專(zhuān)利名稱：十進(jìn)精密電容損耗箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電容損耗檢測(cè)儀器技術(shù)領(lǐng)域。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外用于對(duì)大電容量值范圍(0.1μF以上)電容損耗角正切測(cè)量?jī)x器進(jìn)行定期檢測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)電容器(箱)Cn和標(biāo)準(zhǔn)電阻箱Rn組成串聯(lián)等效線路進(jìn)行的。示意圖如
圖1所示。由于有較長(zhǎng)引線，且引線的位置不固定，這樣就不可避免地產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差。通常以電容損耗角正切D＝ωCnRn的的計(jì)算值為真值，ωCnRn的值從儀器面板上的讀數(shù)來(lái)指示，其電容損耗角正切殘值Do得不到補(bǔ)償。基于這兩個(gè)原因，會(huì)使測(cè)試結(jié)果有較大誤差。
本實(shí)用新型采用一只精密電容器Cn和串聯(lián)三組精密交流電阻Rn1、Rn2、Rn3組成等效線路；采用補(bǔ)償電容器和補(bǔ)償電阻組成的補(bǔ)償線路，如圖2所示。目的是使測(cè)量簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)果呈十進(jìn)位制補(bǔ)償后，可使電容損耗角正切殘值Do達(dá)5×10－5以下。
本實(shí)用新型的特征是由兩個(gè)檢測(cè)接線柱、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容器Cn，串聯(lián)三組精密交流電阻Rn1、Rn2、Rn3，每組有十只同阻值的精密交流電阻串聯(lián)，各組電阻阻值按十進(jìn)制遞增，用三只低接觸電阻換檔開(kāi)關(guān)來(lái)分別對(duì)這三組精密交流電阻進(jìn)行換檔，在兩個(gè)檢測(cè)接線柱之間接上補(bǔ)償電容器C1、C2和標(biāo)準(zhǔn)可變電阻R，C1、C2、R呈Y連接，R的另一端接在接地接線柱上。
本實(shí)用新型的原理是眾所周知，大電容量值范圍(0.1μF以上)內(nèi)，電容損耗角正切Dx是以標(biāo)準(zhǔn)電容器(箱)Cn和標(biāo)準(zhǔn)電阻箱Rn串聯(lián)等效線路來(lái)確定的。當(dāng)不計(jì)Cn、Rn的誤差時(shí)Dx＝Dn＋Do＝ωCnRn＋D0設(shè)D0→0時(shí)，Dx≈Dn＝ωCnRn……………(1)式中ω為電容器的測(cè)試頻率，ω＝2πf當(dāng)f＝100Hz，Cn＝1μF時(shí)，Dx與Rn的對(duì)應(yīng)關(guān)系為表1Dx0.0010.010.111.0Rn1.592Ω15.92Ω159.2Ω1592Ω15.92kΩ但是，實(shí)際上D0≠0，Cn、Rn均有誤差。設(shè)誤差分別為△Cn和△Rn，則Dx應(yīng)以下式表示Dx＝ω(Cn＋△Cn)(Rn＋△Rn)＋D0………(2)式中D0為電容器損耗角正切殖值。經(jīng)展開(kāi)得Dx＝ωCnRn＋ωCn△Rn＋ω△CnRn＋ω△Cn△Rn＋D0……(3)令Dn＝ωCnRn…………(4)Dn真值，其余各項(xiàng)均為誤差項(xiàng)，而ω△Cn△Rn為微小項(xiàng)可拾去。
令△Dn＝ωCn△Rn＋ω△CnRn…………(5)以(4)、(5)代入(3)得Dx＝(Dn＋△Dn)＋D0……(6)以相對(duì)誤差表示時(shí)，即(5)／(4)得(△Dn)/(Dn) ＝ (△Rn)/(Rn) ＋ (△Cn)/(Cn) …………(7)由(7)式可見(jiàn)，電容損耗角正切的誤差等于標(biāo)準(zhǔn)電容Cn和標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn誤差之和。當(dāng)要求△Dn／Dn≤0.1％時(shí)，只要保證Cn和Rn相對(duì)誤差之和≤0.1％即可。
用二只電容器C1、C2和標(biāo)準(zhǔn)可變電阻R組成Y連接，將電容C1、C2接在兩個(gè)檢測(cè)接線柱之間，R的另一端接在接地接線柱上。如圖2所示。此即所謂補(bǔ)償線路。C1、C2、R的選擇應(yīng)滿足R＜＜X1、X2、(X1、X2分別為電容C1、C2的容抗)，C1、C2＜＜Cn。一般C1＝C2＝100PF～0.1μF、R＝100Ω～4.7KΩ，則補(bǔ)償范圍可達(dá)0～0.01。
