Устройство для сличения мер емкости Советский патент 1992 года по МПК H03H11/00 

ел

с

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для поверки мер емкости по тангенсу угла потерь tg б и преимущественно на повышенных частотах (0,1-1.0 МГц). Целью изобретения является повышение точности. Для этого устройство содержит подставку, мост-компаратор, клеммы, токопроводы, перегородку и изолирующую прорезь. Особенностью изобретения является включение последовательно с токопроводами резисторов, причем активные сопротивления пар введенных резисторов соответственно равны соотношению 2:3:6:6. Другими отличиями изобретения являются выполнение токопроводов и резисторов в виде проводящих полосок на диэлектрическом основании и введение экрана между ними. 1 з.п.ф-лы.2 ил. 1 табл.

1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки мер емкости по тангенсу угла потерь tg д , преимущественно на повышенных частотах (0,1-1.0 МГц).

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для сличения мер емкости: на фиг.2 - конструкция выполнения суммирующей конденсаторной подставки.

Устройство для сличения мер емкости содержит суммирующую конденсаторную подставку 1. мост-компаратор 2, соединенные последовательно, и клеммы 3 для подключения сличаемых мер емкости, а также токопроводы 4, экранирующую перегородку

5 клемму 6 Выход, изолирующую прорезь 7.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую меру или совокупность параллельного соединения оставшихся мер, имеющих в сумме тот же весовой коэффициент, устанавливают поочередно на клеммы 3, указанные для данного сличения в таблице. К клемме 6 подключают мост-компаратор и проводят разновременное сравнение меры и совокупности мер, измеряя разности тангенса угла потерь.

Значения искомой величины для каждой исследуемой меры определяют на основании tg($4, исходной меры А 1 и полученных разностей:

XI

О

VI XI

со ю

4А/1) RC3 Ci ,

при втором измерении в сличении (см.

31707739

y st+b-tqa,,

ia.tQffMfctgu+uU&j Ј « 2 г7 i формулу (3))

4Mf. 5 ,.ч w

, к , ь, «,„ . f , jp „ , лM2j (6RCi+2 -3RC2)6(uRCi. .,|(2ulqf,46(P|; +

, .(б&Ц( + г.6ьЦ§}+ ьЦЈв .

10

Следовательно, разность погрешностей Ад и & обращается в нуль, т.е. влияние активного сопротивления токопровоВ результатах измерений тангенсь углаД°в к гнездам суммирующей

потерь при проведении сличений появляют-конденсаторной подставки полностью искся неизбежные в таких случаях погрешно-лючается.

сти, обусловленные активным15 Для мер с большими весовыми коэффисопротивлением токепроводов, в данномциентами А4 и Аю не удается непосредстслучае активным .сопротивлением RJ лучейвенно получить постоянство погрешностей

проводящих пластин.А|1 и А«Р даже в самых оптимальных

При измерении tg б исследуемой мерывариантах (таблица, сличения 6-е и 8-е). ТогдС1) - w R х Сх (2) Аа проводят несколько дополнительных

где о - номер сличенийсличений мер с меньшими весовыми коэфПри измерении tg д совокупности мер,фициентами, используя другую комбинаимеющих в сумме тот же весовой коэффици-Чию установки этих мер на клеммах 3-1,

ентотличную от комбинации установки в основ 25 ном сличении. Меры в дополнительных сли. г чениях приобретают необходимые добавки,

Д(2) Ј - -coRj.i -R).i(3)которые компенсируют до нуля результиру .ющую погрешность Aq в результатах слиРезультирующая погрешность Дд.оче-чении мер с большими весовыми

видно, равна разности30 коэффициентами. В таблице указаны три та- - (4)ких дополнительных сличения: сличение 2-е Для удобства расчетов каждую емкостьдля меры Ai, используемое при расчете тан- в формулах (2) и (3) выразим через емкостьгенса угла потерь мер Аз и Аю: сличения 5-е Ci меры Ач с весовым коэффициентом 1. аи 7-е соответственно для мер Аз и А4, неактивное сопротивление лучей 4 проводя-35 пользуемые при расчете тангенса угла по- щей пластины примем равным 2R. 3R, 6R,терь меры АЮ.

