Устройство для измерения составляющих комплексной проводимости

 

(72) Авторы изобретения

":<О ф

А Ф. Кугаевский и В, В. Орехов . " ®М:

Ц Н 41 ц >

Йцц(:("g )

Рн

ВМЫ жскнй Краснознаменный институт и в Ффй©диско авиации имени Ленинского комсомола f (71) Заявитель (64) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮШИХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

Ь.

Изобретение относится к алектроизме-. рительной технике и может быть использовано для измерения электромагнитных характеристик.

Известно устройство для измерения составляющих комплексной проводимости

5 на Т-образных уравновешенных мостах, содержащее генератор напряжения высокой частоты, указатель равновесия, подключ ж ные соответственно ко входу и выходу уравновешенного одинарного T-об1раэного моста, поперечное плечо которого имеет параллельно соединенные индуктивность и два конденсатора переменной емкости, один из-которых служит для уравновешива 1> ния и отсчета по реактивной составляющей измеряемого образца, а другой, будучи сопряженным с конденсатором переменной емкости в прилегающей продольнойвютви, компенсирует изменение последней для 20 осуществления раздельного баланса, конденсатор переменной емкости, служащий для уравновешения и отсчета по активной составляющей, и конденсатор постоянной

2 емкости, расположенные в прилегающих к нему продольных плечах, и активное сопротивлениее, включенные,в продольную ветвь параллельно конденсаторам постоянной и переменной емкостей I.Ö.

Наиболее близким техническим решени ем к изобретению является устройство для измерении составляющих комплексной про:, водимости, которое содержит одинарный

I Т-образный мост, нерюе продольное плечо которого образовано резистором, второе плечо - катушкой индуктивнюсти, поиереч», Res ветвь мости образована первым кон денсатором переменной емкости, первый, выход которого подключен к первым выво дам резистора а катушки индуктивности, второй выход - к общей шине, генератор напряжения высокой частоты, включенный между вторым выводом резистора и общей шиной, указатель равновесия, включенный между вторым выводом катушки индуктивности и общей шиной, второй конденсатор переменной емкости, выводы которого со» единен со вторыми выводами резистора и

37 к м

О) .Lo

3 9606 индуктивности, клеммы для подключения объекта измерения, подсоединенные к первому и второму выводам первого конденсатора переменнбй емкости Г2).

Недостатком известного устройства для jg измерения составляющих комплексной проводимости являетсл низкая точность изме ения на высоких частотах, так как наличие остаточных паразитных индуктивностей в конденсаторах переменной емкости на 10 высоких частотах приводит к завышению значений емкостей конденсаторов, и тем самым, к искажению основного уравнения измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения составляющих комплексной проводимости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения составляющих комплексной проводим сти, содер- 20 жашее одинарный Т-образный мост, первое продольное плечо которого образовано резистором, второе плечо — катушкой индук. тивности, поперечная ветвь моста образована первым конденсатором переменной

-емкости, первый вывод которого подключен к первым выводам резистора и катушки индуктивности, второй вывод — к -общей шине, генератор напряжения высоской частоты, включенный между вторым

30 выводом резистора и общей шиной, указатель равновесия, включенный между вторым выводом катушки индуктивности и общей шиной, второй конденсатор перемен-, ной емкости, первый вывод которого соединен со вторым выводом резистора, клеммы для подключения объекта измерения подсоединены к первому и второму выводам первого конденсатора переменной емкости, введена катушка переменной индуктивности,индуктивно связанная встреч. но включенная с катушкой индуктивности, причем катушка переменной индуктивности конструктивно сопряжена со вторым конденсатором переменной емкости и включена между вторыми выводами второго конденсатора и катушки индуктивности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема образцовой меры конденсатора; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства.

И

Образцовая мера конденсатора 1 переменной емкости с малыми потерями может быть представлена в виде схемы замещения, состоящей из оснбвной емкости

2, сопротивления 3 потерь в диэлектрике, И сопротивления 4 потерь в токопроводяших металлических поверхностях и индуктивностп 5 электродов конденсатора 1. Beличине этих элементов изменяются с изменением взаимного расположения подвижных и неподвижных электродов конденсатора

Катушки 6(L ) и 7(5J индуктивности соединены одна с другой и с конденсатором 1 последовательно, причем катушки

6 и 7 включены встречно и находятся в тесной индуктивной связи между собой.

