JPH0314146B2 - - Google Patents
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- JPH0314146B2 JPH0314146B2 JP56067159A JP6715981A JPH0314146B2 JP H0314146 B2 JPH0314146 B2 JP H0314146B2 JP 56067159 A JP56067159 A JP 56067159A JP 6715981 A JP6715981 A JP 6715981A JP H0314146 B2 JPH0314146 B2 JP H0314146B2
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- output voltage
- voltage
- specimen
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- multiplier
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2688—Measuring quality factor or dielectric loss, e.g. loss angle, or power factor
- G01R27/2694—Measuring dielectric loss, e.g. loss angle, loss factor or power factor
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- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は絶縁物および一般誘導体の誘電正接
および静電容量を自動的に測定する装置に関する
ものである。
および静電容量を自動的に測定する装置に関する
ものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において、１は周波数なる正弦波の可
変交流電圧、２は供試物、３は供試物の等価直列
損失抵抗、４は供試物の等価直列静電容量、５は
無損失標準コンデンサ、６は検出抵抗器、７は可
変検出抵抗器、８は差動増幅器、９ａおよび９ｂ
は整流回路、１０は割算器を示す。
つた。図において、１は周波数なる正弦波の可
変交流電圧、２は供試物、３は供試物の等価直列
損失抵抗、４は供試物の等価直列静電容量、５は
無損失標準コンデンサ、６は検出抵抗器、７は可
変検出抵抗器、８は差動増幅器、９ａおよび９ｂ
は整流回路、１０は割算器を示す。
このように構成された回路において、一般に、
静電容量や誘電正接（tanδ）を測定する場合の供
試物の等価回路は直列抵抗３の抵抗値RXと直列
静電容量４の容量値CXとからなる直列等価回路
で表わされ、この供試物のtanδは次式で表わされ
る。
静電容量や誘電正接（tanδ）を測定する場合の供
試物の等価回路は直列抵抗３の抵抗値RXと直列
静電容量４の容量値CXとからなる直列等価回路
で表わされ、この供試物のtanδは次式で表わされ
る。
tanδ＝ωCXRX
ここで、ωは角周波数で2πである。第１図に
おいて可変抵抗器７を差動増幅器８の出力が最小
値になるように調整すると、整流回路９ａの出力
電圧e1は次式で表わされる。
おいて可変抵抗器７を差動増幅器８の出力が最小
値になるように調整すると、整流回路９ａの出力
電圧e1は次式で表わされる。
ここで、交流電圧１はE0、標準コンデンサ５
をCS、検出抵抗器６をR1とした。なお、上式は
ωCSR1≪１，ωCXR2≪１の条件を満足する必要が
ある。ここで、R2は可変抵抗器７の抵抗値を示
す。一方、整流回路９ｂの出力電圧e2は次式で表
わされる。
をCS、検出抵抗器６をR1とした。なお、上式は
ωCSR1≪１，ωCXR2≪１の条件を満足する必要が
ある。ここで、R2は可変抵抗器７の抵抗値を示
す。一方、整流回路９ｂの出力電圧e2は次式で表
わされる。
e2＝ωCSR1E0
従つて、割算器１０の出力電圧e0はtanδ≪１の
場合は次式で与えられる。
場合は次式で与えられる。
e0＝e1／e2tanδ
このように、tanδ＜30％の場合にはe0は供試物
２の誘電正接（tanδ）に比例した直流電圧が得ら
れる。
２の誘電正接（tanδ）に比例した直流電圧が得ら
れる。
一方、供試物２の静電容量CXは次式で与えら
れる。
れる。
CXR1／R2CS
なお、上式において近似的に成立する条件は
tanδ≪１が満足されない場合である。
tanδ≪１が満足されない場合である。
従来のtanδ測定装置は以上のように構成されて
いるために、可変抵抗器７の調整をしなければな
らず、時間と経験が必要で、さらに測定精度に問
題があるなど欠点があつた。また、自動化するた
めに可変抵抗器７をサーボモータ等で自動平衡を
とることも考えられるが、測定時間が長くなるな
どの欠点があつた。
いるために、可変抵抗器７の調整をしなければな
らず、時間と経験が必要で、さらに測定精度に問
題があるなど欠点があつた。また、自動化するた
