Образцовая мера переменной активной проводимости Советский патент 1980 года по МПК H01G5/26 

(54) ОБРАЗЦОВАЯ МЕРА ПЕРЕМЕННОЙ АКТИВНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

1

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано, в частности, в электроизмерительной технике в качестве образцовой переменной проводимости для определения электромагнитных параметров веществ и электрических цепей в широком диапазоне частот.

Известна конструкция переменных сопротивлений, где в качестве эталонного переменного высокоомного сопротивления используется четырехзажимная мера активного сопротивления 1.

Недостатком этого устройства является влияние остаточных параметров сопротивле: НИИ, приводящее к большой дополнительной погрешности определения его величины, сложность конструктивного решения, трудоемкость калибровки.

И известных технических решений наиболее близким по технической сущности является образцовая мера переменной активной проводимости, содержащая конденсатор с замещаемыми твердыми и жидкими диэлектриками, низкопотенциальным электродом, выполненным в виде двух цилиндров, размещенных на оси, и высокопотенциальным электродом, закрепленным на корпусе 2.

Недостатком такого устройства является низкая точность измерений.

Цель изобретения - повыщение точно5 сти измерений - достигается тем, что предлагаемая образцовая мера переменной активной проводимости дополнительно снабжена ротором, выполненным в виде диэлектрических пластин, размещенных между торцовыми поверхностями цилиндров низкопотен0 циального электрода и закрепленных на оси, а высокопотенциальный электрод расположен между диэлектрическими пластинами.

На фиг. 1 изображена предлагаемая образцовая мера; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схема, где корпус меры является также низкопотенциальным электродом 1 конденсатора с замещаемыми диэлектриками, 2 - фланцевый коаксиальный разъем, 3 - второй низко20 потенциальный электрод конденсатора меры, 4 - высокопотенциальный электрод конденсатора меры, оканчивающийся контактом коаксиального разъема, 5 - диэлектрический ротор, закрепленный на оси 6, на

которой также жестко закреплен низкопотенциальный электрод 7 компенсирующего конденсатора, имеющий электрический контактс корпусом 1,8 - неподвижный высокопотенциальный электрод компенсирующего конденсатора, соединенный проводником 9 с высокопотенциальным электродом конденсатора меры 4, 10 - замкнутый объем конденсатора меры, все свободное пространство которого заполнено жидким диэлектриком, 11 - отверстие, через которое производится заливка жидкого диэлектрика, 12 - отсчетное устройство меры, жестко закрепленное на оси 6.

Мера переменной активной проводимости работает следующим образом.

При вращении диэлектрического ротора 5 посредством отсчетного устройства 12 происходит выведение ротора из межэлектродного пространства, образованного электродами 1, 3, 4, а освободившееся место твердого диэлектрика заполняется жидким, причем

tgSMMAK. т tgBTBeffl.

Так как активное сопротивление конденсатора при параллельной схеме замещения R //ceCtgd то, изменяя . -на tgSrBejjfl. (и наоборот) и, оставляя постоянной емкость С, при данной частоте to можно изменять только эквивалентное активное сопротивление конденсатора. Проводимость конденсатора G coCtg 6 будет в этом случае линейно зависеть от tg б. Так как в общем случае жидк. , то при замещении диэлектриков конденсатора. будет изменяться и его емкость, что является вредным явлением, так как делает невозможным определение активной проводимости меры и непригодно для измерительных целей. Для устранения этого изменения вводится компенсирующий конденсатор с электродами 7 и 8, подключенный параллельно конденсатору меры. Абсолютная величина предела компенсирующей емкости выбирается равной величинеизменения емкости меры при замещении диэлектриков, а изменение их величин противофазно (то есть, с уМеньЩением емкости меры увеличивается емкость компенсирующего конденсатора), что достигается в момент настройки путем плавного изменения расстояния между электродами 7 и 8, а также установкой угла расположения электрода 7 и ротора 5, закрепленных на одной оси 6. Вращение электрода 7 и ротора 5 происходит синфазно и .синхронно.

Необходимо отметить, что использование компеисирующего конденсатора возможно только тогда, когда его тангенс угла потерь намного меньше тангенса угла потерь конденсатора с замещаемыми диэлектриками. Тогда общий тангенс угла потерь двух

параллельных конденсаторов выражается какf лл

ta8-MlCt:t 8AC8,

с,ег где Ci- емкость конденсатора сзамещаемыми диэлектриками; ijSi -тангенс угла потерь конденсатора Ci (tg6i l/a)C,Ri, где Ri -эквививалентное активное сопротивление конденсатора С );

Ct. /,-аналогичные величины для компенсирующего конденсатора.

Так как tg6i tg62 произведением С atg Sa можно пренебречь, тогда tg 5 i а общее активное сопротивление меры

D 1 -I

WCtg8 W(C,-bCj,)- WC,tj,8,

(С |-fCa С - общая емкость двух параллельных конденсаторов), следовательно, эквивалентное активное сопротивление меры (проводимость) определяется только величиной тангенса угла потерь конденсатора с замещаемыми диэлектриками. Использование в качестве жидкого.диэлектрика любой диэлектрической жидкости (если f. g бтве})) расширяет во.зможность выбора замещаемых диэлектриков и, следовательно, позволяет расширить рабочий диапазон меры. Использование однокомпонентного диэлектрика позволяет снизить погрешность определениявеличины проводимости за счет неточности подгонки смеси по значению до равенства твердого диэлектрика при настройке меры.

Постоянство емкости меры обеспечивается введением дополнительного компенсирующего конденсатора с пренебрежимо малыми потерями. Исполнение конструкции меры по .принципу роторного конденсатора позволило снизить требования к герметизации и, следовательно, упростить конструкцию, так как в процессе замещения диэлектриков объем , жидкого диэлектрика остается посТОЯННЬ1М.

Формула изобретения

Образцовая мера переменной активной проводимости, содержащая конденсатор с замещаемыми твердыми и жидкими диэлектриками, низкопотенциальным электродом,

выполненным в виде двух цилиндров размещенных на оси, и высокопотенциальным электродом, закрепленным на корпусе, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, она дополнительно снабжена ротором, выполненным в виде диэлектрических пластин, размещенных между торцовыми поверхностями цилиндров низкопотенциального электрода и закрепленных на оси, а высокопотенциальный электрод рас