Способ определения удельной емкости фольги

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения удельной емкости фольги при изготовлении электролитических конденсаторов. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается путем изменения в известное число раз площади поверхности измерительного электрода, сохраняя его площадь и плотность тока до и после коммутации постоянными. Фольгу 16 помещают в электролит 17 симметрично между двумя измерительными электродами 3,4, окруженными охранными электродами 7, подключают фольгу 16 и измерительные электроды 3, 4 к измерительному прибору 18, измеряют емкость образованного конденсатора, изменяют площадь поверхности измерительных электродов, сохраняя постоянной их площадь , поддерживают равными плотности тока через измерительные и охранные электроды , проводят второе изменение емкости контрольного конденсатора, по результатам первого и второго измерений емкости вычисляют составляющие емкости контрольного конденсатора и удельную емкость фольги. 1 ил. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я2„„1691780 А1 (я)з G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР Г;.,:., .:,, 4 .:, : .Г .:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "",.,. ., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На чертеже представлено устройство, реализующее данный способ, Способ реализуется следующим образом. (21) 4673420/2 1, (22) 03.04.89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (72) В. Ю; Попов (53) 621.317 (088.8) (56) Патент ФРГ М 2246421; кл. Н 01 G9/04,,1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ

ЕМКОСТИ ФОЛЬГИ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения удельной .емкости фольги при изготовлении электролитических конденсаторов. Цель изобретения — повышение точности измерений— достигается путем изменения в известное число раз площади поверхности измери. тельного электрода, сохраняя его площадь

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике в конденсаторостроении и может быть использовано для определения удельной емкости фольги, идущей на изготовление электролитических конденсаторов.

Цель изобретения состоит в повышении точности измерения удельной емкости фольги путем измерения емкости измерительных электродов непосредственно при измерении удельной емкости фольги и учета ее при определении удельной емкости измеряемой фольги, и плотность тока до и после коммутации постоянными. Фольгу 16 помещают в электролит 17 симметрично между двумя измерительными электродами 3,4, окруженными охранными электродами 7, подключают фольгу 16 и измерительные электроды 3, 4 к измерительному прибору 18, измеряют емкость образованного конденсатора, изменяют площадь поверхности измерительных электродов, сохраняя постоянной их площадь, поддерживают равными плотности тока через измерительные и охранные электроды, проводят второе изменение емкости контрольного конденсатора, по результатам первого и второго измерений емкости вычисляют составляющие емкости контрольного конденсатора и удельную емкость фольги. 1 ил.

По обе стороны фольги, находящейся в электролите,.симметрично располагают два Ch измерительных электрода и окружающие их Ч ) охранные электроды в одной плоскости с а измерительными электродами. При этом образуют контрольный конденсатор, парамет- 0р ры которого измеряются, для чего измерительные электроды подключают к одной клемме измерительного прибора, а фольгу — к другой, охранные электроды подключают к выходу схемы балансировки потенциала, вход которой подключают к измерительным электродам. Охранные электроды служат-для создания однородного электрического поля в зоне измерения при условии поддержания на них потенциала во время измерения, равного потенциалу измерительных электродов, Проводят пер1691780 вое измерение емкости контрольного конденсатора, который состоит из двух одинаковых электролитических конденсаторов, образованных фольгой, электролитом и измерительным электродом с одной и с другой стороны фольги„причем каждый из этих конденсаторов состоит из последовательно включенных емкостей двойных слоев на, границах фольга — электролит и измерительный электрод-электролит. Поэтому можно, записать выражение

2 1 1

С1 Сф Си.э. (1), где С1 — первое значение измеренной емкости контрольного конденсатора;

Сф- емкость измеряемого участка фоль, ги (емкость двойного слоя границы фольга электролит);

Си.э, — емкость измерительного электрода (емкость двойного слоя границы измери, тельный электрод — электролит).

Затем изменяют площадь поверхности измерительного электрода с одной стороны фольги, причем площадь измерительного электрода сохраняют прежней, а поверхность измерительного электрода распределяют равномерно внутри этой площади, и совершенно аналогичные операции проводят с измерительным электродом с другой стороны фольги, Проводят второе измерение емкости контрольного конденсатора, причем плотность тока через измерительные электроды поддерживают равной плотности тока через измерительные электроды при первом измерении.

При сообщении электроду некоторого количества электричества прбисходит соответствующее изменение потенциала электрода, что вызывает изменение емкости двойного слоя, Сохранение плотности тока через измерительные электроды при втором измерении приводит к тому, что измерительным электродам сообщается такое же, как и при первом измерении, количество электричества, то есть, изменение емкости двойного слоя будет таким же, Поэтому емкость измерительных электродов изменится пропорционально изменению площади поверхности измерительных электродов.

Равномерное распределение поверхности измерительного электрода. по площади измерительного электрода и выравнивание неоднородности электрического поля приводит к тому, что сохранится площадь измеряемого участка фольги, Изменение площади поверхности измерительных электродов можно проводить в таких пределах, чтобы не нарушалась однородность электрического поля у поверхности измеряемых участков фольги. Емкость измеряемых участков фольги практически останется неизменной, хотя плотность тока через них изменится пропорционально изменению

5 площади поверхности измерительных электродов. Это объясняется тем, что для изготовления электролитических конденсаторов применяется фольга из вентильных металлов (например, алюминия), которые всегда

10 покрыты слоем оксида, естественного или искусственного происхождения, причем оксид является полупроводниковым материалом, а емкость границы полупроводник-раствор определяется непосредственно свойствами

15 и толщиной полупроводникового материаЛЭ.