めに可変抵抗器７をサーボモータ等で自動平衡を
とることも考えられるが、測定時間が長くなるな
どの欠点があつた。
この発明は上述した従来の欠点を除去するため
になされたもので、演算回路、AGC（自動利得制
御）回路、同期整流回路等を組合わせて比較的簡
単な回路構成により供試物の誘電正接および静電
容量を正確にかつ自動的に測定できる誘電体（絶
縁物）の静電容量・誘電正接測定装置を提供する
ことを目的としている。
になされたもので、演算回路、AGC（自動利得制
御）回路、同期整流回路等を組合わせて比較的簡
単な回路構成により供試物の誘電正接および静電
容量を正確にかつ自動的に測定できる誘電体（絶
縁物）の静電容量・誘電正接測定装置を提供する
ことを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明
する。第２図において、第１図と同一部分は同一
記号を用いている。１１および１２は演算増幅
器、１３および１４は抵抗器で１１と１３および
１２と１４でそれぞれ電流を電圧に変換する回路
を構成している。１５および１６は掛算器、１７
は整流回路、１８は比較器、１９はその基準直流
電圧で、１５，１７，１８，１９でAGC回路を
構成している。２０および２１は掛算器、２２お
よび２３は差動増幅器、２４および２５は同期整
流回路、２６および２７は電子式積分器を示して
いる。２８は整流回路である。
する。第２図において、第１図と同一部分は同一
記号を用いている。１１および１２は演算増幅
器、１３および１４は抵抗器で１１と１３および
１２と１４でそれぞれ電流を電圧に変換する回路
を構成している。１５および１６は掛算器、１７
は整流回路、１８は比較器、１９はその基準直流
電圧で、１５，１７，１８，１９でAGC回路を
構成している。２０および２１は掛算器、２２お
よび２３は差動増幅器、２４および２５は同期整
流回路、２６および２７は電子式積分器を示して
いる。２８は整流回路である。
第３図は第２図の動作を説明するために用いる
各演算回路の出力電圧をベクトル図で表わしたも
のである。
各演算回路の出力電圧をベクトル図で表わしたも
のである。
次に動作について説明する。演算増幅器１１の
出力電圧Eaは抵抗器１３の抵抗値をR3、無損失
標準コンデンサ５をCS、交流電圧１をE0sinωtと
すると次式で表わされる。
出力電圧Eaは抵抗器１３の抵抗値をR3、無損失
標準コンデンサ５をCS、交流電圧１をE0sinωtと
すると次式で表わされる。
Ea＝−ωCSR3E0sin（ωt＋π／２）
同様に、演算増幅器１２の出力電圧Ebは抵抗
器１４の抵抗値をR4、等価直列抵抗３をRX、等
価直列静電容量４をCXとすると次式で表わされ
る。
器１４の抵抗値をR4、等価直列抵抗３をRX、等
価直列静電容量４をCXとすると次式で表わされ
る。
ここで、δは供試物２の損失角を表わす。出力
電圧Eaは掛算器１５、整流回路１７、比較器１
８および基準直流電圧１９で構成されたAGC回
路により、掛算器１５の出力電圧Ecは次式で表わ
される。
電圧Eaは掛算器１５、整流回路１７、比較器１
８および基準直流電圧１９で構成されたAGC回
路により、掛算器１５の出力電圧Ecは次式で表わ
される。
Ec＝EAsin（ωt＋π／２）
ここで、EAは基準電圧１９によりコントロー
ルされた交流ピーク値を示し、交流電圧１および
供試物２に影響を受けない一定値である。比較器
１８の出力電圧（−EA／ωCSR3Eo）は出力電圧Ebと 掛算器１６に接続されているから、掛算器１６の
出力電圧Edは次式で表わされる。
ルされた交流ピーク値を示し、交流電圧１および
供試物２に影響を受けない一定値である。比較器
１８の出力電圧（−EA／ωCSR3Eo）は出力電圧Ebと 掛算器１６に接続されているから、掛算器１６の
出力電圧Edは次式で表わされる。
次に、出力電圧Edは掛算器２０に接続され、
その出力電圧Ee1と出力電圧Ecとが差動増幅器２
２に接続され、その出力電圧Ef1が同期整流回路
２４に入力され、Ecの電圧で同期整流された後電
子式積分器２６を通して掛算器２０にフイードバ
ツクされている。第３図は各出力電圧のベクトル
図を示しているが、掛算器２０の出力電圧Ee1は
Ecと同期した成分が等しくなるように動作するか
ら、その出力電圧Ee1は次式で表わされる。
その出力電圧Ee1と出力電圧Ecとが差動増幅器２
２に接続され、その出力電圧Ef1が同期整流回路
２４に入力され、Ecの電圧で同期整流された後電
子式積分器２６を通して掛算器２０にフイードバ
ツクされている。第３図は各出力電圧のベクトル
図を示しているが、掛算器２０の出力電圧Ee1は
Ecと同期した成分が等しくなるように動作するか
ら、その出力電圧Ee1は次式で表わされる。
Ee1＝√１＋2EAsin（ωt＋π／２−δ）
従つて、差動増幅器２２の出力電圧Ef1は次式
で表わされる。
で表わされる。
Ef1＝tanδ・EA・cos（ωt＋π／２）
さらに、Ef1は整流回路２８に接続されている
から、その出力電圧eAは次式で表わされる。
から、その出力電圧eAは次式で表わされる。
eA＝｜Ef1｜＝tanδ・EA
