Устройство для измерения электрических параметров фольги

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХРЕ СПУБЛИК(9) (1 ( (51)5 6 01 Н 2 628 А СО О ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ 31 ЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФОЛЬГИ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения электрических параметровфольги при изготовлении электрических конденсаторов. Цель изобретения - повышениеточности, расширение области применения -достигается путем измерения и учета электрических параметров измерительных электродов и электролита. Устройство содержитприбор 1 для измерения параметров конденсаторов, соединенный с измерительнымэлектродом 2 и с перекидным контактом переключателя 3, блок 4 питания охранных электродов, вход которого соединен с первымизмерительным электродом 2, а выход - спервым охранным электродом 5, контактирующий блок 6, соединенный с общей шиной источника 9 г(и(анид, второй измеритель ный электрод 7. соединенный с входом дополнительного блока 10 питания охранных электродов второи и третий воды которого, а также соответствующие входы блока 4 соединены с плюсовым и минусовым выводами источника 9, причем перекид ой контакт первого полюса трехполюсного переключателя 11 соединен с вторым входом прибора 1, а нормально замкнутый контакт первого полюса - с кон 1 актирующблоком 6, перекидной контакт второ(о по пса соединен с вторым измерительны( электродом 7, нормал( но замкнутый контакт второго полюса - с нормально замкнутым контактом переключателя 3, а нормально разомкну 1 ый контакт переключателя - с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полюса соединен с вторым охранным электродом, нормально замкнутый контакг третьего полюса - с первым охранным электродом 5, а нормально разомкнутый контакт третьего полюса с выходом дополнительного блока 10 питания охранных электродов 5 ил,35 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения удельной емкости и тангенса угла потерь фольги, применяющейся при изготовлении электролитических конденсаторов.Цель изобретения - расширение области применения устройства и повышение точности измерения электрических параметров фольги путем измерения и учета электрических параметров измерительных электродов и электролита, в котором производятся измерения.На фиг,1 представлена структурная схема устройства для измерения электрических параметров фольги; на фиг.2 - схема измерения электрических параметров фольги с двух сторон без элементов и связей, не участвующих в измерении; на фиг.З - схема измерения электрических параметров измерительных электродов и среды, в которой производится измерение, без элементов и связей, не участвующих в измерении; на фиг.4 и 5 - эквивалентные схемы измеряемых цепей при измерении параметров фольги и измерительных электродов и среды, в которой производится измерение, соответственноо.Устройство для измерения электрических параметров фольги (фиг,1) содержит прибор 1 для измерения электрических параметров конденсаторов, первый вход которого соединен с первым измерительным электродом 2 и с выводом переключателя 3,блок 4 питания охранных электродов, вход которого соединен с первым измерительным электродом 2, а выход - с первым охранным электродом 5, контактирующий блок 6, второй измерительный электрод 7, второй охранный электрод 8, источник 9 питания, положительный и отрицательный выводы которого соединены с блоком 4 питания охранных электродов и с дополнительным блоком 10 питания охранных электродов, вход которого соединен с вторым измерительным электродом 7, дополнительный трехполюсный переключатель 11, у которого перекидной контакт первого полюса соединен с вторым входом блока 1 для измерения электрических параметров конденсаторов, а нормально замкнутый контакт первого полюса - с контактирующим блоком 6, перекидной контакт второго полюса соединен с вторым измерительным электродом 7, нормально замкнутый контакт второго полюса - с вторым выводом переключателя 3, а нормально разомкнутый контакт второго полюса - с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полю 5 10 15 20 25 