СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ ЕМКОСТИ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ С НИЗКОЙ ДОБРОТНОСТЬЮ Советский патент 1972 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к сиособа,м измерения распределенной емкости катушек индуктивности с низкой добротностью, резонансные свойства -которых .выражены очень слабо, так как потери энергии магнитного поля на гистерезис и вихревые токи в сердечнике не иозволяют получать колебаний при прерывании тока.

Известные способы определения межвитковой емкости индуктивных элементов состоят в том, что через испытываемый индуктивный элемент пропускают постоянный ток в течение времени, достаточного для прекращения переходных процессов образования магнитного поля, затем выключают питание и напряжением самоиндукции индуктивного элемента заряжают межвнтковую емкость до определенного напряжения, затем разряжают ее через разрядное устройство до другого нанряжения, причем разрядов может быть несколько, и измеряют количество электричества, протекшее через разрядное устройство, а искомую емкость вычисляют по формуле:

С

n(U,Ui)

где: q п Ui

количество электричества; число разрядов;

напряжение, до которого разряжают межвнтковую емкость. Для новышения точности измерения за счет увеличения разности Ui-Uz и увеличения быстродействия за счет сокращения числа разрядов но предлагаемому способу .межвитковую или собственную ем-кость определяют из соотношения ма ксимального напряжения самоиндукции на катушке нндуктивностн с

собственной емкостью и дшксимального напряжения самоиндукции с параллельно подключенной эталонной емкостью при прерывании постоянного тока, проходящего через катушку индуктивности. Каким бы сложным

ни было распределение паразитных емкостей в катущ:ке пндуктивности при измерении емкости, но данному способу определяется собственная емкость, т. е. некая эквивалентная сосредоточенная е.мкость, приведенная к зажимам катушки индуктивности, например, к выводам обмотки электромагнитного реле.

На чертеже представлен вариант устройства, реализующего предложенный способ. Катушка индуктивности 1 с ферромагнитным сердечнико.м, собственной ем.костью 2 и омическим сопротивлением 3 подключена к устройству через разъемы 4 или подсоединена любым другим известным приемом. В состав устройства входит источник 5 постоянного

что:бы подчеркнуть, что в данном устройстве желательно применять источник интаиия с низким внутренним сопротийлением, реле 6 запуска, кнопка 7 запуска реле 6 от .источника 8 питания, контакт 9 реле 6, тумблер 10 для подключения эталонной емкости 11, разъем 12 или другое известное устройство для подключения импульсного вольтметра 13 или другого измерительного устройства, предназначенного для этих целей, иа-нример, осциллографа. На чертеже показаны также иаразитные емкости, которые необходимо учитывать ири обработке результатов замеров: входная емкость 14 измерительного вольтметра 13, емкости монтажа 15 и 16 устройства, приведенные к разъемам 4 катушки индуктивности.

В данном устройстве в качестве контакта 9 используется ртутный контакт, хотя можно применить и электронный ключ, который, как и ртутный контакт, отличается высокой скоростью отключения нагрузки от источника питания и отсутствием дребезга.

При отключении катушки индуктивности от источника 5, контактом 9, реле 6 магнитиая энергия катушки переходит в энергию электрического поля собственной емкости и ОКазьгвается равной

г 1 к ,

1Г,..

где: С); - собственная емкость катушки индуктивности;

t/kj - амплитуда напряжения самоиндукции на собственной емкости в момент отключения, которая определяется импульсным вольтметром 13.

Затем тум1блером 10 параллельно исследуемой катушке подключают эталонную емкость 11, замыкают контакт 9, а затем повторяют процесс определения алшлитуды напряжения самоиндукции на .конденсаторе, емкость которого равна сумме собственной емкости катушки и эталонной емкости. Энергию электрического поля при повторном измерении определяют формулой:

(.)W,,,

где Cit - собственная емкость катушки индуктивности ;

Сэт - эталонная емкость; (/);. - амплитуда импульса напряжения самоиндукции на собственной емкости катушки с параллельно подключенным эталонным конденсатором известной ем.кости. Так как потери энергии магнитного поля катушки на гистерезис и вихревые токи в сердечнике одинаковы как при измерении t/ki

так и при измереиии U , то в энергию электрического поля преобразуется одинаковая часть запасенной в магнитном иоле энергии,

т. е. Г,, Гз

или

(С + С,,)-и,

j откуда

Сзт

1

- 1

..

Устройство работает следующим образом. Через ра.зъем 4 подключают катушку индуктивности в цепь питания от источника 5 через контакт 9, затем нажимают на кнопку 7, ири этом срабатывает реле 6 и размыкает контакты 9, а им.пульсный вольтметр фиксирует напряжение (У, Затем отпускают к«опку 7, .записывают показания .импульсного вольтметра и тумблером 10 подключают эталонную емкость 11 к .катушке индуктивности. Для получения второго замера приводят импульсный вольтметр в исходное состояние и нажимают на кно.пку 7 и далее, как в первом замере. Полученные данные замеров (7,. и

к., используют для вычисления собственной емкости CK по формуле (1).

Предмет изобретения

Способ из.мерения собственной емкости катушек индуктивности с НИЗ.КОЙ добротностью, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса . измерения, через катушку индуктивности пропускают постоянный ток в течение времени, превышающего время переходных процессов включения, затем отключают ток от катушки с собственной емкостью, параллельно катушке индуктивности подключают эталонный конденсатор, вновь через катушку индуктивности пропускают постоянный ток такой же величины, обрывают цепь питания и подсчитывают искомую емкость по формуле

CK

к, Y J

и,

К-2

где емкость эталонного конденсатора; f/Kj- амплитуда импульса напряжения самоиндукции на собственной емкости катушки;

UK,,- амплитуда кмпульса напряжения самоиндукции на собственной емкости катушки с параллельно под.ключенным эталонным конденсатором известной емкости.