Мост для измерения составляющих комплексной проводимости

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3698739/24-21 (22) 09.02.84 (46) 23.01.86. Бюл. ¹ 3 (72) M.Ä.Клионский и Л.А.Тихомирова (53) 621.317.733 (088.8) (56) Journal of Research. БВЯ, vol.

69С, № 2, 1965, рр,115-126, Патент Великобритании № 1526411, кл. G Ol R 17/10, 1974. (54)(57) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ, содержащий генератор, указатель равновесия и двойную Т-образную цепь в экранирующем корпусе, первая продольная ветвь которой состоит из двух последовательно соединенных конденсаторов постоянной емкости, вторая продольная ветвь которой состоит иэ последовательно соединенных конденсатора постоянной емкости и резистора, при этом обе продольных ветви соединены параллельно, их первый общий вывод соединен с первым выводом генератора, а второй их общий вывод соединен с первым выводом указателя равновесия, вторые выводы генератора и указателя равновесия соединены с общей шиной и экранирующим корпусом, первое поперечное плечо двойной Т-об" разной цепи состоит из параллельно соединенных первого регулируемого конденсатора, резистора и индуктивной катушки, первые выводы которых подключены к первой продольной ветви и к первой измерительной клемме первой пары измерительных клемм, а их вторые выводы - к второй измерительной клемме первой пары измерительных клемм и к общей шине, второе поперечное плечо двойной Т-образной цепи состоит из второго регулируемого конденсатора, первый вывод которого подключен к второй продольной ветви и к первой измерительной клемме второй пары измерительных клемм,а второй - к общей шине и к второй из— мерительной клемме второй пары изме рительных клемм, о т л и ч а ю щ и й- Е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены калибровочный резистор, два конденсато- С ра переменной емкости, во вторую продольную ветвь введен второй резистор, е включенный последовательно с первым рива резистором, и оба резистора заключе-. фф ны в экран, причем первый вывод первого конденсатора переменной емкости ау соединен с общими выводами этих двух . резисторов, а второй вьвод - с общей шиной, первый вывод второго конденсатора переменной емкости соединен с экраном, а второй вывод - с общей шиной, при этом калибровочный резис тор подключен к первой паре измерительных клемм.

1206718

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров объектов, у которых проводимость 1,или сопротивление) имеет комп лексный характер.

Целью изобретения является повышение точности измерения составляющих комплексной проводимости за счет компенсации частотной погрешности.

На чертеже показана схема моста для измерения составляющих комплексной проводимости.

Мост содержит генератор 1, указатель 2 равновесия, двойную Т-образную цепь в экранирующем корпусе 3, конденсаторы 4 (С,), 5 (С ) и 6 (C3), образующие первую ветвь продольных емкостных плеч; конденсатор

6 (C ) и первый 7 (В, ) и второй 8 (Rz ) резисторы соответственно продольных емкостного и резистивного плеч, образующие вторую ветвь, экран 9, электрически изолированный от корпуса калибровочный резистор 10, первый и второй регулируемые конденсаторы 11 (С ) и 12 (С е ) поперечных плеч, третий резистор 13 и индуктивную катушку 14, образующие элементы начального баланса; первую и вторую пары измерительных клемм 15 (А) и 16 (В), первый и второй конденсаторы .17 (Cn< ) и 18 (С „ ) переменной емкости.

Емкость, шунтирующая оба резистора 7 и 8, состоит из двух компонент: емкости (С ) резисторов относительно экрана 9 и компенсирующей отрицательной: емкости С„ =

C «< + Сх, вносимой конденсаторами 17 и 18. Емкость С«(является проходной емкостью "звезды", образованной резисторами 7 и 8 и конденсатором 17. Эту емкость легко определить преобразованием этой цепи в

"треугольник". Аналогично «определяется емкость С Х, только в данном случае надо рассматривать "звезду", образованную резисторами 7 и 8 и . суммарной емкостью С, представляющей последовательное соединение емкости С„<, конденсатора 18 и емкости С резисторов 7 и 8 относительно экрана 9. Благодаря тому, что емкость С гораздо меньше емкости С(<> влияние последней сущест» венно ослабляется, поэтому С пред-.< ставляет собой емкость, регулируемую в ограниченных пределах, но с очень большой разрешающей способностью. Например, пусть C„ = 3,5 пФ,- С„ = 5140 пФ (подстроечный конденсатор

5 Cg C«

КПВ-140<, тогда С = — — — — (0,6

° =С„+ С„, 0; 975I С . Следовательно, приращение аС„ = 140-5 = 135 пФ вносит изменение емкости 0,375 х 3,5

1,4 пФ, это соответствует уменьшению цены деления конденсатора С в

100 раз.

Из преобразования "звезда-треугольник« вытекает, что при

t5

1 (С « С< °

R =R С = — — — С + — — — .(1)

4 и, С +С н «z

Устройство работает следующим об2О разом

Подбирают элементы начального баланса для данной частоты — резистор

13 и индуктивную катушку 14, с помощью регулируемых конденсаторов 11 и 12 проводят начальное уравновешивание моста (без измеряемого объек(21 та 1 и отмечают их показания С д и (и<

С е . Калибровочный резистор 10 подключают к измерительным клеммам 15,, затем к измерительным клеммам 16, и в обоих случаях уравновешивают мост с помощью одних только регулируемых конденсаторов 11 и 12 (отсчеты

C(é) С (г) (м (з) э е з и «< е °

Для уравновешенного моста соблюдаются следующие условия.

Объект подключен к клеммам 15:

С,С, :Х где G активная составляющая объекта измерения

G - активная суммарная проводиR мость резисторов 7 и 8. где С - реактивная составляющая объХ екта измерения.

Объект подключен к клеммам 16:

50 Н

Регулированием конденсатора 17.изменяют компенсирующую. емкость Ск до ,достижения равенства С q = С(. Для точной подстройки используют конден1206718

Составитель В.Семенчук

Техред М.Пароцай Корректор О,Луговая

° В

Редактор А.Шандор

Заказ 8706/47 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 г»

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 сатор IS. Полная компенсация наступает, когда показания моста по емкости С„д и С„ц не изменяются при перестановках резистора 10 с клемм 15 на клеммы 16 и наоборот.

Тогда калибровочный резистор 10 отключают, а на клеммы 15 или 16 подключают измеряемый объект (при измерениях в широком диалазоне частот используют клеммй 16).

Искомые составляющие комплексной проводимости определяют по формулам (2) и (3) или (4) и (5). При этом второй член формулы (3) и (5), а также член (д (С вЂ” С„) /С„в формуле (2) принимают равными нулю.

Благодаря экрану 9 достигнутая компенсация емкости С„ сохраняется постоянной в широком диапазоне частот.

S Компенсация выполняется с очень большой точностью, ограниченной толь ко разрешающей способностью моста по емкости; при этом нет необходимости знать действительное эначе10 ние емкости С .

Таким образом, результаты иэмере" ния с помощью предлагаемого моста по сравнению с известники не содержат погрешностей, обусловленных емкостью С .