Измерительный конденсатор Советский патент 1979 года по МПК H01G5/16 G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения диэлектрической проницаемости ( ) полярных и неполярных жидкостей в диапазоне частот до 1б®Гц, Известен измерительный конденсатор для измерения диэлектрической проницаемости жидкого топлива в баке 1. Однако этот конденсатор не приг ден для абсолютных измерений , . т. е. для измерений по определению единицы физической величины. Наиболее близким по технической сущности к данному: изобретению являёт1-я измерительный конденсатор преимущественно для измерения жидких диэлектриков, содержащий полый цилиндрический корпус и коаксиальный внутренний эле.ктрод 2. Недостатком этбго конденсатора является недостаточно высокая точность измерения. С целью повышения точности измерения, известный измерительной конденсатор, преимущественно для измерения жидких диэлектриков, содержащий полый цилиндрический корпус и коаксиальный внутренний электрод, введены дополнительно коаксиальный и компенсирующие электроды, причем соотношение длины между внутренним и допонительным электродами составляет 1:5, а компенсирующий электрод расположен между упомянутыми коак- сиальными электродами с возможностью его перемещения,-,. На фигуре 1 представлен измерительный конденсатор. На фигуре 2 представленафункциональная схема для измерения параметров жидких диэлектриков с помощью измерительного конденсатора. Измерительный конденсатор содержит ПОЛЫЙ цилиндрический корпус 1, коаксиальный внутренний 2, дополнительный коаксиальный электрод . 3,компенсирующий электрод 4, электрические выводы 5, изоляторы 6 и катушку электромагнита 7. Электроды 2 и 3 выполнены с отношением длин 1:5. Крепления электродов (выводы 5 и изоляторы 6)вы- полнены идентичными и из одинаковых материадоь так,чтобы удовлетворять требованию равенства краевых и монтажныхемкостей. Полый корпус 1 вместе с компенсирующим электродом 4 образуют по отношению к неподвижным электродам 2 общую обкладку конденсатора. Положениэ электрода 4 внутри корпуса 1 может задаваться извне, например, с помсяцью электромагнита. На фиг. 1 показана подвижная катушка 7, с помощью которой можно переме1:|ать электрод 4, выполненный из магнитного материала и покрытый проводящим диамагнитным материалом. Таким образом, в предлагаемом измерительном конденсаторе краевые емкости двух конденсаторов, образованных компенсирующим подвижным 4 и неподвижными .электродами 2 и 3 равны, их монтажные емкости выравниваются , а отношение рабочих емкое гей можно изменять в широких изменяя отношение длин между подвижным и неподвижными лек-гродами. Такая конструкция реализуем метод измерения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков, основа ный на сравнении емкостей идентичных конденсаторов с различными длинами й и &2 , и позвол ет осуществля абсолютные измерения диэлектрической проницаемости (т. е. измерения по определению единицы физической величины) .. Процесс измерения € жидкостей (фиг. 3) сводится к измерению емкоетей измерительного конденсатора С и C(j2 образованных внутренними электродами 2 по отношению к корпусу 1 до заполнения ее исследуемой жидкостьй, и затем к измерению емкостей Cg и Cg2 заполненного конденсатора, соответственно. Расчет величины осуществляется по формуле: „ е 01 02 Анализ источников погрешностей измерения 6 жидкостей показывает, что погрешность измерения 6 зависят только от точности выравнивания крае вых и монтажных емкостей. Выравнивание монтажйых ie iKocTee осуществляется в следуквдем порядке: .1. Устанавливают приблизительно среднее положение электрода 4 и с помощью подстрочечного конденсатора 8 выравнивают емкости измеритейьнбго конденсатора Сд и Со2 ИндиКатО- ром равенства емкостей является измеритель емкостей 9 (фиг. 2), к кото рому сравниваемые емкости подключают с я. с помощью ключа. 2.Заливают измерительный конденсатор жидкостью с диэлектрической проницаемостью 6 и повторяют операцию сравнения емкостей Се Cgj измерительного конденсатора. 3,В случае отклонения .от равенс ва С -€2 изменяют отношение рабочих емкостей С и С г изменением положения электрода 4, компенсируют изменение емкости измерительного конденсатора изменением подстроечного конденсатора 8, а затем повторяют операции, описанные в пунктах I и 2. И так до тех пор, пока равенство сравниваемых емкостей измерительного конденсатора не наруишется от введения в него жидкости. Процедуру сравнивания емкостей измерительного конденсатора выполняют при н аладке ячейки или при контрольной проверке. Диэлектрическую проницаемость € полярных и неполярных жидкостей измеряют при выполнении неравенства Величина соотношения емкостей С см и С 02 , которая изменяется изменением длин С и б РпР Двляется размером 0 и диапазоном измерения применяемого измерителя емкости. С применением современных измерителей емкостей симметричные ветви измерительного конденсатора могут быть выравнены с погрешностью до 10 пф при рабочих емкостях Ю-г 1000 пф. При этом методическая погрешность измерения определяется погрешностью измерения емкостей С, , Cgj, Время измерения в сводится ко времени измерения емкостей конденсатора до и после введения исследуеМОЙ жидкости. Погрешность измерения 6 с применением данного измерительного конденсатора получается не менее, чем на порядок меньше по сравнению с погрешностью, достигаемой на известных конструкциях. Предлагаемая конструкция позволяет упростить измерения и тангенса угла потерь полярных и неполярных жидкостей. Форму.ла изобретения Измерительный конденсатор, преимущественно для измерения параметров жидких диэлектриков, содержащий полый цилиндрический .корпус и коаксиальный внутренний электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он соержит дополнительный коаксиальный и компенсирующий электроды, причем, соотношение длии между внутренним и дополнительным электродами составляет 1:5, а компенсирующий электрод расположен между упомянутыми коаксиальными электродами с возможностью его переменке ни Я;, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3864609, кл. 317-249, 1974. 2.Эме Ф. Диэлектрические измереНИ5, М., Химия , 1976, с. 55.

If

w«wxo5;

vffffffft.

ШЙ:Й1