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高压电桥工频介电常数介质损耗测试仪
1-2电桥的特点;
l桥体内附电位跟踪器及指零仪,外围接线及少。
l电桥采用接触电阻小,机械寿命长的十进开关,保证测量的稳定性
l仪器具有双屏蔽,能有效防止外部电磁场的干扰。
l仪器内部电阻及电容元件经特殊老化处理,使仪器技术性能稳定可靠。
l内附高压电源精度3%
l内附标准电容损耗﹤0.00005,名义值100pF
2-1测量范围及误差
本电桥的环境温度为20±5℃,相对湿度为30%-80%条件下,应满足下列表中的技术指示要求。
在Cn=100 pF R4=3183.2(Ω)时
测量项目 | 测量范围 | 测量误差 |
电容量Cx | 40pF—20000pF | ±0.5% Cx±2pF |
介损损耗tgδ | 0-1 | ±1.5% tgδx±0.0001 |
在Cn=100 pF R4=318.3(Ω)时
测量项目 | 测量范围 | 测量误差 |
电容量Cx | 4pF—2000pF | ±0.5% Cx±3pF |
介损损耗tgδ | 0-0.1 | ±1.5% tgδx±0.0001 |
2-2电桥测量灵敏度
电桥在使用过程中,灵敏度直接影响电桥平稳衡的分辨程度,为保证测量准确度,希望电桥灵敏度达到一定的水平。通常情况下电桥灵敏度与测量电压,标准电容量成正比。
在下面的计算公式中,用户可根据实际情况估算出电桥灵敏度水平,在这个水平上的电容与介质损耗因数的微小变化都能够反应出来。
ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)
式中: U 为测量电压 伏特 (V)
ω为角频率2πf=314(50Hz)
Cn标准电容器容量 法拉(F)
Ig通用指零仪的电流5×10-10 安培(A)
Rg平衡指零仪内阻约1500 欧姆(Ω)
R4桥臂R4阻值3183 欧姆(Ω)
Cx被测试品电容值 法拉(pF)
2-3工作电压说明
在使用中,本电桥顶A,B对V点的电压高不超过11V,R3桥臂各盘的电流不超过下列规定:
10×1kΩ 1max≤15mA
10×100Ω 1max≤120mA
10×10Ω l max≤150mA
用户在使用前应注意以上的问题。如不清楚,可根据实验电压及标准电容量,按以下公式来计算出大概的工作电流。
I=ω V C
2-4辅桥的技术特性:
不失真跟踪电压0~11V(有效值)
2-5指零装置的技术特性:
在50Hz时电压灵敏度不低于1×10-6V/格
电流灵敏度不低于2×10-9 A/格
二次谐波 减不小于25dB
三次谐波 减不小于50dB
BQS-37a型高压电桥采用典型的西林电桥线路。C4桥臂在基本量程时,与R4桥臂并联,测量数值为正损耗因数。结构采用了双层屏蔽。并通过辅桥的辅助平衡,消除寄生参数对电桥平衡的影响。辅桥由电位自动电位跟踪器与内层屏蔽(S)组成。自动跟踪器由电子元器件组成。它在桥顶B处取一输入电压,通过放大后,在内屏蔽(S)产生一个与B电位相等的电压。当电桥在平衡时,A,B,S三点电位必然相等,从而达到自动跟踪的目的。本电桥在平衡过程中,辅桥采用自动电位跟踪,在主桥平衡过程的同时,辅桥也自动跟踪始终处于平衡的状态,用户只要对主桥平衡进行操作就能得到可靠的所需数据。同时也有效的抑制了电压波动对平衡所带来的影响。在指零部分,采用了指针式电表指示,视觉直观,分辨清楚,克服了以往振动式检流计的缺点。
3-1 桥体的组成
电桥各臂的组成
*臂:由被测对象Cx组成Z1。
第二臂:由高压标准电容器Cn组成Z2。
第三臂:由十进电阻器10×(1000+100+10+1+0.1)欧姆和滑线电阻(0-0.13)欧姆组成Z3。
第四臂:由十进电容臂10×(0.1+0.01+0.001+0.0001)uf和可变电容器100pF组成C4再与电组R4并联组成Z4。
3-2计算公式
Cx=R4× Cn / R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]
tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω] C4[F]
当R4=10K/π
tgδ=C4
当R4=1K/π
tgδ=0.1C4
我们采取相对固定R4电阻,分别调节R3和C4使桥跟平衡,从而测得试品的电容值Cx和介质损耗tg。本电桥为了直读出损耗值,取电阻R4的阻值为角频率(f=50Hz)若干倍。
3-3 公式说明
.频率对介质损耗正公式:
本电桥额定的工作频率f=50Hz,在实际工作频率偏离额定频率时可用修正式进行修正:
tg=f’·tgδ / f
式中:f 为额定工作频率(f=50Hz)
f’ 为实际工作频率
tgδ 电桥测得损耗值
tgδ 为被测试品介质损耗角正切的实际值
四、安全操作规程
五.操作方法
5.1 测试前的准备工作
①按图(3)所示,连接标准电容Cn(选用外接标准电容时),与被测电容Cx,并且将标准电容与被测电容尽可能远离,以防止互相之间干扰。如选用内部标准电容器,只需连接被测试品即可。
②检查周围是否有强电磁场干扰,应尽量避免。
③检查大地线是否牢靠,以保证操作人员的安全,应检查电桥上的(⊥)与大地是否接触良好。
④检查电桥的灵敏度开关是否已回另位。
⑤检查试品的绝缘强度,应符合大于2U+1的标准。
⑥对试品施加试验电压(按部标或所规定的专业标准进行)。
5.2 试品的测试
①在不知道被测试品的大概容量及损耗时,可先施加少许的电压,找到粗平衡点后,再把工作电压升到所需的值,然后再寻找细平衡点。
②在测量时,灵敏度开关是按从小到大的规律来调节的。
③在测量时,R3开关时按从左至右的规律来调节的。
④在测量时,C4开关时按从右至左的规律来调节的。
⑤整个测量步絮:首先检查接线无误后,方可通电试验。第二升起试验电压,并调节灵敏度开关,使UA表头有明显的指示。此时表明电桥没有平衡。第三调节R3开关,顺序从左至右。这时通过观察表头来观察电桥的平衡状况。如表头已回另,可再加大灵敏度。应总保持能明显地观察到调节R3时,电桥的平衡状况。第四在某一点上用户会发现,调节R3已无法使表头再回到另位。这时可调节C4开关,顺序时从右至左,把表头指针调节到小位。第五用户在调节C4到某一点时又会发现无法将指针调回另位。这时又要去调节R3开关,调节的位数是上一次调节R3的后位,然后又会出现第四点时的问题,又必须要调节C4开关...就这样来回往复地调节R3和C4两组开关,直至灵敏度开关大时,并指针回另(或指另仪指示到小)。表明电桥已达到平衡。
⑥测量完毕后或在暂停测量时,应将另仪的灵敏度开关降至“0”,再将测量电压降至另并切断电源开关,根据计算公式,算出被测试品的容量及介损值。
五、装置成套性
1.BQS-37a型高压电桥 一台
2. 试验电极 一台
3.使用说明书 一份
4.电源线 二根
5.测试线 三根
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