где R - единичное (любое) сопротивление.Оценим влияние токопроводов в наибоТогда погрешности Ар и д|2)лее сложном случае: при сличении меры Аю.

можно представить в виде40 Аля этого используем последнюю формулу

Г Л ( Оиз сводки )- ажДая из входящих в нее

А| / К , (5)величин Atg (3q имеет погрешность

д. 1) KC 2 a) R Ci , (6)Aq К, w R Ci . Поэтому формулу можно

где и К0 - безразмерные коэффициен-переписать в виде

ты.

Значения коэффициентов K(1)q и 62, а 45 (Зюдейст +0.1 (бAi + Aj +6АЗ + также их разность представлены в таблице. Как видно из таблицы (сличения 1,3 и 4-е),

результирующая погрешность для мер с+з А4 +з AS +4 AV ) + Ag. меньшими весовыми коэффициентами AIАз равна нулю при использовании подходя- 50 Значения коэффициента Kq для каждой щих клемм 3.из величин Ai, А2 .. приведены в графе 9

Например, при 4-м сличении меры Аз и таблицы. Подставляя, получим сочетания параллельного соединения мер

Ai и А2 исследуемую меру А устанавливают дейст. 4-fURd {0.1 (б о + 1+ на клеммы 3-1, а меры Ai и А2-на клеммы ээ +6.0+3-о-з-3-4-7) + з 6 (8) 3-3 и 3-2 соответственно. Погрешности по 1в(510+U RCI (-з.б+з.б) t 86io+о . tg д в этом случае составляют: Таким об ом „ результатах сличений

при первом измерении в сличении (см. мер с весовыми коэффициентами формулу (2))также полностью исключается влияние акА/1) RC3 Ci ,

при втором измерении в сличении (см.

мулу (3))

10

тивного сопротивления токопроэодов к гнездам суммирующей конденсаторной подставки.

До сих пор рассматривались сличения мер емкости из набора с весовыми коэффи- циентами 1,2.3,4,10. Аналогично можно показать, что все преимущества устройства сохраняются и для мер из набора с весовыми коэффициентами 1,2,2,5,10.

Для подгонки активного сопротивления гнезд в отношении 2:3:6:6 нет необходимости в точном измерении этих величин. Достаточно иметь измерительный мост необходимой чувствительности по tg д (порядка 1.) и набор мер емкости с весовы- ми коэффициентами 1,2 и 3.

Подгонку проводят следующим образом.

Измеряют тангенс угла потерь меры с весовым коэффициентом 1. подключают ее к клемме 3-3 суммирующей конденсаторной подставки и вновь измеряют tg д . Разность двух результатов измерений дает поправку на влияние активного сопротивления токопроводов клеммы 3-6. То же проде- лывают с мерами, имеющими весовые коэффициенты 2 и 3, только подключают их соот; зенно к клеммам 3-2 и 3-3. Заданное соотношение активных сопротивлений, очеви .. установится в случае равенства полу мых разностей. Грубую подгонку к этому равенству осуществляют изменение ширины лучей (при их одинаковой длине и толщине), очную - с помощью изолирующих прорезей. Благодаря изготовлению проводящих пластик из тонкой фольги подгонка сохраняется в широком диапазоне частот (до 1 МГц).

Формула изобретения 1 .Устройство для сличения мер емкости, содержащее суммирующую конденсаторную подставку и мост-компаратор, соединенные последовательно, первые, вторые, третьи и четвертые пары клемм для подключения слагаемых мер емкости, которые соединены соответственно с первой, второй, третьей и четвертой парой входов суммирующей конденсаторной подставки, причем первая, вторая, третья и четвертая пары входов суммирующей конденсаторной подставки через первую, вторую, третью и четвертую пары токопроводов соединены с ее суммирующим выходом, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первая, вторая, третья и четвертая пары резисторов, которые включены последовательно соответственно с первой, второй, третьей и четвертой парами токопроводов. причем активные сопротивления первой, второй, третьей и четвертой пар введенных резисторов соответственно равны отношению 2:3:6:6.

Фиг. 1