Образцовый конденсатор постоянной емкости Советский патент 1979 года по МПК H01G4/258 

.. -.1

Изобретение касается электроизмерительной техникиV Образцовый конденсатор может применяться в метрологии при точных измерениях параметров электрических цепей.

Известен образцовый конденсатор, содержащий внешний электрод, выполненный в виде стакана и внутренний - выполненный полым, причем ко дну внешнего электрода прикреплен дополнительный цилиндрический электрод, охватываемый внутренним электродом. При этом электроды .выполнены из материалов .с различным температурным коэффициентом линейного р1асширения (ТКЛР) l.

Однако применение для изготовления электродов материалов с различными зна« чениями ТКЛР приводит к механическим напряжениям в электродах и к снижению термоустойчивости. В переходном температурном режиме, т. е. при неравенстве температуры различных электродов и основания, температурные коэффициенты емкости (ТКЕ) значительно превосходят

теоретически рассчитанные значения для статического режима.

Наиболее близким .по технической сущности к предложенному является образцовый конденсатор постоянной емкости, содержащий цилиндрические коаксильные электроды, установленные на противоположных торцах цилиндрического держателя 2.

Однако в этом конденсаторе не скомпенсиоровано температурное изменение активной длины электродов и, низкий температурный коэффициент емкости (ТКЕ) может быть достигнут лишь при использовании для изготовления электродов и держателя, материала с низким темпера- турным коэффициентом линейного расширения. Металлы с низким ТКЛР магнитны трудны в механической обработке и дороги, что обусловливает узкий частотный диапазон, сложность технологии изготовления и высокую стоимость изготовленных из них конденсаторов. Конденсаторы этого типа чувствительны к темпера702417турЖтй Градиентам, что снижает их временную стабильность. Цель изобретения - повышение темпе ратурной стабильности; ёмкости. Для ЭТОГО в известном образцовом конденсаторе постоянной емкости, содержащем цилиндрические коаксиальные электроды, установленные на противоположных торцах цилиндрического держателя, торец каждого электрода распс ложен в плоскости крепления этого электрода к дё кателю, а держатель выполнен из материала с низким температурным коэ4 фйциентом линейного расширения, например кварца, причем держатель выполнен из диэлектрического материала, а его цилиндрические «поверхности металлизированы и заземлены. На чертеже представлен образцовый Конденсатор. Образцовый конденсатор содержит цилиндрические ..коаксиальные электроды 1 и 2, закрепленные на торцах цилиндрического держателя 3, выпол ненного из электроизоляционного матери ала с низким значением температурного коэффициента линейного расширения, например из кварца. Боковая поверхность держателя металлизирована и слой мета лизации 4 заземлен. Конденсатор работает следующим образо. Емкость конденсатора определяет ся выражением где о - электрическая, постоянная; - относительная диэлектричес кая проницаемость среды, /заполняюшей внутренний .объем конденсатора; 2 - активная длина конденсатора VI - число элементарных емкосте конденсатора (на чертеже .показан конденсатор с числом Ji -2); 13,6; - диаметр внешнего и внутреннего электрода -{ -го эле ментарного. конденсатора} GO - краевая и установочная емкости. При изменении температуры все размеры электродов изменяются в одинаковом соотношении, поскольку эл.ектроды выполнены из одного и того же матеряа- ла и отношение диаметров 2l остается неизменным. Активная длина кондёнсат.ора Е равна длине держателя 3 и её изменение определяется температурным коэффициентом линейного расширения последнего dg . Значение Со в десятки раз i меньше значения С и ее влиянием на температурный коэффициент емкости (ТКЕ) можно пренебречь. При этом температурный коэффициент емкости конденсатораoC oL +ci-o , где d-p - тeмпepa ypный коэффициент относительной диэлектрической проницаемости (d- - -1,5.10 1/К для сухого воздуха, oLp 1.10 1/К для тгоара или кварца)., Таким чэбразом, температурный коэффициент емкости конденсатора составляет величину порядка (0,5 1).10 1/К вне зависимости от материала электродов. В отличие от известных термокомпенсированных конденсаторов предлагаемый образцовый конденсатор стабильно сохраняет свои свойства (значение емкости и ТКЕ) и при неодинаковой температуре электродов и в переходном температурном режиме. Предлагаемые конденсаторы могут, быть изготовлены в диапазоне номинальных значений от единиц цо тысячи пикофарад. Они не требуют для изготовления электродов материалов с низкими значениями температурного коэффициента линейного расширения, что позволит применять их в широком диапазоне частот и обуславливает простоту и достаточно низкую стоимость изготовления. : Формула изобретения 1. Образцовый конденсатор постоянной емкости, содержащий цилиндрические коаксиальные электроды, установленные на противоположных торцах цилиндрического держателя, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности емкости, торец каждого электрода расположен в плоскости крепления этого электрода к держателю, а держатель выполнен из материала о низким температурным коэффициентом линейного расширения, например, кварца. 2. Образцо1вый конденсатор по п. 1, о.т л и ч а ю щ и и с я тем, что держаель выполнен на диэлектрического мате-

риала, а его цилиндрические поверхности металлизированы и заземлены.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

702417

1.Авторское свидетельство СССР № 27О893, кл. Н 01 Q 1/01,. 197О.

2.Авторское свидетельство СССР № 466561, кл. Н 01 G 4/36, 1975 (прототип).