метод, если же температура среды и объекта неодинакова н не сохраняется постоянной при измерении - динамический.

Дальнейшее подразделение методов определяют способы измерения емкости и изменений ее [2-40]. Одну подгруппу составляют методы, при которых С и ДС измеряются непосредственно, другую подгруппу - посредством определения частоты и приращения её (/ и Af) при изменении емкости испытуемого конденсатора, включенного в контур генератора. Эти подгруппы в свою очередь распадаются на отдельные методы и схемы определения АС иД/

В тридцатых годах в связи с недостаточной чувствительностью применявшихся тогда мостов переменного тока при измерении ТКЕ главным образом применялись резонансные схемы [3-64] и изменение емкости определялось либо генераторными методами (простые и сложные биения) [3-36, 3-38, 3-44, 3-63, 3-72, 3-78, 3-84], либо контурными методами [3-46, 3-62, 3-67]. В настоящее время в связи с большим прогрессом в области конструирования высокочувствительных мостовых схем стали широко использоваться и мосты переменного тока [3-27, 3-49, 3-60, 3-71, 3-80].

Мостовые схемы имеют ряд преимуществ перед резонансными, а именно: позволяют более точно измерять малые ДС, так как паразитные параметры (особенно при использовании мостов с тесной индуктивной связью) в малой степени влияют на условие равновесия; позволяют производить измерение температурного коэффициента потерь TKtg6= (Д tg 6)/(ATtg6); лишены погрешности, свойственной резонансным схемам [2-40], из-за ухода частоты генератора за счет потерь испытуемого объекта.

Мостовые схемы для измерения ТКЕ применяются в звуковом и инфразвуковом диапазонах частот и при радиочастотах

Рис. 3-3. Классификация методов измерения ТКЕ

I - статические; 2 - динамические; 3 - основанные на измерении Д С; 4 - на основе измерения Д/; 5 - мостовые; 6 - сравнения напряжений; 7 - резонансные; - генераторные; 9 - контурные; Ю - с применением частотной модуляции (ЧМ); - на основе резонансных решающих четырехполюсников (РРЧ)

* R а у J. А. Е1. D, 1966, v. 14, № 3, 52-53.

до 10 Мгц. В современных цифровых автоматических мостах введен даже режим слежения , при котором создается возможность быстрой индикации изменения емкости [2-7, 2-63, 2-64]. Несмотря на успехи мостовой техники, резонансные схемы не потеряли своего значения, особенно при частотах, превышающих 10 Мгц [3-46, 3-62, 3-78].

Б. СТАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Блок-схемы измерителей ТКЕ на основе статического метода показаны на рис. 3-4. На рис. 3-4, а приведена блок-схема, использующая один термостат и измеритель С и ДС, на основе моста, сравнения напряжений и т. п. [2-40]. Испытуемый конденсатор помещается в термостат /, в котором с помощью терморегулятора 5 устанавливается температура Ti. Когда испытуемый кондейсатор прогрелся и его температура достигла температуры Ti, производят измерения его емкости Ci при данной температуре. После этого переводят регулятор 5 на вторую температурную точку Гг. С течением времени температуры внутри термостата и конденсатора становятся равными и с помощью измерителя отмечают новое значение емкости либо приращения ДС. Полученных данных достаточно для определения Тс (Зг1) в температурном интервале Гг-Ti.

Блок-схема на основе метода биений (генераторный метод) [3-35, 3-63, 3-65, 3-78] показана на рис. 3,4 б. Эта схема содержит два генератора: один измерительный 9, второй опорный 10, буферные каскады и смеситель 11, телефон 13 либо стрелочный указатель 12 для индикации нулевых биений частот генераторов 9 ц 10. В точке Ti конденсатором С уравнивают частоты генераторов (достижением нулевых биений); в точке Гг изменение частоты генератора 9 за счет ухода емкости 2 компенсируют настройкой конденсатора снова по индикатору нулевых биений. Необходимое для расчета Гс изменение С отсчитывается непосредственно по шкалам конденсатора ДС. Вначале опорный генератор по частоте стабилизировали кварцем [3-16, 3-19, 3-67, 3-74], затем пришли к выводу, что большую стабильность можно получить, если оба генератора собирать по одинаковым схемам и размещать в одном блоке, добиваясь одинакового воздействия на них дестабилизирующих факторов [3-38]. Если сде-

Рис. 3-4. Блок-схема измерителей ТКЕ на основе статического метода

/ - камера нагрева испытуемого образца; 2-испытуемый конденсатор; 3 - датчик температуры; 4 - нагревательный элемент; 5 -блок питания и терморегулирования; 5 - измеритель температуры Т Тг, Та,..., Г ; 7 -измеритель С н АС мостового типа или на основе сравнения напряжений; в -отсчетные устройства для С и Л С; 9 -измерительный генератор; 10 - опорный генератор; - буферные каскады н смеситель; 12 - стрелочный указатель нулевых бненнй; 13 - телефон; 14 - отчетные устройства для А f; IS - камера нагрева до Tt; 16 - камера нагрева до Тг; П - измеритель С н А С на основе РРЧ; 18 - блок памяти; 19 - система обработки данных н вычисления ТКЕ; 20 -система цифрового отсчета; 2/ -система измерения Си ДС иа основе операционного усилителя

: aj

Ч 5

\4 5