專(zhuān)利名稱：一種低頻大電容測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電容測(cè)量裝置，特別是涉及一種低頻大電容測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
目前，大于IOyF的電容還沒(méi)有穩(wěn)定的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器，要制成穩(wěn)定的高值電容實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)是非常昂貴且不切實(shí)際的，現(xiàn)在多由電流互感器和電壓互感器結(jié)合一個(gè)穩(wěn)定的I μ F電容，采用阻抗變換網(wǎng)絡(luò)來(lái)替代實(shí)體電容。然而，此類(lèi)模擬四端對(duì)大電容受互感器性能的影響較大，只能在固定的工作電壓或電流下給出穩(wěn)定的值。同時(shí)，為了消除引線電阻和端鈕處接觸電阻引起的誤差，通常將大電容做成四端對(duì)形式。交流電橋是專(zhuān)門(mén)測(cè)量電容參數(shù)的儀器，目前市場(chǎng)上測(cè)量電容的電橋主要包括GR1693、4284A、4294A、4287A、E4980A等系列產(chǎn)品，這類(lèi)電橋測(cè)量阻抗的方法主要有以下四種電橋法，諧振法，伏安法和自動(dòng)電橋平衡法。電橋法具有較高的測(cè)量精確度，但需要反復(fù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，不宜進(jìn)行快速的自動(dòng)測(cè)量。諧振法要求有較高頻率的激勵(lì)信號(hào)，一般不容易滿足高精度測(cè)量的要求。由于測(cè)試頻率不固定，測(cè)試速度很難提高。伏安法受限于探頭使用互感器的影響，主要用于器件的測(cè)量。自由電橋平衡法測(cè)量范圍較廣，頻率范圍為也較寬，是目前應(yīng)用最廣泛的測(cè)量方法，其工作原理是使被測(cè)阻抗和標(biāo)準(zhǔn)阻抗流過(guò)相同的電流，測(cè)量其電壓比。采用基于上述測(cè)量阻抗的方法測(cè)量模擬大容量，主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題，其一，目前市場(chǎng)上電橋都是針對(duì)實(shí)物電容設(shè)計(jì)，測(cè)量時(shí)電橋本身對(duì)于模擬類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)引入的影響較大。同時(shí)，模擬大電容內(nèi)部互感器線圈的感應(yīng)信號(hào)也會(huì)干擾電橋的性能，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。其二，在大電容 測(cè)量，特別是IOmF以上量值時(shí)，由于大電容本身等效阻抗較小，受電橋本身工作電流或電壓能力的影響，無(wú)法給電容提供足夠大的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使其線圈正常工作，因此不能進(jìn)行IOmF以上量值的測(cè)量。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種低頻大電容測(cè)量裝置。可以根據(jù)被測(cè)大電容的特性，通過(guò)調(diào)節(jié)電流源，提供寬量程的驅(qū)動(dòng)電流，保證被測(cè)電容的正常工作。采用高輸入阻抗的同相放大器，既能對(duì)大電容的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和采樣信號(hào)的進(jìn)行有效隔離，避免裝置影響到大容器本身的性能，又能擴(kuò)展電容的測(cè)量量程。利用差流測(cè)試儀采用直接測(cè)試電流差的方法，無(wú)需調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)阻抗，就可完成對(duì)電容的測(cè)量，同時(shí)引入軟件進(jìn)行修正和補(bǔ)償，有效提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。一種低頻大電容測(cè)量裝置，是在電流等效比例變換基礎(chǔ)上，利用電流比較儀并接合高精度的同相放大電路和標(biāo)準(zhǔn)電流分流器來(lái)實(shí)現(xiàn)低頻大電容的測(cè)量。該測(cè)量裝置是根據(jù)電橋比例臂平衡原理，將驅(qū)動(dòng)電流加到標(biāo)準(zhǔn)電流分流器的一次端和被測(cè)電容上，采用同相放大電路對(duì)被測(cè)電容上的采樣電壓進(jìn)行放大，然后將該電壓加到標(biāo)準(zhǔn)電容上產(chǎn)生電流的支路Ii。同時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)電流分流器(用以擴(kuò)大量程用)二次端產(chǎn)生電流I2和I1同時(shí)加到電流比較儀，通過(guò)差流測(cè)試儀測(cè)出兩路電流的差值，計(jì)算出其比例關(guān)系。原理圖如圖所示。
權(quán)利要求1.一種低頻大電容測(cè)量裝置，其特征在于，該測(cè)量裝置包括電流源、隔離分流器、標(biāo)準(zhǔn)電流分流器、電流比較儀、標(biāo)準(zhǔn)電容、同相放大電路和被測(cè)元件，所述電流源依次經(jīng)、隔離分流器、標(biāo)準(zhǔn)電流分流器、電流比較儀、標(biāo)準(zhǔn)電容至同相放大電路，所述隔離分流器和標(biāo)準(zhǔn)電流分流器分別與被測(cè)元件的電流輸入端相連，所述同相放大電路與被測(cè)元件的電壓輸入端連接；所述電流比較儀還連接有用于指示電流比較儀鐵芯內(nèi)磁動(dòng)勢(shì)平衡的指零儀和用于比較電流比較儀兩端電流的差流測(cè)試儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低頻大電容測(cè)量裝置，其特征在于，所述同相放大電路包括采樣放大器、高通濾波器、低通濾波器和電壓跟隨器，所述采樣放大器依次經(jīng)高通濾波器、低通濾波器至電壓跟隨器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低頻大電容測(cè)量裝置，其特征在于，所述被測(cè)元件與一測(cè)試夾具相連，該測(cè)試夾具以香蕉頭的屏蔽式雙絞線與被測(cè)元件的電流輸入端與電壓輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低頻大電容測(cè)量裝置，其特征在于，所述的電流比較儀采用補(bǔ)償繞組與比例繞組并聯(lián)的連接方式，且電流比較儀的比例繞組、補(bǔ)償繞組、檢測(cè)繞組均采用無(wú)定向繞制和磁屏蔽線引出，同時(shí)檢測(cè)繞組的磁屏蔽接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低頻大電容測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁屏蔽采用邊屏、內(nèi)屏、外屏三層屏蔽結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的一種低頻大電容測(cè)量裝置，其特征在于，所述比較儀的一次內(nèi)阻小于I Ω，二次內(nèi)阻小于32m Ω。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種低頻大電容測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括電流源、隔離分流器、標(biāo)準(zhǔn)電流分流器、電流比較儀、標(biāo)準(zhǔn)電容、同相放大電路和被測(cè)元件，所述電流源依次經(jīng)、隔離分流器、標(biāo)準(zhǔn)電流分流器、電流比較儀、標(biāo)準(zhǔn)電容至同相放大電路，所述隔離分流器和標(biāo)準(zhǔn)電流分流器分別與被測(cè)元件的電流輸入端相連，所述同相放大電路與被測(cè)元件的電壓輸入端連接；所述電流比較儀還連接有用于指示電流比較儀鐵芯內(nèi)磁動(dòng)勢(shì)平衡的指零儀和用于比較電流比較儀兩端電流的差流測(cè)試儀。所述測(cè)量裝置可以根據(jù)被測(cè)大電容的特性，通過(guò)調(diào)節(jié)電流源，提供寬量程的驅(qū)動(dòng)電流，保證被測(cè)電容的正常工作。
文檔編號(hào)G01R27/26GK202886483SQ20122062849
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者許興明, 李莉, 焦于民 申請(qǐng)人:北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所