Применяемая аппаратура

Установка для измерения диэлектрических свойств полимеров рис. 5.3, включает основные рабочие органы – измерительный конденсатор (для твёрдых материалов) – 4, генератор переменного напряжения – 1, измерительный мост – 3 и селективный измерительный приёмник – 1.

1. Измерительный конденсатор – 4, имеющий два электрсда-пластины, служит для измерения диэлектрических характеристик плоских изделий из полимерных материалов толщиной до 10 мм,

2. Генератор переменного напряжения – 1 имеет на выходе диапазон частот 0,003…300 кГц, разбитых на 4 поддиапазона. Генератор может работать при задании фиксированных частот 0,4; 0,8;3; 10; 30; 60; 100; 150 кГц.

Точность настройки и поддержания частоты при фиксированной настройке ±5 %, при плавно настраиваемой частоте ±1 %.

Рис. 5.2. Принципиальная схема измерительного моста

3. Измерительный мост – 3 действует по принципу моста Шериига и предназначен для точного измерения ёмкостей и одновременного определения тангенса угла потерь (рис. 5.2).

Мост питается переменным током от генератора через трансформатор (рис. 5.3). Трансформатор предотвращает нарушение равновесия моста генератором.

Рис. 5.3. Общий вид установки для диэлектрических испытаний

Мост характеризуется тем, что противоположно двум действующим одновременно плечам сопротивления каждое из которых соединено параллельно с воздушным конденсатором переменной ёмкости (С₁ и C₂), где находятся два конденсаторных плеча одно из которых состоит из измеряемой ёмкости, другое – из конденсатора переменной ёмкости, заполненного воздушным диэлектриком; градуированного в значениях пикофарад (пФ).

При равновесии моста ёмкость – отсчитывается по конденсатору переменной ёмкости С₁ обозначенного на передней панели моста через С, находится умножением значения ёмкости параллельного плеча сопротивления, находящегося напротив измеряемого и обозначенного через А, ω = 2πf на где f – измеряемая частота:

,

,

,

,

где В – постоянная прибора ω = 2πR₂.

Плечи моста ВС в СД состоят из сопротивлений, перекрытых ёмкостями, Конденсатор переменной ёмкости е воздушным диэлектриком C₂, имеющийся в плече ВС, осуществляет выравнивание фай, Конденсатор переменной ёмкости с воздушным диэлектриком установки нуля C₃ в плече СД компенсирует ёмкость измеряемого С_х между точками С и Д, а также начальную ёмкость воздушного фазоуравнительного конденсатора С₂ переменной ёмкости в плече ВС.

В плече ДБ моста находится измерительный конденсатор C₁ градуированный в пикофарадах. Благодаря своему устройству и качеству использованных изоляционных материалов этот конденсатор имеет настолько минимальную потерю в зависимости от ёмкости, частоты и температуры, что он не влияет на точность измерения.

4. Селективный измерительный приёмник 2 работает в комплекте с генератором переменного напряжения и измерительным мостом (рис. 5.3) и сдружит для калибровки и регулировки измерительного моста путём точного измерения напряжения при выбранных частотах.

Ступени измерения напряжения 0,1; 0,3; 1,0; 3,0; 10; 100; 300; 1000 мВ.

Точность измерения напряжения 10…15%.