Способ определения электрической емкости проводящего объекта
ИзоПретрние относится к измерениям электрической емкости проводящих обьектов Цель - расширение иЬласш применения , путем определения собственной емкости уединенного проводящего объекта произвольной формы. В имитаторе создают квазистационарное электрическое переменное поле, перед размещением исследуемого объекта измеряют потенциал электрического поля в объеме имитатора, а лтем поочередно размещают в имитаторе в одной и той же точке его объема этапонный объект с известной собственной емкостью и исследуемый объект, подсоединяя их к центрэлшой жиле коаксиального фидера одним концом, а другим - к высокоомной на; рузке, при этом в каждом случае измеряются нзппяжение на нагрузке и по результатам измерении численно определяют собствегнмо электрическую емкость уедине того прогодящего объекта 2 ил (/)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК гьц5 б 01 R 27/26
ГОСУД4РСTBEHI1ЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ1ИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4487159/21 (22) 08,08,88 (46) 15.03.91. Бюл, М 10 (72) Е.А. Вайнер, А.Л, Васин, В,В. KaJIeHpi«H, Г.П, Кононенко, А.П. Марченко и В.Н. Пономарев (53) 621.317(088,8) (56) Измерения в электронике, Справочник, M.: Энергоатомиздат, 1987, с. 203-205.
Патент ФРГ М. 2246421, кл, Н 01 G 9/04, 1978, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕ.1! ЕНИЯ ЭЛЕК ГРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ ПРОВОДЯЩЕГО ОБЬЕКТА (57) Изобретение относится к измере;1иям электрической емкости проводящих обьектов. Цель — расширение облас1и пр.1менеИзобретение относится к определению электрических свойств объектов, в частности к измерениям электрической емкости уединенных проводящих тел произвольной формы, и может быть использовано, например, при исследовании процсссов, протекаloI4Hx в >KMeI IX огранизмах пр» воздействии электромагнитного поля.
Цель изобретения — расширение облаСти прил1енения способа путем определения собственной емкости уединенного проводящего объекта произвольной формы, На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа определения собственной емкости проводящих тел произвольной формы в квазистационарном разнополярном поле; на фиг. 2 — схема устройства для осуществления способа определения собственной емкости проводящих
SU 1635147 А1 ния, путем определения собственной емкости уединенного проводящего обьекта произвольной формы. В имитаторе создают кваз1 стационарное электрическое переменное поле, перед размещением исследуел1ого объекта измеряют потенциал электрического поля в объеме имитатора, а затем поочередно размещают в имитаторе в од11ой и той же точке его объел1а эталонный обьект с известной собственной емкостью и
I,ñoëåäóåìûé обьект, подсоединяя их к центральной жиле коаксиального фидера одним кон oM, а другим — к BblcoKooMHoA нагрузке, при этом в ка кдом случае измеряются напряже11ие на нагрузке и по результатам изл1ерений численно определяют собстве1;ную элек1рическую емкость уединенного г1роеодящего объекта. 2 ил. тел произвольной формы в квазистационарном однополярном поле, Способ определения электрической емкости проводящего обьекта осуществляют следующим образом.
Согласно фиг, 1 фантом собаки размещали в ил1итаторе с электродами в виде плоскопэраллельных пластин. Исследуел1ый обьект 1 подключали центральной жилой кабельной линии 2 к высокоомнол1у входу (R1) регистратора 3 и размещали на оси нулевого потенциала между электродами 4, на которые через раздели. ельный трансформатор 5 с заземленной в средней точке вторичной обмоткой подавалось разнополярное напряжение, причем скалярный потенциал р каждой точYI1 объема имитатора предварительно измерялся относительно потенциала точки
3a3i.-r1ления нагрузки регистратора 3.
