Мост для измерения составляющих комплексной проводимости

(51) 4 С 01 В 17/1 САНИЕ ИЗОБРЕТ КА А.Тихомирова БВЯ, чо 1 ии17/1 О, 197 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ МЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ,содержащий генератор, указатель равновесия и двойную Т-образную цепьв экранирующем корпусе, первая продольная ветвь которой состоит издвух последовательно соединенных конденсаторов постоянной емкости, вторая продольная ветвь которой состоитиэ последовательно соединенных конденсатора постоянной емкости и резистора, при этом обе продольных ветвисоединены параллельно, их первый общий вывод соединен с первым выводомгенератора, а второй их общий выводсоединен с первым выводом указателяравновесия, вторые выводы генератораи указателя равновесия соединены собщей шиной и экранирующим корпусом,первое поперечное плечо двойной Т-об"разной цепи состоит из параллельносоединенных первого регулируемогоконденсатора, 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 измерительной 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 конденсатора переменной емкости, во вторую продольную ветвь введен второй резистор, е включенный последовательно с первым равв резистором, и оба резистора заключе-. Я ны в экран, причем первый вывод первого конденсатора перешенной емкости ф соединен с общими выводами этих двухрезисторов, 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.Изобретение относится к электро- измерительной 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 ( Се), образующие первую ветвь продольных емкостных плеч; конденсатор 6 (Се) и первый 7 (В,) и второй 8 ( В) 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 ( Се ) 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 ( С ) и 18 ( С а ) переменной емкости.1Емкость, шунтирующая оба резистора 7 и 8, состоит из двух компонент: емкости (С ) резисторов относительно экрана 9 и компенсирующей отрицательной: емкости С =Ск + С, вносимой конденсаторами 17 и 18. Емкость С являетсяпроходной емкостью "звезды", образо" ванной резисторами 7 и 8 и конденсатором 17. Эту емкость легко определить преобразованием этой цепи в . "треугольник". Аналогично определяется емкость С , только в данном случае надо рассматривать "звезду", образованную резисторами 7 и 8 и . суммарной емкостью С , представляющей последовательное соединение емкости Сщ конденсатора 18 и емкости С резисторов 7 и 8 относи" тельно 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 оченьбольшой разрешающей способностью. На"пример, пусть С = 3,5 пФ,- С = 5140 пФ (подстроечный конденсатор 5 Сц СпКПВ), тогда С = ---- = 0,6=С+С,0;975 С . Следовательно,приращение ь С = 140-5 = 135 пФ вноситизменение емкости 0,375 х 3,5 10 = 1,4 пФ, это соответствует уменьшению цены деления конденсатора С в100 раз.Из преобразования "звезда-треугольник" вытекает, что при151 ( Ся СьВ =В С = --- С + --- ,(1)2 " 4С +Сн пУстройство работает следующим образом,Подбирают элементы начального баланса для данной частоты - резистор13 и индуктивную катушку 14, с помощью регулируемых конденсаторов 11и 12 проводят начальное уравновешивание моста (без измеряемого объексцта 1 и отмечают их показания С д и, затем к измерительным клеммам 16,и в обоих случаях уравновешиваютмост с помощью одних только регулируемых конденсаторов 11 и 12 (отсчетыС(й) С (г) С ю (з)А в е з и деДля уравновешенного моста соблюдаются следующие условия.Объект подключен к клеммам 15:где О - активная составляющая объекта измеренияО - активная суммарная проводи 8мость резисторов 7 и 8.где С - реактивная составляющая объекта измерения.Объект подключен к клеммам 16: 508Регулированием конденсатора 17 изменяют компенсирующую, емкость Ск до ,достижения равенства С. = С. Дляточной подстройки используют конден1206718 оставитель В,Семеехред М.Пароцай Корректор О,ЛуговаПодписное Редактор А.Шандор о комитета СССРи открытийРаушская наб д, 4 иал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная сатор 18. Полная компенсация на- ступает, когда показания моста по емкости С и Сц не изменяются при перестановках резистора 10 с клемм 15 на клеммы 16 и наоборот.лТогда калибровочный резистор 10 отключают, а на клеммы 15 или 16 подключают измеряемый объект (при измерениях в широком диалазоне частот используют клеммй 1 б).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 2 ( С- С) /Ов формуле (2) принимают равными нулю. 706/47 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж"35, Благодаря экрану 9 достигнутаякомпенсация емкости С сохраняетсяпостоянной в широком диапазоне частот.5 Компенсация выполняется с оченьбольшой точностью, ограниченной только разрешающей способностью мостапо емкости; при этом нет необходимости знать действительное эначе ние емкости С,Таким образом, результаты иэмере" ния с помощью предлагаемого моста по сравнению с известньии не содержат погрешностей, обусловленных емкостью С.