|
| |
|
Главная Журналы  Рис. 109. Схема измерения емкости прибором МЛЕ-1 
 Рис. по. Схемы прибора МЦЕ-8А: а - измерений, б - функциоиалы1ая В плечо C1R1 включен резистор, параллельно которому подключены чегьфе конденсатора постоянной емкости, конденсатор переменной емкости и конденсатор полупд)еменной емкости, с помощью которых мост уравновешивается по фазе. Еще одно плечо C2R2 состоит из четьфех резисторов, шунтируемых четырьмя конденсаторами постоянной емкости, с помощью которых компенсируется начальная емкость плеча C1R1. Для возможности измерения тангенса угла диэлектрических потерь методом замещения в плечо C2R2 предусмотрено дополнительное включение еще двух параллельно соединенных конденсаторов, компенсирующих начальную емкость схемы. Прибор МЦЕ-8А предназначен для автоматического измерения емкости от 0,5 пФ до 10 мкФ и tg5 не более 599 • 10"Погрешность измерения емкости при tg5 < 0,01 составляет ±(0,001 С + 0,2 пФ + те), а при tg5 >0,01 равна ±(0,005 С + 0,2 пФ + т), где т - единица отсчета. Погрешность измерения tg5 при С в пределах от 1000 пФ до 1 мкФ составляет ± (0,05 tgS + + 2 • Ю""), а при С от 1000 до 100 пФ и О 1 мкф равна ±(0,05tg5 + + 3-10"). Частота измерительного тока 1000 Гц. Результат в виде четырехзначного числа при измерении емкости и трехзначного при измерении tg5 высвечивается на специальном пцфровом отсчетном устройстве. Прибор МЦЕ-8А (рис. 110,а) представляет собой измерительный мост, но более сложный, чем мост прибора МЛЕ-1. При измерении емкости в уравновешивающее плечо моста включается 16 параллельно соединенных образцовых конденсаторов С1 - С1б магазина емкостей, а при измерении tg5 - И параллельно соединенных конденсаторов С1 - СП другого магазина емкостей. Момент равновесия моста при измерении емкости и tg5 фиксируется нуль-индикатором. Автоматический режим работы прибора обеспечивается большим количеством дополнительных устройств, которые показаны на функицональной схеме (рис. 110,6). При работе прибора с генератора Г на измерительный мост Ш1 и нуль-индикатор НИ подается измерительное напряжение. Нуль-индикатор определяет состояние измерительного моста и вьщает сигнал на программное устройство ПУ, которое определяет длительность тактов и их последовательность в измерительном режиме. По сигналу с устройства пуска УП программное устройство ПУ производит поиск требуемого поддиапазона емкости, изменяя отношение плеч моста через коммутатор поддиапазонов емкости КПЕ (работает система поиска поддиапазонов емкости СППЕ в ПУ). После этого программное устройство уравновешивает мост (работает система дискретной обработки СДО в ПУ), подключая в течение каждого такта по одному образцовому конденсатору к измерительному мосту при помощи коммутаторов соответственно из магазинов емкостей МКЕ и tgS КМУПи отключая по сигналу с нуль-индикатора те из них, которые привели к перебалансу моста. Таким образом подбирается емкость и tg 5, соответствующие измеряемь»!, а также фиксируются и высвечиваются на цифровом отсчитьшающем устройстве ЦОУ их значения. Приборы серш ППРК предназначены для разбраковки (вручную) конденсаторов 10 - 100000 пФ по отклонению емкости от номинальной на группы: ±5%, ±10%, ±20% и брак. Точность измерений ±2%. Измерения выполняют на частоте 20 ООО и 1 ООО Гц.  Рис. 111. функциональная схема прибора ППРК В основе работы прибора лежит зависимость подаваемого и снимаемого на1фяжений от емкости конденсатора. Если на два конденсатора, емкость Со одного из которых известна, подать напряжение f/j и измерить напряжение на выходе, емкость измеряемого конденсатора С = UCQliUi - U-i). Прибор ППРК (рис. 111) состоит из генератора/; стабилизатора напряжения СН, входного ЛВ1 и выходного ЛВ2 ламповых вольтметров и конденсатора Со эталонной емкости. Измеряемый конденсатор включается параллельно с конденсатором Со. Шкала показаний стрелочного прибора лампового вольтметра ЛВ2 проградуирована в процентах отклонения измеряемой емкости от номинальной. § 57. ПРИБОРЫ для ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЗЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ Диэлектрические потери, а следовательно, и tg5 характеризующий их, незначительны (угол измеряется градусами и долями градуса), но колебания их велики. Точность измерения tgS зависиг от температ)фы, влажности окружающего воздуха