為了使本實(shí)用新型適用于兩種頻率的檢測(cè)條件，例如f＝100Hz或50Hz，所以補(bǔ)償線路中可準(zhǔn)備兩種標(biāo)準(zhǔn)可變電阻，另加一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)(圖3、K)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型的電路圖如圖3所示。圖中Cn為精密云母電容器，如CYJM或CY7?？煞謩e選用0.01μF或0.1μF或1μF。準(zhǔn)確度均要求≤±0.05％，Rn1、Rn2、Rn3為三組精密交流電阻，每組均串聯(lián)十只等阻值的精密交流電阻，各組電阻阻值按十進(jìn)制遞增。如用RX71－1電阻，Rn1串聯(lián)的十只電阻，各只阻值為159.2Ω，Rn2串聯(lián)的十只電阻，各只阻值為15.92Ω，Rn3串聯(lián)十只阻值各為1.592Ω的電阻。每組電阻準(zhǔn)確度均要求≤±0.05％。
K1、K2、K3為三只低接觸電阻換檔開(kāi)關(guān)。
C1、C2、為補(bǔ)償用電容器，選擇100PF～0.1μF范圍。
R為補(bǔ)償用可變電阻，選擇100Ω～4.7KΩ范圍。當(dāng)f＝100Hz時(shí)，C1、C2、R與Cn的選型，其選擇范圍對(duì)應(yīng)如表2。
Cn C1、C2R0.01μF100PF～1000PF4.7KΩ～2.2KΩ0.1μF1000PF～0.01μF2.2KΩ～680Ω1μF0.01μF～0.1μF680Ω～100Ω本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是外觀為一箱形。在面板上露出三個(gè)低接觸電阻換檔開(kāi)關(guān)旋鈕。在每個(gè)旋鈕周?chē)拿姘迳蠈?duì)應(yīng)刻有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10數(shù)碼，在每個(gè)旋鈕的下方面板上對(duì)應(yīng)標(biāo)有標(biāo)記×0.1、×0.01、×0.001，它們即是電路圖上對(duì)應(yīng)的K1、K2、K3。在面板上還露出三個(gè)接線柱和一個(gè)按鈕轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。1號(hào)、2號(hào)接線柱用于接通被校驗(yàn)儀器，作檢測(cè)接線柱用。3號(hào)接線柱用于接地，并在面板上為該3個(gè)接線柱作適當(dāng)標(biāo)記，以便使用時(shí)不致于接錯(cuò)。在面板背面，按圖3所示的電路圖連接各元件。在三個(gè)換檔開(kāi)關(guān)K1、K2、K3的0、1之間，1、2之間，……直至9、10之間各接上一相應(yīng)阻值的精密交流電阻，如RX71－1。形成和K1、K2、K3對(duì)應(yīng)的三組精密交流電阻Rn1、Rn2、Rn3，在接線柱1、2、上分別接上一個(gè)補(bǔ)償用電容C1、C2、，例如聚苯乙烯電容器、云母電容器，C1、C2的另外一端合并接在按鈕轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的一個(gè)定觸點(diǎn)上。在接線柱3上并聯(lián)接上兩個(gè)電位器(即補(bǔ)償用可變電阻)R。如WX1或WX5或WI11－1或WS。兩個(gè)R的另一端分別接在按鈕轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)上。這樣C1、C2、R呈Y連接。其示意圖如圖3、圖4所示。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，操作簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確、能進(jìn)行十進(jìn)讀數(shù)。因?yàn)椴恍栌幂^長(zhǎng)引線，且引線位置固定，更由于采用了補(bǔ)償電容和補(bǔ)償電阻使電容損耗角正切殖值達(dá)5×10－5以下，得到了補(bǔ)償，所以使結(jié)果準(zhǔn)確。由于不是用一組Rn串聯(lián)電阻，而是用Rn1、Rn2、Rn3三組精密交流電阻，使得能進(jìn)行十進(jìn)讀數(shù)，且操作簡(jiǎn)單。
本實(shí)用新型的技術(shù)參數(shù)1、標(biāo)稱電容量Cn為0.01μF或0.1μF或1μF，準(zhǔn)確度≤±(0.1％～0.05％)。
2、電容損耗角正切D為0.001～10，準(zhǔn)確度≤±［(0.1％～1％)＋5×10－5］。
3、工作頻率f＝50Hz、100Hz(120Hz)、1KHz。
4、電容損耗角正切殘值D?！?×10－5。
5、工作溫度15～25℃。
6、額定工作電壓＜30伏。
7、引出端形式三端接線柱。
