BQS-37介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀在下面的計(jì)算公式中,,用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平,在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來(lái),。
ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)
式中: U 為測(cè)量電壓 伏特 (V)
ω為角頻率2πf=314(50Hz)
Cn標(biāo)準(zhǔn)電容器容量 法拉(F)
Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A)
Rg平衡指零儀內(nèi)阻約1500 歐姆(Ω)
R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω)
Cx被測(cè)試品電容值 法拉(pF
BQS-37介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀50 Hz時(shí)的阻抗為60 Md2-3 Md2,,在100 kHz時(shí)的阻抗為3 000 Q-1 500 S1
頻率 為 100k Hz時(shí),橋的四個(gè)臂容易有相同數(shù)量級(jí)的阻抗,,而在50H z-60H z的頻率范圍內(nèi)則是
不可能的,。因此,出現(xiàn)了低頻和(相對(duì))高頻兩種不同形式的電橋,。
A. 1. 2 低頻電橋
一般 為 高 壓電橋,,這不僅是由于靈敏度的緣故,也因?yàn)樵诘皖l下正是高電壓技術(shù)特別對(duì)電介質(zhì)損耗
關(guān)注的問(wèn)題,。電容臂和測(cè)量臂兩者的阻抗大小在數(shù)量級(jí)上相差很多,結(jié)果,,絕大部分電壓都施加在電容
Cx和C}上,,使電壓分配不平衡上面給出的電橋平衡條件只是當(dāng)?shù)蛪涸?duì)高壓元件屏蔽時(shí)才成
立。同時(shí),,屏蔽必須接地,,以保證平衡穩(wěn)定。如圖A. 2所示,。屏蔽與使用被保護(hù)的電容C,、和C,、是一
致的,這個(gè)保護(hù)對(duì)于Ch來(lái)說(shuō)是*的,。
由于 選 擇 不同的接地方法,,實(shí)際上形成了兩類(lèi)電橋。
A.1.2.1 帶屏蔽的簡(jiǎn)單西林電橋
橋 的 B 點(diǎn)(在測(cè)量臂邊的電源接線(xiàn)端子)與屏蔽相連并接地,。
屏 蔽 能很 好地起到防護(hù)高壓邊影響的作用,,但是增加了屏蔽與接到測(cè)量臂接線(xiàn)端 M和N的各根
導(dǎo)線(xiàn)之間電容.此電容承受跨接測(cè)量臂兩端的電壓這樣會(huì)引人一個(gè)通常使tans的測(cè)量精度限于
0.1%數(shù)量級(jí)的誤差,當(dāng)電容cx和Cw不平衡時(shí)尤為顯著,。
A.1. 2. 2 帶瓦格納(Wagner)接地電路的西林電橋圖 A. 2 示出了使電橋測(cè)量臂接線(xiàn)端與屏蔽電位相等的方法,。這種方法是通過(guò)使用外接輔助橋臂Z, .Z.(瓦格納接地電路),,并使這兩個(gè)輔助橋臂的中間點(diǎn)P接到屏蔽并接地,。調(diào)節(jié)輔助橋臂(實(shí)際為Zu)以使在Z,和Z上的電壓分別與電橋的電容臂和測(cè)量臂兩端的電壓相等顯然,,這個(gè)解決方法包括兩個(gè)橋即主橋AMNB和輔橋AMPB(或ANPB)同時(shí)平衡,。通過(guò)檢測(cè)器從一個(gè)橋轉(zhuǎn)換到另一個(gè)橋逐次地逼近平衡而終達(dá)到二者平衡用這種方法精度可以提高一個(gè)數(shù)量級(jí),,這時(shí),,實(shí)際上該精度只決定于電橋元件的精密度,。必 須 指 出,,只有當(dāng)電源的兩端可以對(duì)地絕緣時(shí)才使用上述特殊的解決方法,。如果不可能對(duì)地絕緣,,則必須使用更復(fù)雜的裝置(雙屏蔽電橋)
我們采取相對(duì)固定R4電阻,分別調(diào)節(jié)R3和C4使橋跟平衡,,從而測(cè)得試品的電容值Cx和介質(zhì)損耗tg,。本電橋?yàn)榱酥弊x出損耗值,取電阻R4的阻值為角頻率(f=60Hz)若干倍,。
指零裝置的技術(shù)特性:
在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1×10-6V/格
電流靈敏度不低于2×10-9 A/格
二次諧波 減不小于25dB
三次諧波 減不小于50dB
![](https://img73.gkzhan.com/ff873517cf91b5d88bcbc783d650c056855b9621f08e899e21fc50460c38f8da99190b94645c2014.png)
電橋各臂的組成
一臂:由被測(cè)對(duì)象Cx組成Z1,。
第二臂:由高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器Cn組成Z2。
第三臂:由十進(jìn)電阻器10×(1000+100+10+1+0.1)歐姆和滑線(xiàn)電阻(0-0.13)歐姆組成Z3,。
第四臂:由十進(jìn)電容臂10×(0.1+0.01+0.001+0.0001)uf和可變電容器100pF組成C4再與電組R4并聯(lián)組成Z4,。
關(guān)于檢測(cè)器的說(shuō)明
當(dāng)西 林 電橋的 B點(diǎn)接地時(shí),必須避免檢測(cè)器的不對(duì)稱(chēng)輸人(這在電子設(shè)備中是常有的),。
然 而這 樣 的檢測(cè)器只要接地輸人端總是連接于P點(diǎn),,就能與裝有瓦格納接地線(xiàn)路的電橋一起
使用
低頻電橋概述
這 種 電 橋的原理比西林電橋簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖A.3 .
當(dāng) 電橋 平 衡時(shí),,復(fù)電抗Z,、和ZM之間的比值等于電壓矢量U 和U:間的比值。如果電壓矢量的比
值是已知的,,便可從已知的Zx,推導(dǎo)出Zx,。在理想電橋中比例U,/U :是一個(gè)系數(shù) K,這樣 ZK- K ZH
實(shí)際上ZM的幅角直接給出ax
變壓 器 電 橋比西林電橋有很大的優(yōu)點(diǎn),,它允許將屏蔽和保護(hù)電極直接接地且不需要附加的輔助
橋臂,。
這 種 電橋 可在從工頻到數(shù)十MHz的頻率范圍內(nèi)使用,。比西林電橋使用的頻率范圍寬。由于頻率
范圍的不同,,橋的具體結(jié)構(gòu)也不相同
概述
西林 電橋 是測(cè)量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的裝置,。它可使用從低于工頻(50H z-60H z)直至100 kHz的頻率范圍,通常測(cè)定50 pF-1 000 pF的電容(試樣或被試設(shè)備通常所具有的電容)這是 一 個(gè) 四臂回路(圖A.1) ,。其中兩個(gè)臂主要是電容(未知電容Cx和一個(gè)無(wú)損耗電容C,),。另外兩臂(通常稱(chēng)之為測(cè)臂)由無(wú)感電阻R,和R:組成,,電阻R,在未知電容Cx的對(duì)邊上,,測(cè)量臂至少被一個(gè)電容C,分流一般地說(shuō)電容C:和兩個(gè)電阻R,和R:中的一個(gè)是可調(diào)的