Устройство для сличения мер емкости

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для поверки мер емкости по тангенсу угла потерь tg б и преимущественно на повышенных частотах (0,1-1.0 МГц). Целью изобретения является повышение точности. Для этого устройство содержит подставку, мост-компаратор, клеммы, токопроводы, перегородку и изолирующую прорезь. Особенностью изобретения является включение последовательно с токопроводами резисторов, причем активные сопротивления пар введенных резисторов соответственно равны соотношению 2:3:6:6. Другими отличиями изобретения являются выполнение токопроводов и резисторов в виде проводящих полосок на диэлектрическом основании и введение экрана между ними. 1 з.п.ф-лы.2 ил. 1 табл.

СОЮ3 СОВЕТСКИХ

СОЦИА,ПИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 11/00

ГОСУДАРСТВЕ>+ Ый КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О

Cd 0

1 (21) 4677132/21 (22) 11.04.89 (46) 23.01.92. Бюл, hk 3 (72) М.Д. Клионский (53) 621.317.089.6(088.8) (56) Эпштейн С.Л. и др. Цифровые приборы и системы для измерения параметров конденсаторов. — М.: Сов. радио. 1978, с.77, Эпштейн С.Л. Измерение характеристик конденсаторов. — М.-Л.: Энергия, 1965. с.18,19,107 — 113. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИЧЕНИЯ MEP

ЕМКОСТИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для поверки мер емкости по тангенсу

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки мер емкости по тангенсу угла потерь tg д, преимущественно на повышенных частотах (0,1-1,0 МГц).

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для сличения мер емкости; на фиг.2 — конструкция выполнения суммирующей конденсаторной подCTBBKH.

Устройство для сличения мер емкости содержит суммирующую конденсаторную подставку 1, мост-компаратор 2, соединенные последовательно, и клеммы 3 для подключения сличаемых мер емкости, а также токопроводы 4. экранирующую перегородку

„, . Ы „„1707739 А1 угла потерь tg д и преимущественно на повышенных частотах (0,1-1.0 МГц). Целью изобретения является повышение точности.

Для этого устройство содержит подставку, мост-компаратор, клеммы, токопроводы, перегородку и изолирующую прорезь. Особенностью изобретения является включение последовательно с токопроводами резисторов, причем активные сопротивления пар введенных резисторов соответственно равны соотношению 2:3:6:6. Другими отличиями изобретения являются выполнение токопроводов и резисторов в виде проводящих полосок на диэлектрическом основании и введение экрана между ними.

1 з.п.ф-лы,2 ил. 1 табл.

5. клемму 6 "Выход", изолирующую прорезь

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую меру или совокупность параллельного соединения оставшихся мер, имеющих в сумме тот же весовой коэффициент, устанавливают поочередно на клеммы

3, указанные для данного сличения в таблице. К клемме 6 подключают мост-компаратор и проводят разновременное сравнение меры и совокупности мер, измеряя разности тангенса угла потерь.

Значения искомой величины для каждой исследуемой меры определяют на осноФ 4 вании tgdf, исходной меры А 1 и полученных разностей:

1707739

<

45

Значения коэффициента Kq для каждой из величин Л1, Аг,... приведены в графе 9 таблицы. Подставляя, получим

<)8,-<)8",+ tg 3,, 1 -c)3" ° - ()3,. ь1g3,, 1,.6 3, -ht)3,i iь1 3, iieet)8g, t l .1 3",i — (ßé 1, 8,.2 < 3>+

S6.t)E, i Ь 3,, $ )е - t$ 6" 101(661) 8t > ht) kgi66t) 3)w 6 $46> <) 6 4 <<) 3т)» 6 ) t8 .

В результатах измерений тангенсь угла потерь при проведении сличений появляются неизбежные в таких случаях погрешности, обусловленные активным сопротивлением токрпроводов, в данном случае активным. сопротивлением R) лучей проводящих пластин, При измерении tg д исследуемой меры

А1 ) - ид, . C.. (2) где q — номер сличений, При измерении tg д совокупности мер, имеющих в сумме тот же весовой коэффициент, ф = — Q) R ), i С) = N g — R ), i (3)

- (г) С) Сг

Сх Сх

Результирующая погрешность Л q, очевидно. равна разности д =Й ) - Ы ) (4)

Для удобства расчетов каждую емкость в формулах (2) и (3) выразим через емкость

С1 меры А) с весе ьы)л коэффициентом 1. а активное сопротивт)ение лучей 4 проводящей пластины примем равным 2R. 3Р, 6R, где R — единичное (любое) сопротивление.

Тогда погрешности саг и

1 ) можно представить в виде

Л ) = К ) о Я Сг. (5)

) =К ) вас (6) где К(я и IP q — безразмерные коэффициенты.

Значения коэффициентов К q и К q, а (1) Аг) также их разность представлены в таблице, Как видно иэ таблицы (сличения 1,3 и 4-е), результирующая погрешность для мер с меньшими весовыми коэффициентами А1—

Аз равна нулю при использовании подходящих клемм 3.