и частоты измерительного тока. Поэтому эти величины строго регламентируются: относительная влажность должна быть не более 80%, температура окружающего воздуха - 20° С ±5° С, а частота измерительного тока - от 50 Гц до 1 МГц. В большинстве случаев tg5 измеряют одновременно с емкостью на одних и тех же приборах. Существуют также приборы, предназначенные только для измерения tg5, например, серии ИПП. Приборы ИПП-1, И1Ш-2, ИПП-3 позволяют измерять tg5 конденсаторов емкостью 10-10 ООО пФ на частоте 1- 10 и 3 • 10 кГц. Пределы измерений 1 ЮЗ • 10" с погрешностью ± (0,05 tg5 + 1 • 10""). При измерениях конденсатор с последовательно соединенным с ним образцовым резистором подключают к стабилизированному источнику напряжения. Под его воздействием в цепи проходит ток, который определяется сопротивлением изоляции конденсатора, так как образцовый резистор выбирают на несколько порядков (в 100-1000 раз) меньше. Измеряя падение напряжения на образцовом резисторе, определяют ток в цепи. Зная этот ток и значение измерительного напряжения, можно найти сопротивление изоляции. Приборы ИПП (рис. 112) состоят из выпрямителя В, генератора/) колебательного конт)фа КК генератора, измерительного прибора А и мосто-156 220В R1 Г Рис. 112. Функциональная схема прибора ИПП вой схемы R1, R2, R3. В исходном положении мост находится в равновесии. При измерении tg5 эталонный конденсатор колебательного конт)фа прибора заменяется измеряемь»! конденсатором С. В результате этого изменяются добротность контура и сопротивление лампы Rj генератора постоянному току. Зависимость сопротивления лампы постоянному току от анодного напряжения и анодного тока / выражается формулой /?д = Ejl. Так как Е = const, то = Д/) или =f(tg8). В связи с тем, что на ток/о в измерительной диагонали моста влияет сопротивление лампы эта зависимость будет справедлива и для этого тока, т.е. Iq = AtgS), что позволяет проградуировать шкалу прибора для непосредственного отсчета tg5. Этим методом можно измерить tg5 конденсаторов, емкость которых отличается от номинальной не более чем на ±20%. § 58. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЗФФИЦИЕНТА ЕМКОСТИ Влияние температ)фы на емкость конденсатора характеризуется темпе-рат)фнь»1 коэффициентом емкости (ТКЕ) - одним из важнейших параметров конденсаторов, определяющим их применение в различной аппарат)фе. Измеряют ТКЕ статическим и динамическим методами. При статическом методе температура окрзжающей среды и измеряемого конденсатора в течение времени определения ТКЕ должна быть одинаковой. Динамический метод позволяет вьшолнять измерения ТКЕ при неодинаковой температ)фе среды и конденсатора, является более удобным, но более сложив»!. Этот метод почти не применяют. Таким образом, на производстве ТКЕ измеряют в основном в статическом режиме, используя мостовой или резонансный метод. Мостовой метод является прямь»!, так как им непосредственно определяют емкость С и ее изменение ДС, а резонансный - косвенным, так как им измеряют частоту / и ее изменение Д/ при изменении емкости конденсатора. Мостовой метод сложнее резонансного, но точнее его, поэтому в последнее время отдают предпочтение мостовому методу. Для измерения ТКЕ используют серию приборов и установок, среди которых первые модификации (ТКЕ-1 и ТКЕ-2) работают на основе резонансного метода, а последние (ТКЕ-10) - на основе мостового. Рис. 113. Функииональная схема прибора Т1СЕ-1 Конденсаторы емкостью 10-20 пФ измеряют прибором ТКЕ-1 на частоте 2 МГц с погрешностью ±(0,05% + 5 • 10"*). Прибор ТКЕ-1 (рис. ИЗ) имеет два генератора Г1 w. Г2 соответственно фиксированной и переменной частоты. Изменение емкости исследуемого конденсатора от температуры вызывает изменение частоты генератора Г2. При этом из-за разности частот генераторов в контуре возникают так называемые биения. Подстроечньпм конденсатором частоту генератора Г2 выравнивают до частоты Г1, т.