30 са соединен с вторым охранным электродом 8, нормально замкнутый контакт третьего полюса - с первым охранным электродом 5, а нормально разомкнутый контакт третьего полюса - с выходом дополнительного блока 10 питания охранных электродов, средний вывод источника 9 питания соединен с контактирующим блоком 6, Контактирующий блок 6 обеспечивает электрический контакт металлической основы фольги 12 с устройством. Измерения проводятся в электролите 13,Устройство работает следующим образом,Например. первое измерение производится с целью измерения электрических параметров фольги. При этом дополнительный трехполюсный переключатель 11 должен находиться в исходном положении -разомкнутом, как показано на фиг.1, а переключатель 3 - либо в разомкнутом(измеряется одна сторона фольги), либо в замкнутом (измеряется фольга с двух сторон), Практически, измеряются электрические параметры электролитического конденсатора, образованного измерительными электродами 2 и 7, противолежащими им участками измеряемой фольги 12 и обьемами электролита 13 между ними. Поэтому измеренная емкость содержит, кроме емкости измеряемого участка фольги 12, емкость измерительных электродов 2 и 7,а тангенс угла потерь, кроме сопротивления активных потерь измеряемого участка фольги 12, - сопротивление участвующего в измерении объема электролита 13 и сопротивление активных потерь измерительных электродов 2 и 7, На фиг.2 показана схема измерения электрических параметров фольги 12 с двух сторон без элементов и связей, не участвующих в измерении, переключатель 3 (не показан) находится в замкнутом положении. Охранные электроды 5 и 8 запитываются по цепи: выход блока 4 питания охранных электродов -охранные электроды 5 и 8 - электролит 13 - фольга 12 - контактирующий блок 6 - средний вывод источника 9 питания.Для измерения электрических параметров измерительных электродов 2 и 7 и электролита 13 фольга 12 отключается от контактирующего блока 6 и убирается из зоны измерения, Дополнительный трехполюсный переключатель 11 переводится в положение "Замкнуто", На фиг.З показана схема измерения электрических параметров измерительных электродов 2 и 7 и электролита 13 без элементов и связей, не участвующих в измерении. Проводится второе измерение, при котором измеряютсяСС 2с.+сф19 д 1=2 л 119 иЯии ийф) - ;12)С СС. +Сф С 2 = 1/2Си,(3) 19 д 2 = 2 л т Си ( Ви + Вэл ), (4) где С 1, т 9 д,; С 2, ц д 2 - . показания прибора 1 для измерения электрических параметров конденсатороа при первом и втором измерениях (с целью упрощения толщина фольги считается равной нулю);1 - частота, на которой производится и,мерение.Для третьего измерения1Сз = - С2т 9 д 3 = 2 л 1 Си ( Ви+ и Яэл),(5) (6) где и - число, показывающее, вс сколько раз изменено расстояние между иэмерительныл 1 и электродами 2 и 7 при третьем измерении, причем п1 пр величении и и1 при уменьь)ении расстояния.Пользуясь формулами (4), (б) и (3) или (5), можно определить выражения для С 9). Ви и Язл Си = 2 С 2 = 2 Сз: Вэл(и 9 д 2 - Щдз):(8) 1 1 1 - и 4 л 1 С 2 9 ди т 9 д 2 Ви 1 4 Л 1 С 2(10) С2 Си - С 1 т 9 д 1Вф Яи Вэл д 1 СТангенс угла потерь измерительных электродов 2 и 7 мо 2,но определить по формуле9 ди=21 Си Яи, (12) фольги 12 - по формуле; условии, что фольга 12 расположена симметрично между измеоительными электродами 2 и 7, Взл = Вэл = Вэл, Си = Си =1 1 11Си и Яи = Ви =- Ви - при одинаковой технологии изготовления и условиях эксплуатации измерительных электродов 2 и 7; Сф = Сф = Сф и Вф = Вф 1:= "Вф - так как фольга 12 обрабатывается одновременно с двух сторон). Исходя из эквивалентных схем на фиг.4 и 5 для первого и второго измерений, можно записать 50 55 щ д ф= 2 к 1 Сф Вф (13)По известныл 1 расстоянию между измерительными электродами 2 и 7 при втором измерении и площади 5 измерительного электрода 2 (7) можно определить удельное сопротивление электролита 13 электрические параметры электролитического конденсатора, образованного измерительными электродами 2 и 7 и объемомэлектролита 13 между ними, Охранныеэлектроды 5 и 8 эапитываются по цепи; 5выход блока 4 питания охранных электродов - охранный электрод 