Образцовый конденсатор постоянной емкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик >702417 (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.03. 77 (21) 2469973/18-21 (51)Я. Кд.

Н 01 G 4/36 с присоединением заявки М

Гесударственны9 неютет

СССР на делам нзобрвтеннй и открытнй (З) УДК 621.З19. .4(088.8) (23)ПриоритетОпубликовано 05,12.79,Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 08.12;79 (72) Авторы изобретения

С. Б. Камочкин, Ю. П. Семенов и О. А. Шв (71) Заявитель (54) ОБРАЗЦОВЫЙ КОНДЕНСАТОР. ПОСТОЯННОЙ

EMKOCTH

Изобретение касается электроизмерительной техники. Образцовый конденсатор может применяться в метрологии при точных измерениях параметров электрических цепей.

Известен образцовый конденсатор, содержащий внешний электрод, выполненный в виде стакана и внутренний - выполненный полым, причем ко дну внешнего электрода прикреплен дополнительный цилинд.10 рический электрод, охватываемый внутренним электродом.. При этом электроды .выполнены из материалов,с различным температурным коэффициентом линейного расширения (TKIIP) tlj. т5

Однако применение для изготовления электродов материалов с различными значениями ТКЛР приводит к механическим напряжениям в электродах и к снижению термоустойчивости. В переходном температурном режиме, т. е. при неравенстве температуры различных электродов и основания, температурные коэффициенты емкости (ТКЕ) значительно превосходят ) теоретически рассчитанные значения для статического режима..

Наиболее близким.по технической сущности к предложенному является образцовый конденсатор постоянной емкости, содержащий цилиндрические коаксильные электроды, установленные на противоположных торцах цилиндрического держате-М.

Однако в этом конденсаторе не скомпенсиоровано температурное изменение активной длины электродов и, низкий температурный коэффициент емкости (ТКЕ) может. быть достигнут лишь при использовании для изготовления электродов и держателя, материала-с низким темпера-. турным коэффициентом линейного расширения. Металлы с низким ТКЛР магнитны т трудны в механической обработке и до роги, что обусловливает узкий частотный диапазон, сложность технологии изготов.ления и высокую стоимость изготовленных из них конденсаторов. Конденсаторы этого типа чувствительны к темпераД = о(+ 1- >

Z —. C

2ж6 о Э„

И, "

3 7024

"турйым градиентам, что снижает их временную стабильность.

Цель изобретения — повышение температурной стабильности. емкости.

Для этого в известном образцовом конценсаторе постоянной емкости, содер-. жащем цилиндрические коаксиальные электроды, установленные на противоположных торцах цилиндрического держателя, торец каждого электрода расположен . 10 в плоскости крепления этого электрода к держателю, а держатель выполнен из материала с низким температурным коэф-фициентом линейного расширения, например кварца, причем держатель выполнен 15 из диэлектрического материала, а его цилинцрические поверхности металлизи« рованы и заземлены.

На чертеже представлен образцовый конденсатор. Образцовый конденсатор 20 г содержит цилиндрические,.коаксиальные электроды 1 и 2, закрепленные на торцах цилиндрического держателя 3, выполненного из электроизоляционного материала с низким значением температурного коэффициента линейного расширения, например из кварца. Боковая поверхность держателя металлизирована и слой металлизации 4 заземден.

Конденсатор работает следующим образом. Емкость конденсатора определяется выражением

17 4 ра E равна длине держателя 3 и ее изменение определяется температурным коэффициентом линейного расширения последнего А . Значение Со в десятки раз меньше значения С и ее влиянием на температурный коэффициент емкости (ТКЕ) можно пренебречь. При этом температурный коэффициент емкости конденсатора где А - температурный коэффициент относительной диэлектрической

-6 проницаемости (с - = -1,5.10

1/К для сухого воздуха,d. <1.10 1/K для инвара или кварца).

Таким образом, температурный коэффициент емкости конденсатора составляет величину порядка (0,5 ф 1 ) . 1 0 1/К вне зависимости от материала электродов. В отличие от известных термокомпенсированных конденсаторов предлагаемый образцовый конценсатор стабильно сохраняет свои свойства (значение емкости и ТКЕ) и при неодинаковой температуре электродов и в переходном температурном режиме. Предлагаемые конденсаторы могут быть изготовлены в диапазоне номинальных значений от единиц цо тысячи пикофарад. Они не требуют для изготовления электродов материалов с низкими значениями температурного коэффициента линейного расширения, что позво лит применять их в широком диапазоне частот и обуславливает простоту и достаточно низкую стоимость изготовления. где Я - электрическая постоянная

- относительная диэлектричес

Ь

40 кая проницаемость среды, заполняющей внутренний объем конденсатора; — активная длина конденсатора;:

И вЂ” число элементарных емкостей

45 конденсатора (на чертеже показан конденсатор с чис- лом и =2); D„.ф — диаметр внешнего и внутреннего электрода р --го эле50 ментарного, конденсатора, С вЂ” краевая и установочная емкости.

При изменении температуры все размеры электродов -изменяются в одинако55 вом соотношении, поскольку электроды выполнены иэ одного и того же материа-. ла и отношение диаметров . остается неизменным. Активная длина конденсатоа;.

Формула изобретения

1. Образцовый конденсатор постоянной емкости, содержащий цилинцрические коаксиальные электроды, установленные на противоположных торцах цилиндрического держателя, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности емкости, торец каждого электрода расположен в плоскости крепления этого электрода к цержателю, а держатель выполнен из материала с низким температурным коэффициентом линейного расширения, например, кварца.

2. Образцовый конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что держатель выполнен иэ диэлектрического мате70241 риала, а его цилиндрические поверхности металлизированы и заземлены.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

7 6

1. Авторское свидетельство СССР

N270893,,кл. Н 01 G 1/01, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 466561, кл. Н 01 G 4/36, 1975 (прототип).

Составитель В. Евпаков

Редактор B. Санирштейн Техред Н, Яабурка Корректор Н. Стец

Заказ 7600/48 Тираж 923 Подписное .

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4