е. сводят разность частот к нулю, в результате чего биения исчезают. Зцаче-ние подстроечной емкости равно изменению емкости исследуемого конденсатора. Показания снимают непосредственно по шкале прибора, проградуированной в единицах емкости. Биение прослушивают го подключенному в контур телефону с наушниками; при исчезновении биения звук в телефоне исчезает. В прибор кроме генераторов Г1 и Г2 входят выпрямитель В, смеситель С, индикатор И, измерительный прибор А и телефон Т. Для нагревания конденсаторов используют специальный термостат, в котором терморегулятором автоматически годдерживается гостоянная температура в пределах 30-70°С. Установка ТКЕ-10 позволяет измерять ТКЕ конденсаторов емкостью 1-1000 пФ на частоте 0,3 мГц с погрешностью ±(5% + 2-10"* + + 3/С пФ • 10"*) и имеет термостат, обеспечивающий изменения гемпера-т)фы в пределах от -80 до +120°С (для охлаждения служит система с тцх-ким азотом). Измеряемые конденсаторы загружают в термостат в специальной кассете. В измерительную часть установки входят мост с индуктивно связанными плечами и автокомпенсирующей ветвью (для говышения точности измерения) и индуктивные делители напряжения. В два плеча моста включены конденсаторы, симметрирующие трансформаторы и усилители с отри-цательньпм коэффициентом усиления, а в третье плечо - дискретные емкости 500, 200, 100, 50, 20, 10 пФ и соответствующие индуктивные делители напряжения. Четвертое плечо является измерительным. § 59. ПРИБОРЫ для ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ При работе конденсатора постоянный ток проходит не только по его обкладкам, но и между шми по диэлектрику. Ток, проходящий в диэлект-158 рике между обкладками заряженного конденсатора, называется током утечки. Диэлектрик имеет очень большое сопротивление. Такие внешние факторы, как температ)фа, влажность, давление, оказывают значительное влияние на сопротивление изоляции, поэтому оно не постоянно во времени, что затрудняет его измерение. Кроме того, при подаче на конденсатор напряжения ток утечки в несколько раз превьппает действительный, устанавшвающийся, например, через 30-60 мин, так как в первые минуты диэлектрик не успевает поляризоваться. Поэтому условное сопротивление изоляции, измеренное в первую минуту после подачи напряжения, может бьпь в несколько раз меньше истинного. В производственных условиях, при большом количестве измерений, приходится определять сопротивление изоляции в первые минуты, так как выдерживать конденсаторы 30-60 мин не представляется возможным. Таким образом, по условному сопротивлению изоляции можно сравнивать и оценивать конденсаторы при одинаковых режимах испытаний. По сопротивлению изоляции нельзя установить дефекты в диэлектрике, так как оно не во всех случаях характеризует его сквозную проводимость. Следовательно, сопротивление изоляции является важнейшим, но не единст-венньпм в этом аспекте параметром, характеризующим конденсатор. Существуют три метода определения сопротивления изоляции: вольтметра-амперметра, заряда - разряда и компенсационный, каждый из которых имеет несколько схем измерения. Наибольшее распространение для разбраковки конденсаторов по сопротивлению изоляции получил метод вольтметра - амперметра, на основе которого работают приборы ТО. Приборы ИПП работают на основе генераторного метода. Измерительная цепь представляет собой колебательный контур, к которому подключается испьггуемый конденсатор. Контур входит в состав генератора на лампе. При возрастании потерь в контуре уменьшается амплитуда колебаний, следовательно, и напряжение смещения на сетке ламтл, что приводит к увеличению анодного тока. Это эквивалентно уменьшению сопротивления лампы постоянному току. Лампа включена в мостовую схему, что позволяет повысить точность измерений. Приборы ТО-1, Т0-2А, Т0-2Б, Т0-6М предназначены для измерения сопротивления изоляции в диапазоне 10* - 10* Ом конденсаторов различной емкости (ТО-1 до 0,25 мкФ; Т0-2А и Т0-2Б до 30 мкФ и Т0-6М до 100 мкФ). Прибором Т0-2А (рис. 114) можно измерять сопротивление изоляции в пределах 10 - 10" Ом с погрешностью не более ±20% при десяти измерительных напряжениях (1-10 В через 1 В). При измерении напряжения с выхода стабилизированного источника питания ИП подается на делитель, состоящий из резисторов R1-R10, откуда оно снимается в соответствии с положением переключателя В1. Это напряжение U передается на один вывод измеряемого конденсатора С. К другому выводу конденсатора подключают второй делитель, состоящий из резисторов R11-R19. и магазин сопротивлений из резисторов R20-R30. Со второго делителя напряжение подается на усилитель У постоянного тока, к выходу которого подключен стрелочный прибор А, проградуиро- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 |