Способ измерения постоянной времени конденсаторов методом саморазряда Советский патент 1956 года по МПК G01R27/26 

Широко применяемый, в основном, в лабораторной практике способ измерения постоянной времени конденсаторов методом саморазряда, при котором измеряется остаточное напряжение на конденсаторе через определенный промежуток времени после отключения его от источника напряжения, имеет ряд существенных недостатков. Так, для достижения удовлетворительной точности необходимо получить значительное относительное снижение напряжения на конденсаторе, что требует значительного времени разряда. К недостаткам этого метода относится также изменение напряжения во время измерения, что является нежелательным, а в некоторых случаях совершенно недопустимым, так как параметры конденсатора и шунтирующего его сопротивления могут зависеть от величины напряжения.

Кроме того, этот метод связан со значительными трудностями при проведении массовых измерений.

Предлагаемый способ измерения постоянной времени конденсаторов предусматривает устранение недостатков, присущих обычному методу саморазряда, и увеличение точности измерений, при сохранении основньа Т1реимун1еств этого метода.

В основу предлагае.мого способа положено сравнение скорости спадания напряжения на измеряемом конденсаторе со скоростью спадания напряжения на конденсаторе «эталонной цепи, осуществляемое путем измерення разности потенциалов между одноименными по знаку заряда обкладками измеряемого и «эталонного конденсаторов, возникающей за счет различия в величинах постоянной времени «эталонной и измеряемой цепей.

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ измерения постоянной времени конденсаторов по методу саморазряда; на фиг. 2 - принципиальная схема одного из возможных вариантов устройства для осуществления этого способа.

В положении / двухполюсного переключателя К (фиг. 1) производится заряд от источника постоянного тока Б двух параллельно соединенных конденсаторов, один из которых - измеряемый конденсатор Сх - щунтирован сопротивлепием RX, а другой - «эталонный - конденсатор С;, щунтироваи сопротивлением R:, .

Затем переключатель К переводится в положение 2. при котором происходит самс)) 11з.мсрясмо1о копдеисатора Сх и эталонного конденсатора С,, на сопротивления R. и /.9 в течение пекоторогч) времени 1,,. В том случае,если значения ностояиной времеии эталонного и измеряемого конденсаторов различны, между Точками и и б возникает разность потенциалов, величина и направление которой регнстрируются чувствительным нрибором Я ири переводе переключателя К в положение 3.

Ясно, что в случае равенства ностояиных времени эталонного и измеряемого конденсаторов напряжение межд} точками и и б будет равно нулю. В случае, если /,, С ,., , между точками а и б возникает разкость нотенциалов, нротивоноложная но направлению разности нотенцпа;юв между этими точками в том случае, если/(., С.., „/,-(-.v Иначе говоря, имеется возможность сравнения величины постоянной времени измеряемого конденсатора и эталонного путем измерения разности потенциалов между точками а и б.

Таким образом, сугцность предлагаемой методики определения постоянной времени конденсаторов заключается в сравнении скорости снадания напряжения на измеряемом конденсаторе нри саморазряде со скоростью спадания напряжения на эталоне, состоящем из эталонного конденсатора С.ч п эталонного сопротивления , путем измерения разности потенциалов между одноименными по знаку заряда свободными обкладками измеряемого и эталонного конденсаторов, возникающей за счет различия в скоростях потери заряда (саморазряда) указанных конденсаторов.

Пред.шгаемый способ измерения, являющийся в отличие от обычного диффере1щиальным, обладает всеми нреимун1.ествами дифференциальных .методов и, кроме того, отличается от известных дифференциальных методов своеобразием объектов измерения, а именно тем, что сравниваемые величины (напряжения на конденсаторах в условиях саморазряда) ненрерывно спадают с течением времени.

Имеются следующие возможности при,менения данпо Ч) метода- для

онрсде.тепия постоя1Н1ой времени конденсаторов.