Коэффициент связи К определяется выражением где М - взаимная индуктивное ib катушек.

Значение величины индуктти «ости катушки 6 выбирается из условия где бс индуктивность 6 электро ов конденсатора 1, При этом соотношение между величинами индуктивностей катушек 6 и 7 должно быть таким, чтобы за счет величины их взаимной индукции M в цепи образцовой меры обеспечивался известный из теории индуктивно связанных элементов емкосный эффект (или явление ложной емкости — отрицательной индуктивности) .

При изменении величины емкости кон-. денсатора . переменной емкости изменяется и величина остаточной паразитной индуктивности 5 электродов конденсатора т.е. изменяется условие равновесия (1) из- а изменения его правой части.

Поэтому для его восстановления необходи мо изменять и левую часть уравнения (1), для чего катушку 6 делают переменной. Чтобы это происходило одновременно, ее делают конструктивно сопряженной с конденсатором 1.

Устройство для измерейия составляю ших комплексной проводимости (фиг.2) содержит генератор 8 напряжения. высокой частоты, конденсатор 9 переменной емкости, служащий для уравновешивания и отсчета по активной составляющей измеряемого образца 10, резистор 11, 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 T-образную цепь, состоящую из катушки 13 переменной индуктивности, резистора 11, катушки 14 индуктивности и и двух конденсаторов 9 и 12, в которой

5 : 9606 катушка:l3 конструктивно сопряжена с конденсатором 9 и индуктивно связана с катушкой l4. Уравновешивают схему дваждьп беэ образца 10 и с образцом l0 посредством конденсаторов 9 и l2 по ну- 5 левым показаниям указателя 15 равновесия. Данные для расчета реактивной составляющей отсчитываются по лимбу конденсатора l2, а активной составляющей - по лимбу конденсатора 9. Расчет .осушест-1ф вляется либо по лимбам конденсаторов 9 и l2, которые в этом случае должны быть отградуированы в определенных единицах измерения, в зависимости от характера измеряемой проводимости, либо с испольэо- и 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-щ цесс измерений.

B предлагаемом устройстве для изме- рения составляющих комплексной проводимости за счет указанной схемной реализации одинарного Т-образного моста, места включения компенсирующей катушки кндуктивности в сочетании с выбранным методом измерения (методом двух уравновешиваний) практически исключается влияние паразитной индуктивности кон-. денсатора переменной емкости при измерении активной составляющей. на высоких час тотах.

37 6 продольное плечо которого образовано резистором, второе плечо — катушкой индуктивности, поперечная ветвь моста образована первым конденсатором переменной емкости, первый выход которого подключен к первым выводам резистора и катушки индуктивности, второй вывод - к общей шине, генератор напряжения высокой частоты, включенный между вторым выводом резистора и общей шиной, указатель равновесия, включенный между вторым выводом катушки индуктивности и общей шиной, второй конденсатор переменной емкости, первый вывод которого соединен со вторым выводом резистора, клеммы для подключения объекта измерения подсоединенны к первому и второму выводам первого конденсатора переменной емкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введена катушка переменной индуктивности, индуктивно связанная и . встречно включенная с катушкой индук тивности, причем катушка переменной индуктивности конструктивно сопряжена со вторым конденсатором переменной емкости и включена между вторыми выводами второго конденсатора и катушки индуктивнос ти

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ф орм ул а изобре те ния

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

1, Кугаевский А. Ф.. Измерение па3$ раметров ферромагнитных материалов на высоких частотах, N., Издательство стандартов, 1973, с. 97-98, рис. 48а.

2. Авторское свидетельство СССР № 842S9l, кл. GO1 R l7/10, l979 (прототип ) .

960637

Составитещ B. О. Гольцов

Редактор H. Пу ненкова,.Техред 3Яалнй:Корректор В, Бутяга

Закаа 7254/50 .- Тираж 717, Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

ЗЛЭ035 Москва Ж 35 Ра ск б 4 5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул; Проектная, 4