Мера емкости

(19) П 734043 А 5 6 01 В 27/26 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ П ЕТЕЛЬСТВ ОМ ВТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1465822, кл. 0 01 В 27/26, 08.06,87,(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к средствам поверки измерительных емкостных мостов, Целью изобретения является расширение количества воспроизводимых значений емкости и повышение точности, Мера емкости содержит размещенные в экранирующем корпусе б с крышкой 7 с отверстиями под штепсели штепсельный переключатель, выполненный в виде диска 1, соединенного с одним из измерительных выводов меры, охватывающих диск и расположенных с зазорами кольцевых секций, снабженных полукруглыми вырезами и размещенных между экранирующими перегородками 13, и ступени, выполненные в виде конденсаторов 4, первые выводы которых соединены измерительным выводом 8 меры, Каждая ступень меры снабжена радиальной экранирующей задвижкой 12, при этом кольцевые секции 2, не смежные между собой, соединены с диском 1, оставшиеся кольцевые секции соединены с вторыми выводами конденсаторов 4, полукруглые вырезы расположены на боковых поверхностях кольце1734043 вых секций, а радиальные задвижки 12 размещены в зазорах между полукруглыми вырезами и соединены электрически при помощи постоянной гибкой связи 19 с экранирующим корпусом б, при этом экранирующие перегородки 13 выполнены Г-образными, а в крышке 7 выполнены боковые отверстия 23 напротив радиальных задвижек 12, Радиальные задвижки 12 выполнены в виде скрепленных взаимно перпендикулярных металлических пластин, в нижней из которых выполнен вырез 15 под Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к средствам поверки измерительных емкостных мостов,Известна мера емкости, воспроизводящая как малые, так и сравнительно большие емкости, и удовлетворяющая обоим указанным выше требованиям,Недостаток известной меры заключается в отсутствии возможности суммирования отдельных ступеней, что снижает количество воспроизводимых точек. Это ограничиваетвозможность меры как средства поверки измерительных мостов,Известна мера емкости. воспроизводящая как малые, так и сравнительно большие значения емкости, и позволяющая суммировать две соседние емкостные ступени, Мера емкости содержит размещенные в экранирующем корпусе с крышкой с отверстиями под штепсели штепсельный переключатель, выполненный в виде диска, соединенного с одним из измерительных выводов меры, охватывающих диск и расположенных с зазорами кольцевых секций, снабженных полукруглыми вырезами и размещенных между экранирующими перегородками. и ступени, выполненные в виде конденсаторов, первые выводы которых соединены с другим измерительным выводом меры.Недостаток известной меры заключается в ограниченном количестве воспроизводимых значений емкости. Воспроизводимые значения представляют собой либо емкость одной ступени, либо суммар ную емкость двух ступеней, учитывая, что емкости ступеней меры обычно выбирают кратными десяти, это позволяет проверить в мосте либо одну (старшую) декаду, либо эту декаду в сочетании с одной из младших декад. Не удается увеличить количество воспроизводимых значений и за счет соответствующего увеличения количества штепсель 11, а в верхней - отверстие над вырезом 15. В предлагаемой мере обеспечивается увеличение количества воспроизводимых значений за счет суммирования ступеней в любых сочетаниях. Одновременно повышается точность воспроизводимых значений малой емкости на повышенных частотах благодаря введению постоянного электрического контакта между подвижными экранирующими деталями и корпусом при помощи гибкой связи. 1 з.п, ф-лы, 3 ил,цилиндрических шторок, Все шторки (их вэтом случае 9-10 шт,) должны размещатьсяв гнездах штепсельного переключателя, чтоприводит к многократному увеличению диа 5 метра гнезда, и, как следствие, к ухудшениюконтакта между штепселем и гнездом, Кроме того, конструкция из такого количестваподвижных цилиндров оказывается неработоспособной. Между тем при проверке не 10 которых типов мостов требуется оценить .