従つて、EAは基準電圧１９によつてコントロ
ールされた一定値であるから、出力電圧eAは供試
物２の誘電正接（tanδ）に比例した直流電圧が得
られる。
ールされた一定値であるから、出力電圧eAは供試
物２の誘電正接（tanδ）に比例した直流電圧が得
られる。
一方、出力電圧Ecは掛算器２１に接続され、そ
の出力電圧Ee2と出力電圧Edとが差動増幅器２３
に接続され、その出力電圧Ef2が同期整流回路２
５に入力され、Edの電圧で同期整流された後、
電子式積分器２７を通して掛算器２１にフイード
バツクされている。第３図のベクトル図におい
て、掛算器２１の出力電圧Ee2はEdと同期した成
分が等しくなるように動作するから、その出力電
圧Ee2は次式で表わされる。
の出力電圧Ee2と出力電圧Edとが差動増幅器２３
に接続され、その出力電圧Ef2が同期整流回路２
５に入力され、Edの電圧で同期整流された後、
電子式積分器２７を通して掛算器２１にフイード
バツクされている。第３図のベクトル図におい
て、掛算器２１の出力電圧Ee2はEdと同期した成
分が等しくなるように動作するから、その出力電
圧Ee2は次式で表わされる。
Ee2＝EA・CXR4／CSR3・sin（ωt＋π／２）
従つて、掛算器２１に接続されている電子式積
分器２７の出力電圧eB＝CXR4CSR3 CS，R3，R4は既知でしかも一定値であるから
出力電圧eBは供試物２の静電容量CXに比例した直
流電圧が得られる。
分器２７の出力電圧eB＝CXR4CSR3 CS，R3，R4は既知でしかも一定値であるから
出力電圧eBは供試物２の静電容量CXに比例した直
流電圧が得られる。
このように、出力電圧eA，eBは交流電圧１およ
び供試物２に影響されずに自動的に測定が行なわ
れるため、高電圧絶縁物および一般の誘電体の誘
電正接（tanδ）および静電容量CXの測定および
それらの電圧特性を得る装置として便利である。
び供試物２に影響されずに自動的に測定が行なわ
れるため、高電圧絶縁物および一般の誘電体の誘
電正接（tanδ）および静電容量CXの測定および
それらの電圧特性を得る装置として便利である。
なお、上記実施例では高電圧機器絶縁物で慣用
されているtanδおよび静電容量の電圧特性を考慮
したため、可変交流電圧１を用いた場合について
説明したが、一般誘電体の測定では交流定電圧で
測定される場合が多いが、この場合は、１５，１
７，１８，１９から構成されたAGC回路及び１
６は不用で、より簡単な回路構成により、上記実
施例と同様の効果を得ることができる。
されているtanδおよび静電容量の電圧特性を考慮
したため、可変交流電圧１を用いた場合について
説明したが、一般誘電体の測定では交流定電圧で
測定される場合が多いが、この場合は、１５，１
７，１８，１９から構成されたAGC回路及び１
６は不用で、より簡単な回路構成により、上記実
施例と同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、この発明によれば演算回
路、AGC回路、同期整流回路等を用いて比較的
簡単な回路構成により、従来の測定装置のわずら
わしさおよび測定誤差を除去し、しかも精度よく
かつ自動的に短時間で供試物の誘電正接（tanδ）
および静電容量を測定することができる優れた効
果を有する。
路、AGC回路、同期整流回路等を用いて比較的
簡単な回路構成により、従来の測定装置のわずら
わしさおよび測定誤差を除去し、しかも精度よく
かつ自動的に短時間で供試物の誘電正接（tanδ）
および静電容量を測定することができる優れた効
果を有する。
第１図は従来の測定装置を示す回路図、第２図
はこの発明の一実施例による誘電体の静電容量・
誘電正接測定装置を示す回路図、第３図は第２図
の動作を説明するための各部の演算出力電圧のベ
クトル図である。 なお、同一符号は同一または相当部分を示す。 １……可変交流電圧、２……供試物、３……供
試物の等価直列損失抵抗、４……供試物の等価直
列静電容量、５……無損失標準コンデンサ、６…
…検出抵抗器、７……可変検出抵抗器、８……差
動増幅器、９ａ，９ｂ……整流回路、１０……割
算器、１１，１２……演算増幅器、１３，１４…
…抵抗器、１５，１６……掛算器、１７……整流
回路、１８……比較器、１９……基準直流電圧、
２０，２１……掛算器、２２，２３……差動増幅
器、２４，２５……同期整流回路、２６，２７…
…電子式積分器、２８……整流回路。
はこの発明の一実施例による誘電体の静電容量・
誘電正接測定装置を示す回路図、第３図は第２図
の動作を説明するための各部の演算出力電圧のベ
クトル図である。 なお、同一符号は同一または相当部分を示す。 １……可変交流電圧、２……供試物、３……供
試物の等価直列損失抵抗、４……供試物の等価直
列静電容量、５……無損失標準コンデンサ、６…
…検出抵抗器、７……可変検出抵抗器、８……差
動増幅器、９ａ，９ｂ……整流回路、１０……割
算器、１１，１２……演算増幅器、１３，１４…
…抵抗器、１５，１６……掛算器、１７……整流
回路、１８……比較器、１９……基準直流電圧、
２０，２１……掛算器、２２，２３……差動増幅
