Датчик для измерения удельной емкости фольги Советский патент 1991 года по МПК G01R27/26 H01G1/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике в конденсаторост- роении и может быть использовано для измерения „удельной емкости фольги, идущей на изготовление электролитических конденсаторов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика путем возможности изменения в известное число раз емкости измерительного электрода с сохранением однородности электрического поля у поверхности измеряемого участка фольги.

На чертеже изображен датчик для измерения удельной емкости фольги.

Датчик содержит диэлектрическое основание 1, измерительный электрод 2, выполненный в виде свернутых спирально в плотный пакет двух лент 3, 4 из фольги,

изолированных друг от друга двумя лентами 5, 6 из диэлектрика, охранный электрод 7, выполненный в виде свернутой в спираль ленты 8 из фольги, витки которой разделены лентой 9 из диэлектрика.

Измерительный и охранный электроды изолированы друг от друга лентой 10 из диэлектрика. Выводы 11 от охранного электрода, выводы 12 и 13 от лент 3 и 4 измерительного электрода выведены через отверстия 14, 15 и 16 диэлектрического основания 1.

Измерение удельной емкости фольги с использованием датчика заключается в следующем. Датчик в электролите размещают около поверхности измеряемой фольги параллельно ей. Плоскость поверхности измерительного 2 и охранного 7 электродов должна находиться на таком расстоянии от

О Ч)

00

поверхности фольги, чтобы не было соприкосновения электродов датчика и фольги. Максимальное расстояние определяется сохранением однородности электри- ческого поля в зоне измерения у поверхности фольги, то есть зависит от ширины охранных электродов и диапазона измерения тангенса угла диэлектрических потерь измерительного прибора, так как сопротивление объема электролита между измерительным электродом и измеряемым участком фольги входит в сопротивление активных потерь измеряемого конденсатора. Подключают фольгу к одной клемме прибора для измерения емкости, а выводы 12 и 13 датчика - к другой.

Проводят первое измерение емкости, причем на охранном электроде 7 поддержи- эают потенциал, равный потенциалу изме- )ительного электрода 2.

Затем один из выводов 12 или 13 отключают от прибора для измерения емкости и аналогично проводят второе измерение емкости. Затем по результатам двух измерений определяют емкость измеряемого участка фольги

г, CiC2(n-1)

nCi-C2 где Сф - емкость фольги;

Ci, С2 - результаты первого и второго измерений емкости;

п - относительный коэффициент изменения емкости измерительного электрода. А при необходимости определяют емкость измерительного электрода Си

г - С1 °2 (п 1) Си n(C2-Ci)

Для повышения точности измерения плотности тока через измерительный электрод 2 при первом и втором измерениях необходимо поддерживать одинаковыми. Это объясняется следующим. При сообщении электроду некоторого количества электричества, происходит соответствующее изменение потенциала электрода, что вызывает изменение емкости двойного слоя, Сохранение плотности тока через измерительный электрод 2 при первом и втором измерениях приводит к тому, что ему сообщается такое же удельное количество электричества, то есть изменение удельной емкости двойного слоя будет таким же. Поэтому используемая емкость измерительного электрода 2 при

отключении выводов 12 или 13 уменьшится в два раза.

Равномерное распределение поверхности измерительного электрода 2 и выравнивание неоднородности электрического поля приводит к тому, что сохранится площадь измеряемого участка фольги. Емкость измеряемого участка фольги при втором измерении практически останется неизменной,

хотя плотность тока через него изменится пропорционально изменению поверхности измерительного электрода 2. Это объясняется тем, что для изготовления электролитических конденсаторов применяется фольга

из вентильных металлов (например, алюминия), которые всегда покрыты слоем оксида, естественного или искусственного, причем оксид является полупроводниковым материалом, а емкость границы полупроводникраствор определяется непосредственно свойствами и толщиной полупроводникового материала. Поверхность измерительного электрода 2 - это поверхность торцов лент 3, 4 фольги при первом измерении и ленты

3 (или ленты 4) при втором измерении, обращенных при измерении в сторону фольги. Использование датчика для измерения удельной емкости фольги позволяет повысить точность измерения удельной емкости

фольги, так как непосредственно по результатам двух измерений можно определить параметры измерительных электродов и учесть их при точном определении удельной емкости фольги. Возможность определения

параметров измерительных электродов без дополнительных средств снижает требования, предъявляемые к измерительным электродам датчиков, а именно, к величине емкости двойного слоя измерительных электродов.

Формула изобретения Датчик для измерения удельной емкости фольги, содержащий диэлектрическое основание и размещенные на нем в одной

плоскости измерительный электрод, выполненный в виде плоского цилиндра, и охранный эдектрод, окружающий его, электрически изолированные друг от друга, отличаю-i ч.„ щ и и с я тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей датчика, измерительный электрод выполнен из двух спирально свернутых лент фольги, изолированных друг от друга двумя диэлектрическими лентами.

Л

//

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для измерения удельной емкости фольги при изготовлении электролитических конденсаторов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика - достигается путем изменения в известное число раз емкости измерительного электрода с сохранением однородности электрического поля у поверхности измеряемого участка фольги. Датчик содержит диэлектрическое основание 1, измерительный электрод 2, выполненный в виде свернутых спирально в плотный пакет лент 3, 4 из фольги, изолированных друг от друга лентами 5 и 6 из диэлектрика, охранный электрод 7, выполненный из фольги в виде свернутой в спираль ленты 8, изолированной лентой 9, измерительный и охранный электроды изолированы друг от друга лентой 10, выводы 11 от охранного электрода, 12 и 13 от лент 3 и 4 измерительного электрода выведены через отверстия 14,15, 16 диэлектрического основания 1. 1 ил.