Например, при 4-м сличении меры Аз и сочетания параллельного соединения мер

А1 и Аг исследуемую меру А устанавливают на клеммы 3-1, а меры А1 и Аг — на клеммы

3 — 3 и 3-2 соответственно, Погрешности по

tg д в этом случае составляют: при первом измерении в сличении (см. формулу (2)) l5

I

Ы ) =а2 ЯСз =бо) Н С1, при втором измерении в сличении (см. формулу (3)) Л ) =2(66Сг+2 ЗйСа)=6шйСг

Следовательно, разность погрешностей

h g ° и h.) 1 о0б6рpа8tщt1а8еeтrсctя t tв t нHу tлtьb, . тr.е. вли(1 г яние активного сопротивления токопроводов к гнеэ ам с мми ю ей д у рУ конденсаторной подставки полностью исключается, Для мер с большими весовыми коэффициентами А4 и А10 не удается непосредственно получить постоянство погрешностей

1 г и даже в самых оптимальных вариантах (таблица, сличения 6-е и 8-е), Тогда проводят несколько дополнительных сличений мер с меньшими весовыми коэффициентами, используя другую комбинацию установки этих мер на клеммах 3-1, отличную от комбинации установки в основном сличении. Меры в дополнительных сличениях приобретают необходимые добавки, которые компенсируют до нуля результирующую погрешность Л q в результатах сличений мер с большими весовыми коэффициентами. В таблице указаны три таких дополнительных сличения: сличение 2-е для меры А1, используемое при расчете тангенса угла потерь мер А и А10; сличения 5-е и 7-е соответственно для мер Аз и Аа, используемые при расчете тангенса угла потерь меры А10.

Оценим влияние токопроводов а наиболее сложном случае: при сличении меры А10.

Для этого используем последнюю формулу из сводки (1). Каждая из входящих в нее величин 619 дя имеет погРешность

Aq = Kq cuR С1, ПоэтомУ фоРмУлУ можно переписать в виде

tg 8 10 дейст = 10 д10 + 0 1 (6 Ь 1 + Лг + 6 Ь 3 +

+зЛ4+зЬ6+4 7)+ 8, tg Ао, деист. = tg 10 + И R С11 0,1 (6 0 + 1 +

+6 0+3 0 — 3 3 — 4 7) + 3,6)= (8)

= tg д10 + М R C t (— 3, 6 + 3 . 6 ) = tg д10 + 0 .

Таким образом, в результатах сличений мер с большими весовыми коэффициентами также полностью исключается влияние ак1707739 тивного сопротивления токопроводов к гнездам суммирующей конденсаторной подставки, До сих пор рассматривались сличения мер емкости из набора с весовыми коэффициентами 1,2,3,4,10. Аналогично можно показать, что все преимущества устройства сохраняются и для мер из набора с весовыми коэффициентами 1,2.2,5,10.

Для подгонки активного сопротивления гнезд в Отношении 2:3:6:6 нет необходимости в точном измерении этих величин. Достаточно име1ь измерительный мост необходимой чувствительности по тд д (порядка 1.10 5) и набор мер емкости с весовыми коэффициентами 1,2 и 3.

Подгонку проводят следующим обра3ОМ.

Измеряют тангенс угла потерь меры с

Весовым коэффициентом 1. подключают ее к клемме 3-3 суммирующей конденсаторНОЙ подстаВки и ВнОВь измеряют Tg д . Раз ность двух результатов измерений дает поправку на Влияние актиь4с гО сопротивления токопрОВОдов vëåììû 3-6. I o же проделывают с мерами, имеющими весовые коэффициенты 2 и 3, только подключают их соотг:..Венно к клеммам 3-2 и 3-3. Заданное соотношение активных сопротивлений, Очеви- . установится В случае равенства

ПОЛУ ЫХ Раэно"тЕй. ГРУбУЮ ПОДГОНКУ К этому равенству ocyuI,.-,стВляют изменение ширины 1)" ей (при их Од, нэкОВОй длине и толщине), -04Hóþ — с помощblo изолирующих прорезей. Благодаря изготовлению

ПРОВОДЯЩИХ П1а Тин ИЗ тонкой ФОЛЬГИ ПОД гонка сохраняется в широком диапазоне частот (до 1 МГц).

Формула изобретения

1.Устройство для сличения мер емкости, 5 содержащее суммирующую конденсаторную подставку и мост-компаратор, соединенные последовательно, первые, вторые, третьи и четвертые пары клемм для подключения слагаемых мер емкости, которые сое10 динены соответственно спервой,,второй, третьей и четвертой парой входов суммирующей конденсаторной подставки, причем первая, вторая, третья и четвертая пары входов суммирующей конденсаторной под15 ставки через первую, вторую, третью и четвертую пары токопроводов соединены с ее суммирующим выходом, о т л и ч а ю ще ес я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первая, вторая, третья и чет20 вертая пары резисторов, которые включены последовательно соответственно с первой, второй, третьей и четвертой парами токопроводов, причем активные сопротивления первой, второй, третьей и четвертой пар

25 введенных резисторов соответственно равны отношению 2:3:6;6.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что токопроводы и резисторы каждой

30 пары выполнены в виде проводящих полосок. которые расположены на введенных диэлектрических основаниях, введена экранирующая перегородка. которая расположена между диэлектрическими основания35 ми.

1707739

Составитель 8. Ежов

Техред М.Моргентал

Корректор М. Максимишинец

Редактор В. Петраш

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

Заказ 274 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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