1.Нулевой способ определения RC осуществляется нутем подбора велнчшно y.v ,, с таким расчетом, чтобы разность 1готепцна,тов . точками а и б равнялась, . При этом определяется искомая постоянная времени из соотнощения /... C. Rf, С я с весьма высокой точностью, которая зависит от точности эта.тона и чувсгвитс.чыюстл пулевого прибора.

2.Разбраковка конденсаторов нм величине постоянной времени ироизводится путем установки с помощью эталонного конденсатора С, и сонротивления Д., значения /.:, С., , равного предельному допустимому для данного тина конденсатора. После подключения испытуемого конденсатора переключатель К последовательно переводится в положения /, 2 и 3, и о пригодности конденсатора судят по направлению отклонения чувствительного прибора в положении 3 переключателя /С.

3.Определепие постоянной времени по величине разности потенциалов между точками а и б (способ разбаланса) осуществляется с помощью чувствительного прибора с больщим входным сонротивлением и малой входной емкостью, выбирая определенное значение R-з С, и время / , можно по величине разности потенниа.тов между точками а и б опреде,ЧИТЬ RxCx .

На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа измерения постоянной времени конденсаторов.

В этом устройстве в качестве ну.тевого прибора применен ламповьп вольтметр П на лампе 6Ж7 в триодном включении, собранный по мостовой схеме, причем сопротивление анод-катод .тампы яв 1яется одним из плеч моста. Индикатором баланса моста служит световой гальванометр Г. Измеряемое напряжение подается на сетку лампы через трехнолюсный переключатель К.. Эталонный магазин емкости С:-, состоит из отдельных стирофлексных конденсаторов Сь С-... С«. Эталонное сопротивлегп1е собрано из последовательjio включенных сопротивления i (или ) и магазина сопротивлений 3- Все элементы схемы тщательно экранированы.

Для осуществления измерения по нулевому способу на эталонном конденсаторе и сопротивлении устанавливается некоторое значепие R., с,,, подключается измеряемая цепь/ лСх (например, бумажный конденсатор), и переключатель К переводится в положение }. При этом сетка лампы закорочена, измеряемый и эталонный конденсаторы соединены нараллельно н подключены к источнику напряжения С/о, По окончании зарядки переключатель /С переводится в положение 2, в котором сетка закорочена, а одноименные по знаку заряда обкладки конденсаторов размыкаются и отключаются от источника напряжения. В положении 2 переключатель К выдерживают определенное время, в течение которого между упомянутыми обкладками конденсаторов возникает разность потенциалов за счет различия в постоянных времени. Далее переключатель /С переводится в положение 3, в котором цепь короткого замыкания сетки размыкается, измеряемое напряжение подается на сетку лампы и гальванометр дает отклонение от нуля в определенную сторону. Меняя установку/., Cv и переводя переключатель последовательно в положения /, 2, 3, добиваются отклонения гальванометра в противоположную сторону. Производя далее операцию в той же последовате.ггьности, добиваются того, чтобы при максимальной чувствите чьности гальванометра отклоне1тия его в положении 3 перек.;почате.;1я Л не происходило. Чувствительность схемы можно увеличить, увеличивая время разряда конденсаторов.

Для разбраковки конденсаторов устанавливают значение/.. С, , равное номинальному, и производят описанные выше переключения. Направление отклонения гальванометра позволяет сравнить измеряемую ве-яичину C.V с номинальным значением. При процентной разбраковке тикала прибора может быть отградуирована в процентах отклонения номинала расчетным нли опытным путем.

Для измерения по способу разба/laHca устанавливают определенное значение Ra С,, переводят переключатель пос чедовательно в ноложения 1, 2, 3 vi отмечают величин ; отклонения прибора. Затем по таблице или графику определяют искомое значение R.C..

П р е д м е т изобретения

Способ измерения постоянной времени конденсаторов методом саморазряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение производят сравнением скорости потери заряда на измеряемом конденсаторе со скоростью noiтери заряда на конденсаторе «эта.тонной цепи путем измерения разности потенциалов между одиоименiibi.ni по знаку заряда обкладками измеряемого и «эталонного конденсаторов, возиикаюш;ей за счет различия в величинах постоянной времени «эталонной и измеряемой цепей.