Мосты для измерения емкостей.

Для измерения емкости и тангенса угла потерь конденсаторов с достаточно малыми потерями применяют мостовые схемы с последовательным соединением Сх и Rх, а для конденсаторов с большими потерями - схемы с параллельным соединением Сх и Rх. Для измерения емкости используются три вида моста: мост для измерения методом сравнения с мерой, мост Шеринга и мост Вина. Рассмотрим мост для измерения емкости методом сравнения с мерой.

Принципиальные схемы мостов для измерения емкости методом сравнения с мерой: а) - последовательное включение, б) – параллельное, где С1 образцовая емкость с внутренним сопротивлением R1

Условие равновесия моста имеет вид:

Rx=R1R3/R2 (6)

Cx=C1R2/R3 (7)

tgδ=ωC1R1 (8)

Сопротивление R1 и R2 регулируется до уравновешивания моста, и поскольку они связаны, нужно выполнить несколько попыток. Емкость С1 - обычно образцовый конденсатор высок точности, который не регулируется. Для измерения емкости с высоким тангенсом угла диэлектрических потерь предпочтительно использовать схему с параллельным включением, т.к. при последовательном включении R1 должно быть большим. Равновесие моста определяется выражениями 6,7 и 8, а тангенс угла диэлектрических потерь: tgδ=1/ωC1R1.

Метод сравнения с мерой не очень точен для измерения емкостей с малым tgδ, в этих случаях лучше использовать мост Шеринга.

Мост Шеринга.

Этот мост широко используется для измерения емкости, для точного определения tgδ. Он также используется в мостах высокого напряжения методом сравнения с образцовыми емкостями высокого напряжения и применением экранирования.

Условие равновесия:

Rx=C2R3/C1 (10)

Cx=C1R2/R3 (11)

tgδ=ωC2R2 (12)

С1 – образцовая емкость с малыми потерями tgδ, С2 и R2 регулируются до достижения равновесия. Уравновешивание схем обеспечивается поочередным регулированием образцовых сопротивлений или емкостей. Эту процедуру называют шагами, а количество шагов определяется сходимостью моста. Мост с хорошей сходимостью имеет не больше 5 шагов. Мост переменного тока используется на низких частотах 500-5000 Гц, поскольку при работе на повышенных частотах погрешности резко возрастают. Погрешность измерения моста переменного тока определяет погрешность элементов образующих мост, переходных сопротивлений контактов и чувствительность схемы. Мосты переменного тока больше, чем мосты постоянного, подвержены влиянию помех, и паразитных связей между плечами, плечами и землей и т.д. Поэтому даже при тщательном экранировании моста и принятии других мер защиты погрешности у мостов переменного тока больше, чем у моста постоянного тока.