Устройство для измерения емкости конденсаторов с большими потерями

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫ Ет Е Н И Я

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Зависимый от патента №вЂ”

Заявлено 13.XI.1969 (№ 1374743/18-10)

Приоритет 18.XI.1968, № 8435б/68, Япония

Опубликовано 1Î.ÕII.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 12.IV.1974

М. Кл, G Olr 27/26

Гасударственныи камитет

Саввта Министрав СССР

IID делам изааретений н DTKPbITHH

УДК 621.317.4

Автор изобретения

Иностранец

Бундзиро Ичидзо (Япония) Иностранная фирма

«Кетт Электрик Лаборатори» (Япония) f ! ! с

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ

С БОЛЬШИМИ ПОТЕРЯМИ

2 (o „С,(C, + C,) =-1;

Le С, л

1+ Г

С, = (10 —:20) C„

L, = (10 20) L„

Известны устройства с помощью которых можно определить малую емкостную составляющую на фоне большой активности и в которых используется свойство контура с параметрами, обеспечивающими равенство оЧ.С=0,5.

Однако существенным недостатком этих устройств является необходимость уравновешивания по двум параметрам, причем особо тщательное уравновешивание необходимо по активной составляющей, которая не подлежит измерению.

Цель изобретения — повышение точности измерения емкости конденсаторов.

Для этого предлагаемое устройство снабжено вторичной резонансной цепью, индуктивно связаной с последовательным резонансным контуром, состоящей из двух параллельных ветвей, одна из которых образована катушкой индуктивности и параллельно включенными первым измеряемым конденсатором, второй катушкой индуктивности и калиброванным конденсатором переменной емкости, а другая — конденсатором и параллельно включенными калиброванным и вторым измеряемым конденсатором, идентичным первому, причем элементы вторичной резонансной цепи связаны между собой следующими соотношениями:

10 где С1 — емкость конденсатора второй ветви вторичной резонансной цепи; г е

x — ч. с

15 C2 — емкость калиброванного конденсатора;

Lf u Lg — катушки индуктивности первой ветви вторичной резонансной цепи; о — угловая частота колебаний генераго тора высокой частоты.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — векторные диаграммы схемы детектирования.

Генератор высокой частоты 1 с параллель25 ным резонансным контуром CpLp индуктивно связан с фазовым дискриминатором 2. Элементы lp — l — r„— ф— L îáðàçóþò настраиваемый контур в первичной цепи. Напряжение ер с фазового дискриминатора 2 через электрозо магнитные связи с катушками L u lp имеют

408486 разницу фаз, равную 90 С, т. е., когда вторичная цепь разомкнута или настроена на первичную частоту, векторная диаграмма схемы детектирования первичной цепи будет такой, как она изображена на фиг. 2, а величина выходного тока l фазового дискриминатора равна О. Если вторичная цепь настроена на частоту f и коэффициент взаимной индукции между 4„и l2 обозначен М, то величина активного сопротивления увеличивается, а величина реактивного сопротивления не изменяется совсем. Когда вторичная цепь настроена, в первичной цепи изменяется величина только активного сопротивления, а величина -реактивного сопротивления остается неизменной. Следовательно, величина наводимого напряжения е„изменяется, но разность фаз между двумя наведенными напряжениями е„и ео поддерживается равной 90, как и прежде. Таким образом, выходной ток 1 также равен нулю.

При настройке емкость вторичной обмотки изменяется на небольшую величину +ЛС, а изменение Л4 индуктивности первичной цепи L„ вызывает сдвиг фазы напряжения е на угол О, как видно из рис. 3, вследствие чего между входными напряжениями U, и U> фазового дискриминатора вырабатывается разность фаз, которая передается на выход.

В процессе измерения прежде всего первичная цепь настраивается на частоту f. Добиваются равенства выходного тока l нулю. Затем вторичная цепь замыкается переключателем S и настраивается на частоту f при помощи конденсатора С, при этом также добиваются равенства выходного тока 1д нулю. Затем два переключателя 51 и Sq одновременно замыкаются и включают два идентичных образца с высокими потерями Я„и C параллельно с емкостью С2 (С, )) С,) и индуктивностью Lg(Lg ((4,) Li = lg+4,, так что на выходе фазового дискриминатора вырабатывается выходной ток l . Если конденсаторы

Р

С2 и С2, которые управляются спаренно, одновременно уменьшат емкость на равную величину С, выходной ток 1д снова станет равным нулю. Следовательно, величина С„может быть получена независимо от величины

R за счет уменьшения значений С и Сг, необходимых для восстановления нулевого значения тока.

Устройство, в котором емкость вторичной цепи разделяется на С и С2 (С2 — — С 2+С 1), а индуктивность на L и L2, предназначено для того, чтобы воспрепятствовать уменьшению значения Q вторичной цепи за счет низкой величины сопротивления R„.

Элементы вторичной резонансной цепи связаны между собой следующими соотношениЯМИ: а 4,С, (С, + С,) = 1; с., с, — з + — с -+с

4 где

4е

1 — -,Ч,С, С, = (10-+-20) С„

L, = (10 —: 20) L,.

Предмет изобретения соЧ.е С (С +С2) =1; с у. у. 3

1+ e — с+с

С, =- (10 —: 20) С,;

L, = (10 —: 20) 1., емкость конденсатора второй ветви вторичной резонансной цепи;

Le—

1 — L>Ca емкость калиброванного конденсатора; катушки индуктивности первой ветви вторичной резонансной цепи; угловая частота колебаний генератора высокой частоты. где С

4 И 42

Устройство для измерения емкости конденсаторов с большими потерями, содержащее генератор высокой частоты, фазовый дискриминатор и последовательный резонансный контур индуктивно связанный с выходным контуром генератора высокой частоты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения емкости конденсаторов, оно снабжено вторичной резонансной цепью, индуктивно связанной с последовательным резонансным контуром, состоящей из двух параллельных ветвей, одна из которых образована катушкой индуктивности и параллельно включенными первым измеряемым конденсатором, второй катушкой индуктивности и калиброванным конденсатором переменной емкости, а другая — конденсатором и параллельно включенными калиброванным и вторым измеряемым конденсатором, идентичным первому, причем элементы вторичной резонансной цепи связаны между собой следующими соотношениями:

408486

I

I е„ е„

Ег, (Риг J

@uz 2

Составитель Л. Устинова

Редактор Т. Иванова

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Царькова

Типография, пр. Сапунова, д. 2

Заказ 835/17 Изд. № 290 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5