дов 2 и 7 и электролита 13, а по результатам первого измерения и известным параметрам изме- 35 рительных электродов 2 и 7 и электролита

13 можно точно определить эг< ктрические параметры фольги 12, На фиг.4 и 5 представлены эквивалентные схемы измеряемых цепей, где С, и 40

Си — емкости измерительных элктродов 2

ll и 7, Ви и R> — сопротивления активных

1 II потерь измерительных электродов 2 и 7, R f) и Кэл — сопротивления объемов элекI II тролита 13 между измерительными элект- 45 родами 2 и 7 и фольгой 12, Кф и Яф

1 tl сопротивления активны;. потерь измеряеII мых участков фольги 12, Сф и Сф — емкости измеряемых участков фольги 12 (при

1628014

Rэ,л . S

0,5 I

Устройство обладает широкими функциональными возможностями и позволяет определить электрические параметры измерительных электродов и электролита, в котором производится измерение, кроме имеющейся возможности измерения электрических параметров фольги. благодаря чему повышается точность определения электрических параметров фольги за счет учета электрических параметров измерительных электродов и электролита.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрических параметров фольги, содержащее прибор для измерения электрических параметров конденсаторов, источник питания, первый и второй измерительные электроды, первый и второй охранные электроды. контактирующий блок, переключатель, причем вход прибора для измерения электрических параметров конденсаторов соединен с первым измерительным электродом и с первым выводом переключателя, вход блока питания охранных электродов соединен с первым измерительным электродом, а его выход — c первым охранным электродом, второй и третий входы блока питания охранных электродов соединены с выходом источника питания, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью расширения области использования и повышения точности измерения, в него введены дополнительный блок питания

5 охранных электродов и трехполюсный переключатель, причем ваход дополнительного блока питания охранных электродов соединен с вторым измерительным электродом, перекидной контакт первого полюса трех10 полюсного переключателя соединен с вторым входом прибора для измерения электрических параметров конденсаторов, а нормально замкнутый контакт первого полюса — с контактирующим блоком, перекид15 ной контакт второго полюса соединен с вторым измерительным электродом, нормально замкнутый контакт второго полюса — с вторым выводом переключателя, а нормально разомкнутый контакт второго

20 полюса — с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полюса соединен с вторым охранным электродом, нормально замкнутый контакт третьего полюса — с первым охранным

25 электродом, а нормально разомкнутый контакт третьего полюса — с выходом дополнительного блока питания охранных электродов, причем контактирующий блок соединен с общей шиной источника питания, а допол30 нительный блок питания охранных электродов — с положительным и отрицательным выводами источника питания.

1628014

4ЬГ, т

Составитель П, Тарасенко

Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор А, Огар

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

Заказ 339 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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