林电桥的经典线路,内附0-2500的数显高压电源及100PF标准电容器,并可按用户要求扩装外接标准电容线路。
电桥的特点;桥体内附电位根宗器及指零仪,外围接线及少。
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
仪器具有双屏蔽,能有效防止外部电磁场的干扰。
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。
内附高压电源晶度3%
内附标准电容损耗﹤0.00005,名义值100pF
技术指标
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
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 (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)
工作电压说明
在使用中,本电桥顶A,B对V点的电压Z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
辅桥的技术特性:
不失真根宗电压0~11V(有效值)
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
电桥工作原理
BQS-37a(QS-37a)型高压电桥采用典型的西林电桥线路。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根宗器与内层屏蔽(S)组成。
自动根宗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,从而达到自动根宗的目的。
本电桥在平衡过程中,辅桥采用自动电位根宗,在主桥平衡过程的同时,辅桥也自动根宗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。
桥体的组成
电桥各臂的组成
弟壹臂:由被测对象Cx组成Z1。
弟贰臂:由高压标准电容器Cn组成Z2。
弟三臂: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。
弟四臂:由十进电容臂10×(0.1+0.01+0.001+0.0001)uf和可变电容器100pF组成再与电组R4并联组成Z4。
计算公式
Cx=R4× Cn / R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]
tgδ=ω·R4· R4[Ω] [F]
当R4=10K/π
tgδ=
当R4=1K/π
tgδ=0.1
我们采取相对固定R4电阻,分别调节R3和使桥跟平衡,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。
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