器、２４，２５……同期整流回路、２６，２７…
…電子式積分器、２８……整流回路。
Claims (1)
- １ 無損失標準コンデンサ及び誘電体より成る供
試物に可変交流電圧を印加する交流電圧源と、無
損失標準コンデンサおよび供試物に流れる電流に
対応した電圧にそれぞれ変換する手段と、上記標
準コンデンサの電圧変換手段の出力電圧を一定に
するAGC回路と、供試物の電圧変換手段の出力
電圧に上記AGC回路の出力信号を乗算して出力
電圧を送出する第１の掛算手段と、供試物を流れ
る電流に対応した上記第１の掛算手段の出力電圧
と同期整流出力電圧とを乗算する第２の掛算手段
と、上記標準コンデンサの電流に対応した上記電
圧変換手段の出力電圧と上記第２の掛算手段の出
力電圧との差の出力電圧を整流して得られる信号
を供試物の誘電正接とする手段と、上記差の出力
電圧を上記標準コンデンサの電流に対応した電圧
変換手段の出力電圧で同期整流して上記第２の掛
算手段への同期整流出力電圧を得る手段と、上記
供試物を流れる電流に対応した第１の掛算手段の
出力電圧と上記標準コンデンサの電流に対応した
電圧変換手段の出力電圧を第３の掛算手段を通し
て得られる出力電圧との差を取出す手段と、この
手段の出力電圧を上記第１の掛算手段の出力電圧
で同期整流する手段と、この同期整流手段の出力
電圧を上記第３の掛算手段にフイードバツクする
と共に供試物の静電容量とする手段とを備えてな
る誘電体の静電容量・誘電正接測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6715981A JPS57182181A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Measuring device for electrostatic capacitance and dielectric loss tangent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6715981A JPS57182181A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Measuring device for electrostatic capacitance and dielectric loss tangent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57182181A JPS57182181A (en) | 1982-11-09 |
| JPH0314146B2 true JPH0314146B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=13336830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6715981A Granted JPS57182181A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Measuring device for electrostatic capacitance and dielectric loss tangent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57182181A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017016431A1 (zh) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 国网江苏省电力公司常州供电公司 | 相对介损及电容量测试仪 |
| CN108490266B (zh) * | 2015-07-24 | 2020-09-08 | 江苏省电力公司常州供电公司 | 一种相对介损及电容量测试仪 |
| CN106483385B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-04-26 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种基于穿心式互感器的介质损耗测量系统及测量方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940582A (ja) * | 1972-08-19 | 1974-04-16 | ||
| JPS5413188B2 (ja) * | 1974-02-06 | 1979-05-29 |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP6715981A patent/JPS57182181A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57182181A (en) | 1982-11-09 |
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