權(quán)利要求1.一種由兩個(gè)檢測(cè)接線柱、標(biāo)準(zhǔn)電容器(箱)和標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)等效線路組成的電容損耗箱，本實(shí)用新型的特征是標(biāo)準(zhǔn)電阻采用串聯(lián)三組精密交流電阻，每組有十只同阻值的精密交流電阻串聯(lián)，各組電阻阻值以十進(jìn)制遞增，用三只低接觸電阻換檔開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)這三組精密交流電阻進(jìn)行換檔；在兩個(gè)檢測(cè)接線柱之間接上補(bǔ)償用電容器C1、C2和補(bǔ)償用可變電阻R，C1、C2、R呈Y連接，R的另一端接在接地接線柱。
2.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的標(biāo)準(zhǔn)電容器是精密云母電容器，如CYJM或CY7，可采用0.01μF或0.1μF或1μF。
3.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的精密交流電阻如RX71－1或其他適用的精密交流電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的補(bǔ)償電容器C1、C2如聚苯乙烯電容器或云母電容器。
5.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的補(bǔ)償電阻R如電位器WX1或WX5或WI11－1或WS。
6.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的補(bǔ)償電阻R可以是兩個(gè)不同阻值的電阻，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，選擇其中一個(gè)供使用以適應(yīng)不同測(cè)試工作頻率。
7.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的標(biāo)準(zhǔn)電容器(Cn)和C1、C2、R的選型，其選擇范圍存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，如當(dāng)f＝100Hz時(shí)，對(duì)應(yīng)關(guān)系為Cn C1、C2R0.01μF100PF－1000PF4.7KΩ－2.2KΩ0.1μF1000PF－0.1μF2.22KΩ－680Ω1μF0.01μF－0.1μF680Ω－100Ω
8.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的三個(gè)低接觸電阻轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)露在面板上的每個(gè)旋鈕，在旋鈕周?chē)拿姘迳蠈?duì)應(yīng)刻有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10數(shù)碼，在每個(gè)旋鈕的下方面板上分別對(duì)應(yīng)標(biāo)有×0.1、×0.01、×0.001標(biāo)記，(即是對(duì)應(yīng)的K1、K2、K3)。
9.如權(quán)利要求1所述的電容損耗箱，其特征在于所用的三組精密交流電阻的接法為在三個(gè)換檔開(kāi)關(guān)K1、K2、K3的0、1之間，1、2之間，……直至9、10之間各接上一個(gè)相應(yīng)阻值的精密交流電阻，對(duì)應(yīng)于K1的Rn1為串聯(lián)10只阻值各為159.2Ω的電阻，對(duì)應(yīng)于K2的Rn2為串聯(lián)10只阻值各為15.92Ω的電阻，對(duì)應(yīng)于K3的Rn3為串聯(lián)10只阻值各為1.592Ω的電阻。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于電容損耗檢測(cè)儀器。原有的電容損耗箱只采用標(biāo)準(zhǔn)電容(箱)和標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)等效線路組成。引線長(zhǎng)，引線位置不固定，操作不方便，測(cè)量結(jié)果誤差較大。本實(shí)用新型采用串聯(lián)三組精密交流電阻、每組由十只精密交流電阻串聯(lián)，使用換擋開(kāi)關(guān)換擋，使得能進(jìn)行十進(jìn)讀數(shù)。再引進(jìn)補(bǔ)償電容C
文檔編號(hào)G01R27/26GK2039854SQ8821751
公開(kāi)日1989年6月21日 申請(qǐng)日期1988年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月19日
發(fā)明者趙漢立, 呂志榮 申請(qǐng)人:無(wú)錫電容器廠