Способ определения удельной емкости фольги

(5)5 6 01 В 27/26 Е Б ИЯ зом. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(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 гв 2246421; кл, Н 01 6 9/04, 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,На чертеже представлено устройство,лизующее данный способ, .Способ реализуется следующим обраи 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.М По обе стороны фольги, находящейся в электролите,.симметрично располагают два измерительных электрода и окружающие их охранные электроды в одной плоскости с измерительными электродами. При этом образуют контрольный конденсатор, парамет.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 пер 1691780вое измерение емкости контрольного конденсатора, который состоит из двух одинаковых электролитических конденсаторов,образованных фольгой, электролитом и измерительным электродом с одной и с другойстороны фольгипричем каждый из этихконденсаторов состоит из последовательновключенных емкостей двойных слоев на,где С 1 - 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 поверхностиизмерительного электрода с одной стороны фольги, причем площадь измерительного электрода сохраняют прежней, аповерхность измерительного электродараспределяют равномерно внутри этой площади, и совершенно аналогичные операциипроводят с измерительным электродом сдругой стороны фольги, Проводят второеизмерение емкости контрольного конденсатора, причем плотность тока через измерительные электроды поддерживают равнойплотности тока через измерительные электроды при первом измерении.При сообщении электроду некоторогоколичества электричества прбисходит соответствующее изменение потенциала электрода, что вызывает изменение емкостидвойного слоя, Сохранение плотности токачерез измерительные электроды при втором измерении приводит к тому, что измерительным электродам сообщается такоеже, как и при первом измерении, количествоэлектричества, то есть, изменение емкостидвойного слоя будет таким же, Поэтому емкость измерительных электродов изменится пропорционально изменению площадиповерхности измерительных электродов.Равномерное распределение поверхностиизмерительного электрода. по площади измерительного электрода и выравниваниенеоднородности электрического поля приводит к тому, что сохранится площадь измеряемого участка фольги, Изменениеплощади 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 нихизменится пропорционально изменению5 площади поверхности измерительных электродов, Это объясняется тем, что для изготовления электролитических конденсаторовприменяется фольга из вентильных металлов (например, алюминия), которые всегда.10 покрыты слоем оксида, естественного или искусственного происхождения, причем оксидявляется полупроводниковым материалом, аемкость границы полупроводник-растворопределяется непосредственно свойствами15 и толщиной полупроводникового материалафПоэтому можно записать выражение- = - +2 1 п(2)С 2 Сф Си,э,20 где С 2 - второе значение измеренной емкости контрольного конденсатора;и - коэффициент изменения площадиповерхности измерительного электрода(4)ф 2 Сэ, - С 1Удельную емкость фольги определяютпо известным величинам Сф и площади измерительного электрода35 СС,ф =-фЯ(5)где Суд,ф. - удельная емкость фольги;Я - площадь измерительного электрода,Устройство для осуществления способа40 содержит датчик 1, состоящий из диэлектрического основания 2, измерительного электрода, выполненного в виде плоскогопакета лент 3 и 4, свернутых спиралью изфольги, изолированных лентами 5 и 6 из45 диэлектрика, Охранного электрода 7, изолированного от измерительного электродалентой 9, выводов 10 от охранного электрода, 11, 12 - от лент измерительного электрода, выведенных через отверстия 13, 14, 1550 основания, фольгу 16, электролит 17, измерительный прибор 18, переключатели 19, 20,схему 21 балансировки потенциала, контактирующий блок 22. Фольга 16 в электролите17 помещена симметрично между двумя55 датчиками 1, выводы 12 которых соединеныс первой клеммой измерительного прибора18, выводы 11 через переключающие контакты переключателей 19 и 20 и их размыкающие контакты соединены с той же клеммойизмерительного 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 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. 0 ключая фольгу и измерительные электроды После чего по результатам измерений и из- к измерительному прибору, измеряют емвестнрй площади измерительного электро- кость образованного контрольного конденда датчика1 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 щ и й с я 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 дальногонапряжения. равномерно внутри этой площади, и аналоВ качестве схемы балансировки потен 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 измерейии, а по результатам иэмерепараметры измерительных электродов и ний емкости определяют составляющие учесть при точном определении параметров . емкости контрольного конденсатора и фольги. Возможность определения пара удельную емкость фольги.1691780 1 б 1 Ч 13 б Составитель П,Тарасенко л Редактор Н. Каменская Техред М. Моргентал Корректор Э,Лончако Заказ 3926 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Юственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101ро