Способ измерения емкости

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Щ 645098 6 в 1 оа бвветсхих Социалистических Республик(61) Дополн (22) Заявлен ельное вт, свид-ву 51) М. Кл.б 01 К 27/26 24.10.7 21) 1839433 рис заявкиинение 3) Приоритет ударствеиныи комите СССР делам изобретений и открытий(088.8) 0.01.7 ия описани ликов 2) Авторы изобретени. В, Мачюлаити 71) Заявитель титут физики по оводников А итовской СС 54) СПОСОБ И ЕРЕНИЯ ЕМКОСТ пояс- ласно а е точноИзобретение относится к области электрических измерений, а именно к измерениям параметров элементов электрических цепей, и может быть использовано при создании измерительных приборов.Известен способ измерения емкости, основанный на заряде и разряде конденсатора 11.Известный способ измерения емкости с использованием источника тока для ее заряда и измерением времени заряда прн известной величине активного сопротивления до потенциала срабатывания электронного реле не обеспечивает высокой точности. Главным источником погрешности является неточность определения момента начала зарядки и особенно ее окончания из-за незначительной крутизны кривой нарастания напряжения на конденсаторе до потенциал срабатывания электронного реле,Цель изобретения - повышенисти измерения.Поставленная цель достигается тем, что при способе измерения емкости, основанном на заряде и разряде конденсатора, применяют прибор со скачкообразной Я-образной вольт-амперной характеристикой, содержащей петлю гистерезиса, например эпитаксиальный плоскостной диод на основе сильнолегированного германия, увеличивают ток до включения упомянутого прибора, затем его уменьшают, фиксируют величину тока в момент выключения прибора и по ней судят о величине измеряемой емкости.На чертеже представлены кривые, няющие способ, осуществляемый сог изобретению.Изображена обратная ветвь вольт-ампер ной характеристики эпитаксиального плоскостного диода на основе сильнолегированного германия, а также изменение характеристики при подключении указанного полупроводникового прибора параллельно конденсаторам различной емкости С. При няты следующие обозначения: 11 вкл 1 вкл - НанрижЕНИЕ И ТОК ВКЛЮЧЕ- ниЯ прибоРа; 1 выкл - ток выключениЯ ПРН- бора; У,в - остаточное напряжение на элементах; 1 - ветвь вольт-амперной характеристики, характеризующая нарастание тока; 2 - ветвь, характеризующая включение прибора; 3 - участок обратного хода петли гистерезиса, т. е. уменьшение тока; 4, 5, 6 - участки вольт-амперной характеристики, соответствующие токам выключения прибора 1 вв,к 1 ввкк, 1 ввкк из различным величинам емкости конденсатора, к которой подключен прибор, причем большей величине емкости соответствует3больший ток выключения и наоборот, Ток выключения 1,ынл соответствует емкости, равной нулю (С =- О).Процесс измерения емкости происходит 5следующим образом.При нарастании тока (ветвь 1) до значения У,л конденсатор, к которому подключен полупроводниковый прибор, заряжается до напряжения включения У,л указанного прибора. После включения полупроводникового прибора (ветвь 2) конденсаторчерез него разряжается и напряжение наобоих элементах становится равным остаточному напряжению Уост В случае уменьщения тока, т, с. по обратному ходу петлигистерезиса (ветвь 3), происходят выключение прибора и скачкообразное увеличениенапряжения на нем.Измеряя ток выключения при подключении указанного полупроводникового прибора к измеряемой емкости и зная зависимость 7 выкл. -- 1 С), можно определить значение этой емкости,При измерении емкости согласно изобретению измерению подлежит лишь ток выключения полупроводникового прибора, всвязи с чем точность измерения предопределяется классом и разрешающей способностью прибора, измеряющего ток выклю- ЗОчения, и может быть высокой. Погрешность,вносимая при фиксации тока включения,незначительна благодаря резкому скачкунапряжсния (порядка десяти вольт), возникающему в момент выключения полупроводникового прибора.Увеличение и уменьшение тока, т, е, управление источником тока, можно осуществить вручную или автоматически подачейимпульсов с пологими передними и заднпми фронтами. Как видно из вольт-амперпойхарактеристики, подаваемый импульс должен обеспечить включение полупроводникового прибора. Дальнейшее повышение токачерез прибор (ветвь 7) на результат измерения воздействия не оказывает. Следовательно, установив амплитуду импульса с достаточным запасом, обеспечивающую ток включения У можно существенно уменьшить требования к ее стабильности,Диапазон емкостей, измеряемых предлагаемым способом, определяется величиной пстли гистерезиса по току. При использовании указанных диодов коэффициент перекрытия диапазона измеряемых емкостей превышает 10000, что на 2 - 3 порядка больше, чем при измерении резонансными, мостовыми методами или методом, основанном на использовании зависимости тока (напряжения) в цепи, питаемой источником переменного или импульсного напряжения от включенной в нее емкости,Предлагаемый способ позволяет расширить диапазон измеряемых емкостей при высокой точности измерения, а также дает возможность повысить степень автоматизации измерений и создать ряд компактных цифровых измерителей, так как получаемые во время включения и выключения полупроводникового 5-элемента скачки напряжения могут быть использованы в качестве управляющих импульсов. Формула изобретенияСпособ измерения емкости, основанный на заряде и разряде конденсатора, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, используют прибор со скачкообразной 5-образной вольт-амперной характеристикой, содержащей петлю гистерезиса, например эпитаксиальный плоскостной диод на основе сильнолегированного германия, увеличивают ток до включения упомянутого прибора, затем уменьшают ток, фиксируют величину тока в момент выключения прибора и по ней судят о величине измеряемой емкости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Лвторскос свидетельство СССР Мо 112262, кл. 6 01 Е 27/2 б, 1952.645098 авитель Н. Дьякова Редактор И. Грузова Техред С. Антипенко Корректоры; О. ТюриА, Николаева и Л. Коро ипография, пр, Сапунова, 2 каз 2462/8 НПО Госуд Изд. Мо 102 Тираж 705 твенного комитета СССР по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5