влияние декад друг на друга, когда онивключены все вместе, Так, для однодиапазонного моста в соответствии с методикойповерки мостов переменного тока при от 15 сутствии указаний (в технической документации) основную погрешность определяютдля набора отметок, составленного из наименьшего значения первой декады и числовых отметок остальных декад.20 При этом понижается точность воспроизводимых значений малой емкости при повышенных частотах, Причина состоит в том,что для включения той или иной ступенинеобходимо поворачивать цилиндрические25 шторки на различные углы вплоть до 3 б 0.При этом не обеспечивается надежный ипостоянный контакт шторок с корпусом, чтоведет к росту погрешности по емкости итангенсу угла потерь,30 Целью изобретения является оасширение количества воспроизводимых значенийемкости при одновременном повышенииточности,Цель достигается тем, что в мере емко 35 сти. содержащей размещенные в экранирующем корпусе с крывкой с отверстиями подштепсели штепсельный переключатель, выполненный в виде диска, соединенного содним из измери 1 ельных выводов меры, ох 40 ватывающих диск и расположенных с зазорами кольцевых секций, снабженныхполукруглыми вырезами и размещенныхмежду экранирующими перегородками, иступени, выполненные в виде конденсаторов, первые выводы которых соединены с другим измерительным выводом меры, каждая ступень снабжена радиальной экранирующей задвижкой, при этом кольцевые секции, не смежные между собой, соединены с диском, оставшиеся кольцевые секции соединены с вторыми выводами конденсаторов, полукруглые вырезы расположены на боковых поверхностях кольцевых секций, а радиальные задвижки размещены в зазорах между полукруглыми вырезами и соединены электрически при помощи постоянной гибкой связи с экранирующим корпусом. при этом экранирующие перегородки выполнены Г-образными, а в крышке выполнены боковые отверстия напротив радиальных задвикек,При этом радиальные задвижки выполнены в виде скрепленных взаимно перпендикулярных металлических пластин, в нижней из которых выполнен вырез под штепсель, а в верхней - . отверстие над вырезом,По сравнению с прототипом в предлагаемом техническом решении обеспечивается увеличение количества воспроизводимых значений за счет суммирования ступеней в любых сочетаниях. Одновременно повышается точность воспроизводимых значений малой емкости на повышенных частотах благодаря введению постоянного электрического контакта между подвижньми экранирующими деталями и корпусом при помощи гибкой связи.На фиг,1 изображена мера емкости при включении одной ступени. вертикальное сечение; на фиг,2 - разрез А - А на фиг,1; на фиг.3 - радиальная задвижка.Мера емкости содержит штепсельный переключатель, выполненный в виде диска 1 и охватывающих его не смежных между собой кольцевых секций 2 и оставшихся кольцевых секций 3, ступени, выполненные в виде конденсаторов 4, установленных в обойме 5, и экранирующий корпус 6 с крышкой 7, Один из измерительных выводов 8 меры соединен с диском 1, другой измерительный вывод 8 через контактное кольцо 9 - с первыми (нижними) выводами конденсаторов 4, Кольцевые секции 2 расположены через одну (фиг,2) и соединены с диском 1. а кольцевые секции 3 соединены с вторыми (верхними) выводами конденсаторов 4. Боковые поверхности кольцевых секций 2 и прилегающая к ним боковая поверхность кольцевых секций 3 снабжены полукруглыми вырезами 10, образующими гнезда под штепсели 11, В радиальных зазорах между кольцевыми секциями 2 и 3. захватывающих 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 полукруглые вырезы 10, расположены радиальные экранирующие задвижки 12, а в радиальных зазорах без полукруглых вырезов 10. а также в кольцевых зазорах между диском 1 и кольцевыми секциями 3 установлены Г-образные экранирующие перегородки 13. Радиальные задвижки 12 (фиг.3) выполнены в виде скрепленных взаимно перпендикулярных металлических пластин, в нижней из которых 14 выполнен вырез 15 под штепсель 11, а в верхней 16 - отверстие 17 над вырезом 15, Радиальные задвижки 12 снабжены также тягами в виде кнопок включения 18 и соединены электрически с корпусом 6 при помощи постоянной гибкой связи, выполненной в виде пружины 10. В нижней металлической пластине 14 радиальных задвижек 12 имеется углубление под фиксатор 20. установленный на подпружиненном пластинчатом рычаге. снабженном кнопкой 21 сброса. В крышке 7 имеются отверстия 22 под штепсели 11, а напротив радиальных задвижек 12 имеются боковые отверстия 23, в которые заведены кнопки 18 