УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ С БОЛЬШИМИ ПОТЕРЯМИ Советский патент 1973 года по МПК G01R27/26 G01R27/26 

I

Известны устройства с помощью которых можно определить малую емкостную составляющую на фоне больщой активности и в которых используется свойство контура с параметрами, обеспечивающими равенство ,5.

Однако существенным недостатком этих устройств является необходимость уравновещивания по двум параметрам, причем особо тщательное уравновещивание необходимо по активной составляющей, которая не подлежит измерению.

Цель изобретения - повыщение точности измерения емкости конденсаторов.

Для этого предлагаемое устройство снабжено вторичной резонансной цепью, индуктивно связаной с последовательным резонансным контуром, состоящей из двух параллельных ветвей, одна из которых образована катущкой индуктивности и параллельно включенными первым измеряемым конденсатором, второй катущкой индуктивности и калиброванным конденсатором переменной емкости, а другая - конденсатором и параллельно включенными калиброванным и вторым измеряемым конденсатором, идентичным первому, причем элементы вторичной резонансной цепи связаны между собой следующими соотношениями:

,(C, +

С,

Ct + Cj

() С,;

IjZi;()L.,,

где Ci - емкость конденсатора второй ветви вторичной резонансной цепи;

I

- 1ti Г

1 -

Cs - емкость калиброванного конденсатора;

LI и /-2 - катущки индуктивности первой ветви вторичной резонансной цепи; со - угловая частота колебаний генератора высокой частоты.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - векторные диаграммы схемы детектирования.

Генератор высокой частоты 1 с параллельным резонансным контуром индуктивно связан с фазовым дискриминатором 2. Элементы /о-/-Гр-Сг;-LP образуют настраиваемый контур в первичной цепи. Напряжение Со с фазового дискриминатора 2 через электромагнитные связи с катушками L и /о имеют

разницу фаз, равную 90°С, т. е., когда вторичная цепь разомкнута или настроена на первичную частоту, векторная диаграмма схемы детектирования первичной цепи будет такой, как она изображена на фиг. 2, а величина выходкого тока Ig фазового дискриминатора равна 0. Если вторичная цепь настроена на частоту / и коэффициент взаимной индукции между LP и /2 обозначен MQ, то величина активного сопротивления увеличивается, а величина реактивного сопротивления не изменяется совсем. Когда вторичная цепь настроена, в первичной цепи изменяется величина только активного сопротивления, а величина-реактивного сопротивления остается неизменной. Следовательно, величина наводимого напряжения вх изменяется, но разность фаз между двумя наведенными напряжениями е и ео поддерживается равной 90°, как и прежде. Таким образом, выходной ток Ig также равен нулю.

При настройке емкость вторичной обмотки изменяется на небольшую величину +ДС а изменение AL индуктивности первичной цепи LP вызывает сдвиг фазы напряжения вх на угол в, как видно из рис. 3, вследствие чего между входными напряжениями t/i и Uz фазового дискриминатора вырабатывается разность фаз, которая передается на выход.

В процессе измерения прежде всего первичная цепь настраивается на частоту /. Добиваются равенства выходного тока Ig нулю. Затем вторичная цепь замыкается переключателем 5 и настраивается на частоту / при помощи конденсатора С при этом также добиваются равенства выходного тока Ig нулю. Затем два переключателя Si и Sa одновременно замыкаются и включают два идентичных образца с высокими потерями R и С параллельно с емкостью С2 (Cj Э С). и индуктивностью /а ( С -ii) LI 1я + i . так что

на выходе фазового дискриминатора вырабатывается выходной ток g. Если конденсаторы GZ и Сг, которые управляются спаренно, одновременно уменьшат емкость на равную величину Сх, выходной ток Ig снова станет равным нулю. Следовательно, величина С может быть получена независи.мо от величины RX за счет уменьшения значений Сг и Сг, необходимых для восстановления нулевого значения тока.

Устройство, в котором емкость вторичной цепи разделяется на Ci и €2 (C2 C22+C2i), а индуктивность на LI и Ьз, предназначено для того, чтобы воспрепятствовать уменьшению значения Q вторичной цепи за счет низкой величины сопротивления RxЭлементы вторичной резонансной цепи связаны между собой следующими соотношениями:

u,(C, f-e С,

3

LI + Le

Ci -f С,

где

/

l-o.i,C.

С,г(10-ь20)С„

()1,.

Предмет изобретения

Устройство для измерения емкости конденсаторов с большими потерями, содержащее генератор высокой частоты, фазовый дискриминатор и последовательный резонансный контур индуктивно связанный с выходным контуром генератора высокой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения емкости конденсаторов, оно снабжено вторичной резонансной цепью, индуктивно связанной с последовательным резонансным контуром, состоящей из двух параллельных ветвей, одна из которых образована катушкой индуктивности и параллельно включенными первым измеряемым конденсатором, второй катушкой индуктивности и калиброванным конденсатором переменной емкости, а другая - конденсатором и параллельно включенными калиброванным и вторым измеряемым конденсатором, идентичным первому, причем элементы вторичной резонансной цепи связаны между собой следующими соотношениями:

(o4Le2C2(Ci+C2) l; l-e С, .

L, + L,

Y. + c,

с, -(10-4-20) с,; L. ()1,.

Ci -

емкость конденсатора второй ветви вторичной резонансной цепи;

L

1 -a)2IjC,

С, емкость калиброванного конденсатора;и L2 -

катушки индуктивности первой ветви вторичной резонансной цепи; угловая частота колебаний генера(О тора высокой частоты. 1 (22