Поэтому можно записать выражение — = — +

2 1 и (2)

С Сф С..

20 где Сг — второе значение измеренной емкости контрольного конденсатора; и — коэффициент изменения площади поверхности измерительного электрода (n > 1 — при уменьшении, 0 <,п < 1 — при

25 увеличении), Затем из выражений (1) и (2) определяют.

Си.з„после чего Сф (3)

С1 Си.э. (4) ф 2 CNз. — С1

Удельную емкость фольги определяют по известным величинам Сф и площади измерительного электрода

35 С

c„„„.ф. =-

S (5) где Суд.ф — удельная емкость фольги;

S — площадь измерительного электрода, Устройство для осуществления способа

40 содержит датчик 1, состоящий из диэлектрического основания 2, измерительного электрода, выполненного в виде плоского пакета лент 3 и 4, свернутых спиралью из фольги, изолированных лентами 5 и 6 из

45 диэлектрика, Охранного электрода 7, изолированного от измерительного электрода лентой 9, выводов 10 от охранного электрода, 11, 12 — от лент измерительного электрода, выведенных через отверстия 13, 14, 15

50 основания, фольгу 16, электролит 17, измерительный прибор 18, переключатели 19, 20, схему 21 балансировки потенциала, контактирующий блок 22. Фольга 16 в электролите

17 помещена симметрично между двумя

55 датчиками 1, выводы 12 которых соединены с первой клеммой измерительного прибора

18, выводы 11 через переключающие контакты переключателей 19 и 20 и их размыкающие контакты соединены с той же клеммой

1691780 измерительного прибора 18, а выводы 10 — метров измерительных электродов снижает с выходом схемы 21 балансировки потенци- требования, предьявляемые к измерительала, Вторая клемма измерительного прибо- ным электродам датчиков, а именно, к велира 18 через контактирующий блок 22 чинеемкостидвойногослояизмерительных соединена с фольгой 16, Вход схемы баланси- 5 электродов. ровки потенциала 21 соединен с первой клем- При известном удельном сопротивлемой измерительного прибора 18. нии электролита, в котором проводятся изСпособ осуществляется при помощи мерения, и расстоянии между фольгой и этого устройства следующим образом. Ис- измерительными электродами датчиков, ходное положение переключателей 19 и 20 10 можно аналогично измерять и тангенс угла показано на чертеже. Проводится первое потерь фольги и измерительных электродов измерение емкости контрольного конденса- .датчиков. тора, затем контакты переключателей 19 и Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

20 размыкаются, при этом площадь поверх- . Способ определения удельной емкости ности измерительных электродов обоих 15 фольги, при котором помещая фольгу в элекдатчиков 1 уменьшается в два раза. Проводит- тролит симметрично между двумя измерися второе измерение, причем измеритель- тельными электродами и окружающими их ный прибор 18 регулируют так, чтобы ток, охранными электродами, расположенными через контрольный конденсатор был в два воднойплоскостисизмерительными,иподраза меньше, чем при первом измерении. 20 ключая фольгу и измерительные электроды

После чего по результатам измерений и из- к измерительному прибору, измеряют емвестнрй площади измерительного электро- кость образованного контрольного конден да датчика 1 определяется удельная сатора, поддерживают во время измерения емкость измеряемой фольги, потенциал охранных электродов равным поВ качестве измерительного прибора 18 25 тенциалу измерительных электродов, о тможет быть применено устройство, пред- л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышеставляющее собой мост переменного тока, ния точности измерений, изменяют емкости в одно плечо которого включается измеряе- измерительных электродов путей изменемый контрольный конденсатор и, последо- ния площади поверхности измерительного вательно включенный с ним, прибор, 30 электрода с одной стороны фольги, причем регистрирующий переменный ток; генера-: площадь измерительного электрода сохратор синусоидального напряжения должен няется. неизменной; а поверхность измерибыть с регулировкой амплитуды синусои- тельно о электрода распределяется дального напряжения. равномерно внутри этой площади, и аналоВ качестве схемы балансировки потен- 35 гично изменяют площадь поверхности изциала 21 можно использовать повторитель . мерительного электрода с другой стороны напряжения, фольги, проводят второе измерение емкоИспользование способа измерения сти контрольного конденсатора, причем удельной емкости фольги позволяет повы- . плотность тока через измерительные электсить точность измерения удельной емкости 40 роды поддерживают равной плотности тока фольги, так как непосредственно по резуль- через измерительные электроды при пертатам двух измерений можно определить вом измерении, а по результатам измерепараметры измерительных электродов и ний емкости определяют составляющие учесть при точном определении параметров емкости контрольного конденсатора и фольги. Возможность определения пара- 45 удельную емкость фольги.

1691780

Составитель П.ТарасеНхо и

Редактор Н. Каменская Техред М. Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3926 Тираж 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, yn,Гагарина, 101

3

1 б

11

f1