Устройство для измерения тангенса угла диэлектрических потерь и определения относительной диэлектрической проницаемости Советский патент 1990 года по МПК G01R27/26 

ел

со

vj

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров конденсаторов и диэлектрической проницаемости диэлектриков.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения активных потерь и опредена два, и далее через фазоинвертор 3 - на компенсирующий резистор 5 (Rp). На этом резисторе пр рисходит компенсация активной составляющей тока, что достигается перемещением подвижного контакта резистора 5 (R,), определяемая по минимуму показаний милливольтметра 6, а реактивная сос

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения параметров конденсаторов электрической емкости путем раздельного измерения падения напряжения, создаваемого активной и реактивной составляющими полного тока. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей измерения при больших углах тангенса диэлектрических потерь. Для этого в устройстве осуществляются компенсация активной составляющей тока, протекающего через конденсатор на образцовом резисторе, и измерение падения напряжения, вызываемого реактивной составляющей тока, протекающего через конденсатор. Устройство содержит генератор 1, делитель 2 напряжения, фазоинвертор 3, измеряемый или измерительный конденсатор 4, образцовый переменный резистор 5, милливольтметр 6. 1 ил.

ления емкости конденсатора и точное-|л тавляющая тока, протекающего по резистору 5 (Rj), создает падение напряжения на последнем, которое фиксируется милливольтметром 6.

По значению известного сопротив- JJ ления резистора R определяют активные потери в диэлектрике конденсатора (т.е. сопротивление изоляции между обкладками конденсатора) R, а по показанию милливольтметра 6 определяют тангенс угла диэлектрических потерь, причем устройство может измерять tgcT 1. Функциональная зависимость напряжения на милливольтметре 6 определяется формулой:

25

ти определения относительной диэлектрической проницаемости в области больших значений.

На чертеже изображено устройство для измерения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.

Устройство состоит из генератора 1, делител я 2 напряжения, фазоин- вертора 3, измеряемого или измеритель- ного конденсатора 4, образцового переменного резистора 5, милливольтметра 6 и двух клемм 7 и 8 для подключения измеряемого или измерительного конденсатора 4. Делитель 2 напряжения в отношении 1/2 делит напряжение генератора 1. Сопротивление R представляет собой сопротивление утечки измерительного или измеряемого конденсатора 4 при параллельной схеме замещения с емкостью С. . Выход генератора 1 соединен с общей шиной и клеммой 7 для подключения . измерительного или измеряемого конденсатора, а тарже с входом делителя 2 напряжения, выход которого соединен 35 .с общей шиной и входом фазоинвертора 3. Выход последнего соединен с общей шиной и клеммой 8 для подключения измерительного или измеряемого конденсатора, движком образцового переменного резистора 5 и входом милли- вопьтметра 6, второй вывод входа милливольтметра 6 и второй вывод образцового переменного резистора 5 соединены с .общей шиной.

и

1

2 If 1 По измеренным R

+ tgV

и tgcT

30

40

.. е- определяется расчетньм путем емкость измеряемого конденсатора по формуле

г -1

21Г

где f - частота генератора 1.

Если к клеммам 7 и 8 подключен измерительный конденсатор с измеряемым диэлектриком, то можно расчетным путем определить и относительную диэлектрическую проницаемость по формуле

с Ск.

--5 .

I

Устройство работает следующим образом.

Напряжение Е частотой f с генератора 1 подается на цепочку, состоящую из последовательно включенных измерительного или измеряемого конденсатора 4 (С, подключенного к клеммам 7 и 8, и образцового резистора 5 (RO), по которой протекает комплексный ток. Одновременно это же напряжение Е с генератора 1 подается на делитель 2 напряж ия, который делит величину исходного напряжения

где Сд - значение емкости измеритель- 45ного конденсатора.

Наилучшая область применения дан- лого устройства находится в интервале значений тангенса угла диэлектрических потерь 1-100.

50

Формула изобретения

Устройство для измерения тангенса угла диэлектрических потерь и опреде- - ления относительной диэлектрической проницаемости, содержащее источник переменного напряжения и измеритель- ньй блок, о.тличающееся тем, что, с целью повышения точности

и

5

2 If 1 По измеренным R

+ tgV

и tgcT

0

40

.. е- определяется расчетньм путем емкость измеряемого конденсатора по формуле

г -1

21Г

где f - частота генератора 1.

Если к клеммам 7 и 8 подключен измерительный конденсатор с измеряемым диэлектриком, то можно расчетным путем определить и относительную диэлектрическую проницаемость по формуле

с Ск.

--5 .

35

где Сд - значение емкости измеритель- 45ного конденсатора.

Наилучшая область применения дан- лого устройства находится в интервале значений тангенса угла диэлектрических потерь 1-100.

50

Формула изобретения

Устройство для измерения тангенса угла диэлектрических потерь и опреде- ления относительной диэлектрической проницаемости, содержащее источник переменного напряжения и измеритель- ньй блок, о.тличающееся тем, что, с целью повышения точности

51597777б

измерения и расширения Функциональ-рога соединен с одним из контактов ных возможностей, в него введены .переменного резистора, входом изме- депитель напряжения с коэффициентом рительного блока и выходом фазоин- деления 1:2, фазоинвертор и образцо- .вертора, вход которого соединен с вый регулируемый резистор, причемвыходом делителя напряжения, вторые выход генератора подключен одновре-контакты переменного резистора, ис- менно к входу делителя напряжения иточника переменного напряжения, дели- к одному из электродов измерительноготеля напряжения и фазоинвертора под- конденсатора, второй электрод кото- JQключены к общей шине.