5 - электролит 13 -охранный электрод 8 - выход дополнительного блока 10 питания охранных электрс)дов, 1 ОЗатем изменяется в и раэ расс 1 ояниемежду измерительными электродами 2 и 7и, соответственно, охранными элекгродами 5 и 8. В сторону увеличения расстояниеможно изменять на такую величину, чтобы 15сохранилась однородность электрическогополя в зоне измерения, в сторону уменьшения - так, чтобы не было непосредственногоконтактирования измерительных электродов 2 и 7, 20Кроме того, изменение расстояния необходимо произвести на такую величину,чтобы изменение параметров измеряемогоэлектролитического конденсатора (измерительный электрод 2 - электролит 13 - измерительный электрод 7), а именно тангенсаугла потерь, можно было с необходимой точностью измерить блоком 1 измерения электрических параметров конденсаторов.Проводится третье измерение. 30По результатам второго и третьего измерений можно определить электрическиепараметры измерительных электродов 2 и 7и электролита 13, а по результатам первогоизмерения и известным параметрам измерительных электродов 2 и 7 и электролита13 можно точно определить электрическиепараметры фольги 12,На фиг.4 и 5 представлены эквивалентные схемы измеряемых цепей, где Си и 401Си - емкости измерительных элктродов 211и 7, Ви и Ви - сопротивления активныхпотерь измерительных электродов 2 и 7,Вэл и Вэл - сопротивления обьемов элек 1 11тролита 13 между измерительными электродами 2 и 7 и фольгой 12, Яф и Вф1 11сопротивления активны;, потерь измеряе 1 11мых участков фольги 12, Сф и Сф - емкости измеряемых участков фольги 12 (приЙ эл0,5Устройство обладает широкими функциональными возможностями и позволяет определить электрические параметры измерительных электродов и электролита, в котором производится измерение, кроме имеющейся возможности измерения электрических параметров фольги. благодаря чему повышается точность определения электрических параметров фольги за счет учета электрических параметров измерительных электродов и электролита. Формула изобретения Устройство для измерения электрических параметров фольги, содержащее прибор для измерения электрических параметров конденсаторов, источник питания, первый и второй измерительные электроды, первый и второй охранные электроды, контактирующий блок, переключатель, причем вход прибора для измерения электрических параметров конденсаторов соединен с первым измерительным электродом и с первым выводом переключателя, вход блока питания охранных электродов соединен с первым измерительным электродом, а его выход - с первым охранным электродом, второй и третий входы блока питания охранных электродов соединены с выходом источника питания,отл ича ющееся тем, что, с целью расширения области использования и повышения точности измерения, в него введены дополнительный блок питания 5 охранных электродов и трехполюсный переключатель, причем ваход дополнительного блока питания охранных электродов соединен с вторым измерительным электродом, перекидной контакт первого полюса трех полюсного переключателя соединен с вторым входом прибора для измерения электрических параметров конденсаторов, а нормально замкнутый контакт первого полюса - с контактирующим блоком, перекид ной контакт второго полюса соединен свторым измерительным электродом, нормально замкнутый контакт второго полюса - с вторым выводом переключателя, а нормально разомкнутый контакт второго 20 полюса - с нормально разомкнутым контактом первого полюса, перекидной контакт третьего полюса соединен с вторым охранным электродом, нормально замкнутый контакт третьего полюса - с первым охранным 25 электродом, а нормально разомкнутый контакт третьего полюса - с выходом дополнительного блока питания охранных электродов, причем контактирующий блок соединен с общей шиной источника питания, а допол нительный блок питания охранных электродов - с положительным и отрицательным выводами источника питания.1628014 Си оставитель П, Тарасенкоехред М.Моргентал Корректор А. Осауленко гар ак зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 339 Тираж 407 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5