Переменная мера активной проводимости

 

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано в качестве элемента уравновешивания и отсчета по активной проводимости в высокоч астотных емкостных мостах. Переменная мера активной проводимости содержит изолированные друг

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4G 01 R 27 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

-1С.".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ПЕРЕМЕННАЯ МЕРА АКТИВНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

О ф (21) 4076377/24-21 (22) 09.06.86 (46) 30.03.88. ВВл. У 12 (72) М.Д.Клионский (53) 621.319. 4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1061067, кл. G 01 R 27/26, 1983.

Сборник научных трудов НПО. Л.:

ВНИИМ им. Д.И.Менделеева. 1982, с. 58-70. (57) Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано в качестве элемента уравновешивания и отсчета по активной проводимости в высокочастотных емкостных мостах. Переменная мера активной проводимости содержит изолированные друг

1385092 от друга статоры 1-3, выполненные в виде полых коаксиальных электродов, размещенные между ними разделительные экраны 4, 5, роторы 6, 7 в виде пакетов цилиндрических электродов, резистор 8, корпус 9 с цилиндром 17, механизмы перемещения, имеющие штоки

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве элемента урав. новешивания и отсчета по активной проводимости (С) в высокочастотных емкостных мостах.

Особенность высоких частот (ВЧ), охватывающих диапазон 0,1-100 МГц, состоит в трудности измерения актив- 10 ной составляющей комплексной прово-. димости (или комплексного сопротивления) измеряемого объекта, Магазины сопротивления вообще не применяют на

ВЧ, так как их частотная погрешность 15 и ее изменения при переключении резисторов существенно больше, чем у магазинов проводимости. Погрешность магаеинов проводимости на ВЧ составляет 1-10Х. 20

Целью изобретения является расширение диапазона воспроизводимых значений и повышение точности на высоких частотах.

На фиг.1 изображена предлагаемая 25 мера 1ктивной проводимости, на фиг.2электрическая схема замещения меры, на фиг.З вЂ” схема включения меры в трансформаторный емкостной мост. . Т

Переменная мера активной проводи- мости (фиг.1) содержит изолированные друг от друга первый 1, второй 2 .и расположенный между ними третий 3 статоры, выполненные :.в виде полых коаксиальных электродов, разделитель- 35 ные экраны 4 и 5, размещенные между статорами 1-3, первый 6 и охватывающий его второй 7 роторы, выполненные в виде пакетов цилиндрических электродов, сменный резистор 8, установ- 40 ленный между корпусом 9 и торцовой стенкой статора 3. Статоры 1 и 2 подключены к присоединительным выводам

11, 12 и отсчетные барабаны 13, 14, электрически изолированные от штоков, диэлектрическими вставками 15, 16.

Переменная мера имеет расширенный диапазон воспроизводимых значений и IIQ вышенную точность на высоких частотах. 3 ил.

1 меры, выполненным в виде выходного разъема 10, а роторы 6 и ? механически связаны со штоками 11 и 12 механизмов перемещения; снабженных отсчетными барабанами 13 и 14, электрически изолированы от штоков диэлектрическими вставками 15 и 16 и размещены в экранированных секциях, образованных корпусом 9 и установленным на нем цилиндром 17. Статоры 1 и 3 совместно с ротором 6 и статоры 2 и

3 совместно с ротором 7 образуют два последовательно соединенных переменных конденсатора с бесконтактным поршнем емкостью С, и С, создающих вместе с резистором R T-образную цепь (фиг.2). Проходная активная проводимость .этой цепи имеет отрицательное значение,.и при условии, что (МК(С, +

+ Cz)) < 1, определяется по формуле

G =- RC C

Параллельная ей емкость составляет весьма малую величину, не превышающую сотых долей пикофарады.

Предлагаемая мера активной проводимости работает следукнцим образом.

С помощью разъема 10 меру включают в измерительное плечо моста (фиг.3) и устанавливают барабаны 13 и 14 на нулевую отметку. При этом роторы 6 и 7 находятся в выведенном положении, емкость между статорами 1 и 3 и емкость между статорами 2 и 3 перерезаны разделительными экранами

4 и S активная проводимость меры равна нулю. Мост уравновешивают элементами начального баланса. Параллельно мере подключают объект измерения, например конденсатор, вращением барабана 14 ротор 7 при помощи штоков 12 и диэлектрических вставок 16 вводится в пространство между элек1385092 тродами статоров 2 и 3, создавая емкость С, которая вместе с сопротивлением R определяет цену деления меры. Затем с помощью барабана 13, штока 11 и диэлектрической вставки 15 ротор 6 вводится в пространство между электродами статоров 1 и 3 до получения равновесия моста по активной проводимости. Создаваемая при этом емкость С,, как видно из формулы, прямо пропорциональна активной проводимости, которая в свою очередь, равна активной проводимости измеряемого объекта. Достижению прямой пропорциональности (т.е. линейности шкалы меры) способствует цилиндр

17, выполняющий роль дополнительного экрана, устраняющего паразитную емкостную связь между роторами 6 и 7.

Уравновешивание моста по емкости, вносимой измеряемым объектом, выполняется с помощью поста. При этом одновременно компенсируется незначительное изменение выходной емкости меры, составляющей сотые доли пикофарады.

По сравнению с прототипом предлагаемая мера имеет расширенный в 1001000 раз диапазон воспроизводимых значений активной проводимости и охватывает до 5 порядков величины. Это обеспечивается возможностью регулирования в широких пределах цены деления меры благодаря использованию сменного резистора и переменных конденсаторов с большим коэффициентом перекрытия. Точность воспроизведения на высоких частотах повышена не менее чем на порядок и определяется в основном погрешностью расчета емкости конденсаторов с бесконтактным поршнем, составляющей О, 1Е. Одностороннее расположение электродов, связанных с присоединительными выводами, и резистора позволяет снабдить меру коаксиальным разъемом без удлинения токонесущих проводников, что также повышает точность меры.

Например, для макета на частоте

1 МГц принято С = С = 0,5-50 пФ, 10 R = 30-200 Ом. Тогда G = 3-10

2 ° 10 См (т.е. мера охватывает 5 по5 рядков активной проводимости). Для измеряемого объекта емкостью 10 пФ это соответствует tg8 = 5 ° 10 -0,3, т.е. охватывается весь реальный диапазон "потерь" объектов емкостного характера.

Формула и з о б р е т е н и я

Переменная мера активной проводимости, содержащая корпус, выводы, резистор и конденсатор, состоящий из ротора со штоком механизма перемеще25 ния, первого и электрически соединенного с одним из выводов второго статоров, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых значений и повышения точности на высоких частотах, она снабжена третьим статором, вторым ро,тором и разделительными экранами, причем третий статор размещен коаксиально между первым и вторым статорами, второй ротор охватывает первый ротор, а разделительные экраны pasмещены между статорами, при этом роторы выполнены в виде пакетов цилиндрических электродов и электрически изолированы от штоков механизмов пе40 ремещения, первый статор электрически соедине н с другим выводом, а . pcs èñòîð установлен между корпусом и третьим статором.

1385092

Составитель А.Салынский

Техред Л.Сердюкова; Корректор M.Ïîæo

Редактор Н.Горват

Заказ 1411/44 Тираж 772 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4