Устройство для измерения составляющих комплексной проводимости Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

. . ,: 1 . ,-. ;

Изобрегение откосится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электромагнитных характеристик.

Известно устройство для жзмерения составляющих комплексной проводимости на Т-образиЬ1х уравновешенных мостах/ содержащее генератор напряжения высокой частоты, указатель равновесия, подключен ные соответстеенно ко входу и выходу ц, уравновешенного одинарного Т-обраэного моста, прперечное плечо которого имеет параллельно соединенные ивдуктиввость и два конденсатора переменной емкости, один из которых служит для уравновешива f j ния и отсчета по реактивной составляющей измеряемого образца, а другой, будучи сопряженным с ковденсатором перетленной емкости в прилегающей продольной аетфя компенсирует изменение последней для 20 осуществления раздельного балансер конденсатор переменной емкости, служащий ; для уравновешения и отсчета по активной составляющей, и конденсатор постоянной ; ;

емкости, распопожввше в првлегахяцих: к нему кродольньпс плечах, ц акгввное сопротивление, включенные сВ продоль сую ветвь параллельно коцдеосаторам постоянной и переменкой емкостей

Нмболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения составляющих комплексной проводимости, которое содержит одинарный; Т-образный мост, первое продольное плечо которого образовано реэистбрсмл, второе Ш1ечо - катушкой ицдукгнввосТи, поперечная ветвь Moctti об азовава первьм конденсаторс 4 переменной емкости, первый выход которого подключев (врвым выводам резистора и катушки ивдуктивноств/ второй выход - к общей шиве, reHepatxip напряжения высокой частоты, включенный между вторым вы1Еюдом резистора в обцей ШИНОЙ, указатель равновесия, включенный : менщу вторым выводом KaTydiKH индуктивное та и о&цей шнвой, второй конденсатор переменной емкости, выводы которого со единен со вторыми выводами резистора я 396063 ивдуктивносги, клеммы для подключения объекга измерения, подсоединенные к первому и второму выводам первого ковденсатора переменной емкости Г2}. Недостатком известного устройства для js измерения составляющи с комплексной проводимости является низкая точность измерения на высоких частотах, так как наличие остаточных паразитных индуктивностей в конденсаторах переменной емкости на ю высоких частотах приводит к завышению значений емкостей конденсаторов, и тем самым, к искажению основного уравнения измерения,. Целью изобретения является повышение is точности измерения составляюпшх комплексной проводимости. Поставленная цель достигается тем, Что в устройство для измерения составЛ5поших комплексной проводим сти, содер- о жащее одинарный Т-образный мост, первое продольное плечо которого образовано резистором, второе плечо - катушкой ивдук- . тивности, поперечная ветвь моста образована первым конденсатором переменной s -емкости, первый вывод которого подключен к первым выводам резистора и катушки инд ктивности, второй вывод - к -обшей шине, генератор напряжения высоской частоты, включенный между вторым выводом резистора и общей шиной, указатель равновесия, включенный между вторым выводом катушки индуктивности и обшей шиной, второй конденсатор переменной емкости, первый вывод которого соединен со вторым выводом резистора, клеммы для подключения объекта измерения подсоединены к первому и второму выводам первого конд€ нсагора переменной емкости, введена катушка переменной индуктивности, индуктивно связанная встреч. но включенная с кагзгшкой индуктивности, причем катушка переменной индуктивности конструктивно сопряжена со вторым конденсатором переменной емкости и вклю чена между вторыми выводами второго конденсатора и катушки ивдуктивности. На фиг, I представлена принципиальная схема образцовой меры конденсатора; на фиг, 2 - принципиальная схема устройства, Образцовая мера ковденсатора I переменной емкости с малыми потерями может быть представлена в виде схемы замещешш, состо1пцей из оснЬвной емкости 2, сопротивле1шя 3 потерь в диэлектрике, сопротивления 4 потерь в токопроводяших металлпческих поверхностях и ивдуктивкости 5 электродов ковденсатора 1. Beвой меры обеспечивался известный из теории индуктивно связанных элементов емкосный эффект (или явление ложной емкости - отрицательной индуктивности),

При изменешш величины емкости кон-, дейсатора переменной емкости изменяется и величина остаточной паразитной ин74личине эгих элементов изменяютч;я с иэменением взаимного расположения подвижных и неподвижных электродов конденсатора I, Катушки 6(L) и 7(у индуктивности соединены одна с другой и с ковденсатором I последовательно, причем катушки 6 и 7 включены встречно и находятся в тесной индуктивной связи между собой. Коэффициент связи К определяется выражением - , - ° ... где М . взаимная индуктивность катушек, Значение величины индукглггюсти катушки 6 выбирается из условия /L-2Mhec, где 6с ивдуктивность 5 электрон:ов конденсатора I, При этом соотношение между величинами индуктивностей катушек 6 и 7 быть таким, чтобы за счет величины их взаимной индукции М в цепи образцодуктивности 5 электродов конденсатора L, т,е, изменяется условие равновесия (I) из-за изменения его правой части. Поэтому для его восстановления необходимо изменять и левую часть уравнения (I), для чего катушку 6 делают переменной. Чтобы это происходило одновременно, ее делают конструктивно сопряженной с конденсатором I, Устройство для измерения составляю ших комплексной проводимости (фиг,2) содержит генератор 8 напряжения высокой частоты, конденсатор 9 переменной емкости, служащий для уравновеишвания и отсчета по активной составляющей измеряемого образца Ю, резистор И, конденсатор 12 переменной емкости, служащий для уравновешивания и отсчета по реактивной составляющей, катушку 13 переменной индуктивности, катушку 14 индуктивНости и указатель 15 равновесия, Напряжение от генератора 8 поступает на Т-образную цепь, состоящую чз катушки 13 переменной ивдуктивности, резистора 11, катушки 14 индуктивности и и двух конденсаторов 9 и 12, в которой 5.9606 катушка 13 консгрукгивно сопряжена с ; конденсатором 9 и индуктивно связана с катушкой 14. Уравновешивают схему дважды; бе. образиа Ю и с образцом Ю посредством конденсаторов 9 и 12 по ну- 5 левым показаниям указателя 15 равновесия. Данные для расчета реактивной соетавляющей отсчитываются по лимбу кон- денсатора 12, а активной составляющей по лимбу конденсатора 9. Расчет осущест-ю вляется либо по лимбам конденсаторов 9 и 12, которые в этом случае должны быть , о,1градуированы в определенных единицах измерения, в зависимости от характера измеряемой проводимости, либо с использо- t$ ванием формул. Катушка 13 индуктивности только компенсирует индуктивность 5 электродов конденсатора и ни в коей мере не влияет на условие равновесия моста, т.е. на про- 2о цесс измерений. В предлагаемом устройстве для измерения составляющих комплексной проводимости за счет указанной схемной реализации одинарного Т-образного моста, 2$ места включения компенсирующей катущки индуктивности в сочетании с выбранным методом измерения (методом двух уравновешиваний) практически исключается влияние паразитной индуктивности кон--, денсатора переменной емкости при измерёНИИ активной составляющей. на высоких частотах.

Формула изобрё тения

Устройство для измерения составляющих комплексной проводимости, содержащее одинарный Т-образный мост, первое

I стандартов, 1973, с. 97-98, рис. 48а,

щ

-1-J.W/

Ш: