專利名稱：十進精密電容損耗箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電容損耗檢測儀器技術(shù)領(lǐng)域。
當前國內(nèi)外用于對大電容量值范圍(0.1μF以上)電容損耗角正切測量儀器進行定期檢測采用標準電容器(箱)Cn和標準電阻箱Rn組成串聯(lián)等效線路進行的。示意圖如

圖1所示。由于有較長引線，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的的計算值為真值，ωCnRn的值從儀器面板上的讀數(shù)來指示，其電容損耗角正切殘值Do得不到補償?；谶@兩個原因，會使測試結(jié)果有較大誤差。
本實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；采用補償電容器和補償電阻組成的補償線路，如圖2所示。目的是使測量簡便，結(jié)果準確，結(jié)果呈十進位制補償后，可使電容損耗角正切殘值Do達5×10－5以下。
本實用新型的特征是由兩個檢測接線柱、一個標準電容器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制遞增，用三只低接觸電阻換檔開關(guān)來分別對這三組精密交流電阻進行換檔，在兩個檢測接線柱之間接上補償電容器C1、C2和標準可變電阻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是以標準電容器(箱)Cn和標準電阻箱Rn串聯(lián)等效線路來確定的。當不計Cn、Rn的誤差時Dx＝Dn＋Do＝ωCnRn＋D0設(shè)D0→0時，Dx≈Dn＝ωCnRn……………(1)式中ω為電容器的測試頻率，ω＝2πf當f＝100Hz，Cn＝1μF時，Dx與Rn的對應關(guān)系為表1Dx0.0010.010.111.0Rn1.592Ω15.92Ω159.2Ω1592Ω15.92kΩ但是，實際上D0≠0，Cn、Rn均有誤差。設(shè)誤差分別為△Cn和△Rn，則Dx應以下式表示Dx＝ω(Cn＋△Cn)(Rn＋△Rn)＋D0………(2)式中D0為電容器損耗角正切殖值。經(jīng)展開得Dx＝ωCnRn＋ωCn△Rn＋ω△CnRn＋ω△Cn△Rn＋D0……(3)令Dn＝ωCnRn…………(4)Dn真值，其余各項均為誤差項，而ω△Cn△Rn為微小項可拾去。
令△Dn＝ωCn△Rn＋ω△CnRn…………(5)以(4)、(5)代入(3)得Dx＝(Dn＋△Dn)＋D0……(6)以相對誤差表示時，即(5)／(4)得(△Dn)/(Dn) ＝ (△Rn)/(Rn) ＋ (△Cn)/(Cn) …………(7)由(7)式可見，電容損耗角正切的誤差等于標準電容Cn和標準電阻Rn誤差之和。當要求△Dn／Dn≤0.1％時，只要保證Cn和Rn相對誤差之和≤0.1％即可。
用二只電容器C1、C2和標準可變電阻R組成Y連接，將電容C1、C2接在兩個檢測接線柱之間，R的另一端接在接地接線柱上。如圖2所示。此即所謂補償線路。C1、C2、R的選擇應滿足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，則補償范圍可達0～0.01。
為了使本實用新型適用于兩種頻率的檢測條件，例如f＝100Hz或50Hz，所以補償線路中可準備兩種標準可變電阻，另加一個按鈕開關(guān)(圖3、K)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
本實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。每組電阻準確度均要求≤±0.05％。
K1、K2、K3為三只低接觸電阻換檔開關(guān)。
C1、C2、為補償用電容器，選擇100PF～0.1μF范圍。
R為補償用可變電阻，選擇100Ω～4.7KΩ范圍。當f＝100Hz時，C1、C2、R與Cn的選型，其選擇范圍對應如表2。
Cn C1、C2R0.01μF100PF～1000PF4.7KΩ～2.2KΩ0.1μF1000PF～0.01μF2.2KΩ～680Ω1μF0.01μF～0.1μF680Ω～100Ω本實用新型的結(jié)構(gòu)是外觀為一箱形。在面板上露出三個低接觸電阻換檔開關(guān)旋鈕。在每個旋鈕周圍的面板上對應刻有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10數(shù)碼，在每個旋鈕的下方面板上對應標有標記×0.1、×0.01、×0.001，它們即是電路圖上對應的K1、K2、K3。在面板上還露出三個接線柱和一個按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)。1號、2號接線柱用于接通被校驗儀器，作檢測接線柱用。3號接線柱用于接地，并在面板上為該3個接線柱作適當標記，以便使用時不致于接錯。在面板背面，按圖3所示的電路圖連接各元件。在三個換檔開關(guān)K1、K2、K3的0、1之間，1、2之間，……直至9、10之間各接上一相應阻值的精密交流電阻，如RX71－1。形成和K1、K2、K3對應的三組精密交流電阻Rn1、Rn2、Rn3，在接線柱1、2、上分別接上一個補償用電容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)換開關(guān)的一個定觸點上。在接線柱3上并聯(lián)接上兩個電位器(即補償用可變電阻)R。如WX1或WX5或WI11－1或WS。兩個R的另一端分別接在按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩個動觸點上。這樣C1、C2、R呈Y連接。其示意圖如圖3、圖4所示。
本實用新型的優(yōu)點是，操作簡單、結(jié)果準確、能進行十進讀數(shù)。因為不需用較長引線，且引線位置固定，更由于采用了補償電容和補償電阻使電容損耗角正切殖值達5×10－5以下，得到了補償，所以使結(jié)果準確。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，使得能進行十進讀數(shù)，且操作簡單。
本實用新型的技術(shù)參數(shù)1、標稱電容量Cn為0.01μF或0.1μF或1μF，準確度≤±(0.1％～0.05％)。
2、電容損耗角正切D為0.001～10，準確度≤±［(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1.一種由兩個檢測接線柱、標準電容器(箱)和標準電阻串聯(lián)等效線路組成的電容損耗箱，本實用新型的特征是標準電阻采用串聯(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制遞增，用三只低接觸電阻換檔開關(guān)來對這三組精密交流電阻進行換檔；在兩個檢測接線柱之間接上補償用電容器C1、C2和補償用可變電阻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準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償電阻R可以是兩個不同阻值的電阻，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，選擇其中一個供使用以適應不同測試工作頻率。
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準電容器(Cn)和C1、C2、R的選型，其選擇范圍存在對應關(guān)系，如當f＝100Hz時，對應關(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低接觸電阻轉(zhuǎn)換開關(guān)露在面板上的每個旋鈕，在旋鈕周圍的面板上對應刻有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10數(shù)碼，在每個旋鈕的下方面板上分別對應標有×0.1、×0.01、×0.001標記，(即是對應的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換檔開關(guān)K1、K2、K3的0、1之間，1、2之間，……直至9、10之間各接上一個相應阻值的精密交流電阻，對應于K1的Rn1為串聯(lián)10只阻值各為159.2Ω的電阻，對應于K2的Rn2為串聯(lián)10只阻值各為15.92Ω的電阻，對應于K3的Rn3為串聯(lián)10只阻值各為1.592Ω的電阻。
專利摘要本實用新型屬于電容損耗檢測儀器。原有的電容損耗箱只采用標準電容(箱)和標準電阻串聯(lián)等效線路組成。引線長，引線位置不固定，操作不方便，測量結(jié)果誤差較大。本實用新型采用串聯(lián)三組精密交流電阻、每組由十只精密交流電阻串聯(lián)，使用換擋開關(guān)換擋，使得能進行十進讀數(shù)。再引進補償電容C
文檔編號G01R27/26GK2039854SQ8821751
公開日1989年6月21日 申請日期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 申請人:無錫電容器廠