專(zhuān)利名稱(chēng)：一種實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極及其應(yīng)用，用于傳統(tǒng)電學(xué)交流阻抗最高基準(zhǔn)一計(jì)算電容基準(zhǔn)最大不確定度來(lái)源的端部效應(yīng)誤差的補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
電容是基本電磁參量之一，涉及能源、材料等眾多領(lǐng)域的需求。計(jì)算電容是唯一在經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)達(dá)到10_8水平的計(jì)量基準(zhǔn)。它與量子霍爾電阻基準(zhǔn)結(jié)合測(cè)量精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，對(duì)國(guó)際單位制的重新定義有重大意義。在計(jì)算電容的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步建立高精度交流阻抗溯源體系，對(duì)整個(gè)電磁計(jì)量的發(fā)展有引領(lǐng)作用，也可為長(zhǎng)度、壓力計(jì)量中的高端研究提供幫助。計(jì)算電容器是以Thompson-Lampard靜電學(xué)定理為基礎(chǔ),其二維電場(chǎng)中的電容(或單位長(zhǎng)度上的電容)與尺寸無(wú)關(guān)，一般與形狀也關(guān)系不大，其電容量如式(I)所示只需測(cè)量軸向長(zhǎng)度L即可，也就是說(shuō)可以溯源到不確定度達(dá)到10_n的長(zhǎng)度基準(zhǔn)上:
權(quán)利要求
1.一種實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極包括有源電極(I)、過(guò)渡電極(II)、聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)以及香蕉插頭(V)； 所述香蕉插頭(V)的一端插入有源電極(I)內(nèi)，所述有源電極(I)安裝在所述過(guò)渡電極(II)內(nèi)； 所述有源電極(I)通過(guò)光學(xué)級(jí)膠水涂層(IV)與過(guò)渡電極(II)和聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)粘接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述有源電極(I)沿軸向的截面形狀為T(mén)型，包括連接在一起的大圓柱體和小圓柱體； 在所述有源電極(I)內(nèi)開(kāi)有與其同軸線的盲孔，所述盲孔的開(kāi)口端的端面與所述大圓柱體的端面平齊，盲孔的盲端位于小圓柱體內(nèi)； 所述大圓柱體的直徑Dl >小圓柱體的直徑D2 >盲孔的直徑D3 ； 所述小圓柱體的長(zhǎng)度L2 >盲孔的深度L3 >大圓柱體的長(zhǎng)度LI。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述有源電極I的小圓柱體的直徑D2為4mm至IOmm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述有源電極(I)的材料為黃銅或紫銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述過(guò)渡電極(II)包括依次連接的第一圓柱體、截頂圓錐體和第二圓柱體；在所述過(guò)渡電極(II)內(nèi)開(kāi)有與其具有同軸線的階梯通孔，包括直徑依次增大的小孔、中孔和大孔；在所述大孔的內(nèi)壁開(kāi)有內(nèi)螺紋； 所述截頂圓錐體的的小口直徑與第一圓柱體的直徑D5相等，而大口直徑與第二圓柱體的直徑D7相等； 所述第二圓柱體的外徑D7 >內(nèi)螺紋的直徑Ml >中孔的內(nèi)徑D6 >第一圓柱體的外徑D5 >小孔的內(nèi)徑D4，所述截頂圓錐體的錐面長(zhǎng)度L8 >小孔的長(zhǎng)度L4 >中孔的長(zhǎng)度L5 >第二圓柱體的長(zhǎng)度L7 >第一圓柱體的長(zhǎng)度L9 >內(nèi)螺紋的長(zhǎng)度L6。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述過(guò)渡電極(II)中的截頂圓錐體的錐角為10度至45度之間； 所述過(guò)渡電極(II)的小孔的內(nèi)徑D4比有源電極I的小圓柱體的直徑D2大I至2mm; 所述過(guò)渡電極(II)中的截頂圓錐體的錐面長(zhǎng)度L8為18-21mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述過(guò)渡電極(II)的材料為黃銅或紫銅，且與有源電極(I)的材料保持一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述香蕉插頭(V)使用的是2mm的香蕉插頭，為鍍金黃銅件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，其特征在于:所述聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)為圓柱體，在其中間開(kāi)有與其同軸線的階梯通孔，分別為大環(huán)孔和小環(huán)孔； 所述大環(huán)孔的直徑Dl大于小環(huán)孔的直徑D8 ； 所述聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)的外圓柱面的直徑與所述過(guò)渡電極(II)內(nèi)的中孔的內(nèi)徑相等，所述大環(huán)孔的 內(nèi)徑與有源電極(I)的大圓柱體的直徑相等；所述小環(huán)孔的直徑大于所述有源電極I的小圓柱體的直徑；所述聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)安裝在所述過(guò)渡電極(II)中的中孔內(nèi)，一端頂在小孔與中孔之間形成的臺(tái)階處，所述有源電極(I)的大圓柱體與小圓柱體之間形成的臺(tái)階頂在所述大環(huán)孔和小環(huán)孔形成的臺(tái)階處； 所述香蕉插頭(V)的一端插入有源電極(I)的盲孔內(nèi)； 所述聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)的厚度在0.5mm至Imm之間。
10.一種利用權(quán)利要求9所述的實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極補(bǔ)償計(jì)算電容的端部效應(yīng)誤差的方法，其特征在于:所述方法為在計(jì)算電容的上下電極的端部各安裝一個(gè)所述實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極，同時(shí)在兩個(gè)實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極的有源電極上加載電壓，通過(guò)改變兩個(gè)實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極中的有源 電極附近的二維電場(chǎng)分布來(lái)實(shí)現(xiàn)端部效應(yīng)誤差的補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極及其測(cè)試組件和測(cè)試方法，屬于計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試領(lǐng)域。所述實(shí)心電補(bǔ)償輔助電極包括有源電極(I)、過(guò)渡電極(II)、聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)以及香蕉插頭(V)；所述香蕉插頭(V)的一端插入有源電極(I)內(nèi)，所述有源電極(I)安裝在所述過(guò)渡電極(II)內(nèi)；所述有源電極(I)通過(guò)光學(xué)級(jí)膠水涂層(IV)與過(guò)渡電極(II)和聚四氟乙烯導(dǎo)環(huán)(III)粘接在一起。本發(fā)明采用電補(bǔ)償方法，具有調(diào)試簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)更精細(xì)、加工要求相對(duì)較低以及補(bǔ)償端部效應(yīng)效果更優(yōu)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R1/20GK103207288SQ201310102528
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者黃璐, 陸祖良, 楊雁, 趙建亭, 王維, 陸文俊 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院