1635147
Стабильность напряжения на одной иэ пластин электродов 4 Kof При этом в имитаторе между пластинами электродов 4 возбуждалось квазистационарное электрическое поле с известным уровнем скалярного потенциала (fp(L) — p>) и напряженностью Е1 = — Ap(L), где po— потенциал точки заземления, принятый эа нулевой уровень. L — расстояние OT nëëcòèны. Под дейсгвием поля на сбьекте 1»«дуцируется заряд, изменение которо< О tto времени приводит к возник«о ени<О тока и регистрируемого нд вь<ссксс>1«сй <а< рузке R1 регистрирую<де<о устрсйс-ва (f.ег tclраторг) 3 напряжения <.4 At г.1О ><чнс ра;<мещзют в выбранную точку объема ими;атора эгалонный объекг 1 и регистрируют напряжение на нагрузке регистратера 3. <1ри этом при заданном активном сопротивлении Р 1 входа регистратора 3 емкость С l ti;!l рузки яь<бирают из ссс Г><сше! Itt>t С< -" — — . ri p, где гк> — цикли <еская частота переменного поля; В< — активное сопротивление нагрузк< . В этом случае, исходя изх описаннг>й схемы измерений, cooTHGIJ 0 = 0 =- < <11 Сэ+С) Со С) Из системы урав«ений (1) определяют собствен«ую электрическую ел<ко«ь уединенного Гтроводящего объекта по формуле 0 f 3 U . Uo где Кэ = — и it> = — — - — коэфф<:ц.<" ITI,I PP преобразования поля; U> и Uo — величины измеренного нап«яжения на t.агрузке в случае подкл<о Ie«ч к фидеру эталона и исследуемого объекта. сс ответственно; p — потенциал поля ft ими Гаторе. С< и C3 — собственная емкость Ltccn ;Iy емого обьекта и эталона состве<стfto I <о; С< — емкость нагрузки, як<,>очающэя емкость кабеля и входа. В качестве эталонного о6< et:>а выбиралась, напРимеР, сфеРа Pag C3 =- 4 zcо г, (c — диэлекгрическая npottL< цаемость), Фантом собаки представлял собой однородное тело — гофрированну<о оболочку из оргстекла, заполненную водой l5 30 > 5 Имитатор электрического поля м.-.жет быть и однополюсным. Согласно фиг, 2 лабораторное животное (крыса) размещалось в ил<итаторе с электродом в виде полой сферы. Последовательно эталонный и исследуемый объекты 1, аналогично первому случаю, помещались в поле однородного скалярного потенциала, образуемого внутри полости сферы 8, и посредством кабельной линии 2 соединялся с регистратором 3. Сфера соединялась с генератором 6, контроль напряжений с которого осуществлялся по второму входу регистратора 3, синхронизованного по запуску с генератором 6 с помощь<о линии связи — кабелю 7. Регистрировались вели <и> ы U и <4 на нагрузке R 1 кабельной линии 2, соединяющей регистратор 3 с обьектом 1 по формуле (2) вычислялась собственная электрическая емкость уединенно проводя<цего объекта. В рассматриваемых случаях исследуеttt,te обьекты с пол1ощью кабеля РК-75 длиtIoL1 1,5 м псдссед< ><ялись к одному из сходств ссциллс< рафа С1-69, синхронизоаа««ОГО по запу-.ку с генератором СГС-62. <. )ftлетку кабеля co cfoput«. сбьектсв изолиpn fr,1 = 1 i vtlof, Часто!3 к!!..;.»стационарного поля вы6<< р1л ась из уе <О> <1й 2 тс о>, (( пак ГДЕ CKOPOCTL СВЕГЛ; ма;clif Mitt,fit<é лttti«III<ûé размер живот ногo, Г1редлагаемь и способ определения электричес«сй ел;сот«уед<,tfe> Форлi > и;< изобретения CfIoco6 Определения электрической емt:rii TL1 «рсгс Litt/(;f o облек га, заключающийся B том, что созда<от кг<азистационарное электричеct.of переменное поле в имитаторе, размещая исследуемый обьект в имитаторе, tio результатам измерения численно спреде <яют еглкссть исследуемого обьекта, о т л и ч а <с шийся тем, что, с целью рас<лирения области «рименения, путем определен<«я ссбс Гвен«ой электрической емкости уеди«е <н<>г<> про> сдящего объекта 1635147 1 — Кэ Ko Со — Сэ, 1 — Ко Кэ г2 Составитель В.Бобров Техред М,Моргентал Корректор Т,Малец Редактор А.Ревин Заказ 755 Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 произвольной формы. предварительно перед размещением исследуемого объекта в имитаторе измеряют потенциал электрического поля в объеме имитатора, поочередно размещают в имитаторе в одной и той же точке его объема эталонный объект с известной собственной емкостью и исследуемый объект, подсоединяя их к центральной жиле коаксиального фидера одним концом, а другим — к высокоомной нагрузке, при этом в каждом случае измеряют напряжение на нагрузке, а определение собственной электрической емкости осуществляют по формуле где Со и C> — собственная емкость исследуемого объекта и эталона соответственно; э Vo Кз = — и Ко - — — коэффициенты преобЧ У разования поля; Vg u Vg — величины измеренного напря10 жения на нагрузке в случае подключения к фидеру исследуемого объекта и эталона соответственно: у) — потенциал поля в имитаторе.