включения, Штепсели 11 накрыты колпаками 24,Устройство работает следующим образом,В отключенном положении меры пружины 19 отпущены. радиальные задвижки 12 перекрывают гнезда штепсельного переключателя, полностью "перерезая" их емкость. а верхние металлические пластины 16 радиальных задвижек 12 закрывают отверстия 22 в крышке 7, создавая сплошной электростатический экран, Другие паразитные емкости между кольцевыми секциями 2 и 3, а также между диском 1 и кольцевыми секциями 3 устраняются благодаря Г-образным экранирующим перегородкам 13. Внутри меры паразитные емкостные связи устраняются за счет экранирующего влияния обоймы 5 и корпуса 6. Поэтому начальная емкость меры равна нулю.Включение какой-либо ступени осуществляется нажатием на кнопку 18 включения через боковое отверстие 23 крышки 7, При этом растягивается пружина 19, радиальная задвижка 12 перемещается до зацепления ее с фиксатором 20. вырез 15 нижней металлической пластины 14 радиальной задвижки 12 накрывает гнездо штепсельного переключателя. а отверстие 17 в верхней металлической пластине 16 совмещается с отверстием 22 в крышке 7. В освободившееся гнездо вставляют штепсель 11, притирают его и накрывают колпаком 24, выполняющим роль штепсельного экрана. Конденсатор 4 включенной ступени оказывается подключенным через диск 1, кольцевые секции 2 и 3 и контактное кольцо 9 к1734043 45 50 измерительным выводам 8, поэтому мера воспроизводит емкость этого конденсатора. Пружина 19 одновременно обеспечивает надежный и постоянный контакт радиальной задвижки 12 с корпусом 6.При необходимости суммирования нескольких ступеней их включают аналогично, используя соответствующее количество штепселей 11, Для отключения ступени вынимают штепсель 11 и нажимают кнопку 21 сброса, При этом фиксатор 20 освобождает радиальную задвижку 12 и пружина 19 возвращает ее в исходное положение,По сравнению с прототипом количество воспроизводимых значений емкости расширяется многократно благодаря суммированию ступеней в любых сочетаниях, Например, для известной меры, имеющей 9 ступеней, можно получить всего 1 б значений емкости, а в предлагаемой мере при поверке пятидекадного моста - 93 значения (ограничиваясь только теми сочетаниями, которые не превосходят пятиразрядное число), т,е, количество воспроизводимых точек возрастает более, чем в 5 раз.Одновременно повышается точность воспроизводимых значений малой емкости на повышенных частотах благодаря улучшению контакта между подвижными экранирующими деталями и корпусом 9 (исключенная погрешность для емкости 1 пФ на частоте 1 МГц составляет 0,037 по емкости и более 1 10 по тангенсу угла-4потерь),Формула изобретения 1, Мера емкости, содержащая размещенные в экранирующем корпусе с крышкой с отверстиями под штепсели штепсельный переключатель, выполненный в виде диска, соединенного с одним из измерительных выводов меры, охватывающих диск 5 и расположенных с зазорами кольцевыхсекций, снабженных полукруглыми вырезами и размещенных между экранирующими перегородками, и ступени, выполненные в виде конденсаторов, первые выводы кото рых соединены с другим измерительным выводом меры, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью расширения количества воспроизводимых значений емкости при одновременном повышении точности, каждая 15 ступень снабжена радиальной зкранирующей задвижкой, при этом кольцевые секциии, не смежные между собой, соединены с диском, оставшиеся кольцевые секции соединены с вторыми выводами конденсато ров, полукруглые вырезы расположены набоковых поверхностях кольцевых секций, а радиальные задвижки размещены в зазорах между полукруглыми вырезами и соединены электрически при помощи постоянной 25 гибкой связи с экранирующим корпусом,при этом экранирующие перегородки выполнены Г-образными, а в крышке выпол-, нены боковые отверстия напротив радиальных задвижек.30 2. Мера емкости по п.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что радиальные задвижки выполнены в виде скрепленных взаимно перпендикулярных металлических пластин, в 35 нижней из которых выполнен вырез подштепсель, а в верхней - отверстие над вырезом,,Лазоренк каз 1668 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва.Ж. Раушская наб., 4/5 оизводственно издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 1