Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do trójpunktowego pomiaru pojemnosci wysokostratnych, znajdujace zastosowanie w automatycznych pomiarach pojemnosci czujników do pomiaru wilgotnosci.Trójponktowy pomiar pojemnosci jest znany. Eliminuje on wplyw na wynik pomiaru pojemnosci przewodów laczacych element mierzony z przyrzadem pomiarowym.Znane dotychczas urzadzenia do trójpunktowego pomiaru pojemnosci jest odmiana mostka róznicowego. Sklada sie ono z generatora dolaczonego do pierwotnego uzwojenia transformatora róznicowego zwanego napieciowym, którego uzwojenie wtórne posiada uziemiony odczep. Do jednego konca uzwojenia wtórnego dolaczona jest admitancja mie¬ rzona a do drugiego konca admitancja wzorcowa. Przeciw¬ legle zaciski admitanq'i wzorcowej i mierzonej dolaczone aa do konców pierwotnego uzwojenia drugiego transforma¬ tora róznicowego, zwanego pradowym, przy czym odczep logo uzwojenia pierwotnego jest uziemiony. Do wtórnego uzwojenia transformatora pradowego dolaczony jest de¬ tektor stanu równowagi mostka.W stanie równowagi stosunek admitancji mierzonej do wzorcowej równa sie iloczynowi stosunków przekladni zwojowych wtórnego uzwojenia transformatora napiecio¬ wego i pierwotnego uzwojenia transformatora pradowego.Mostek równowazy sie regulujac przekladnie zwojowe transformatorów na przyklad za pomoca odczepów lub przez zmiane wartosci wzorca. Pojemnosci przewodów laczacych mostek z mierzona admitancja bocznikuja czesc uzwojenia wtórnego transformatora napieciowego i czesc uzwojenia pierwotnego transformatora pradowego znajdu- 10 15 20 25 30 jaca sie miedzy zaciskami impedancji mierzonej i uziemio¬ nym odczepem transformatorów. Pojemnosci te znajduja sie zatem poza galeziami pomiarowymi mostka i teoretycznie nie zaklócaja pomiaru. W rzeczywistosci jednak pojemnosc przewodów doprowadzajacych bocznikujac czesci uzwojen obu transformatorów wprowadza niesymetrie pradowa co wobec nieliniowych wlasnosci rdzeni magnetycznych transformatorów jest zródlem bledów. Ponadto duze wartosci pojemnosci przewodów doprowadzajacych bo¬ cznikuja impedancje wyjsciowa generatora i wejsciowa detektora równowagi zaklócajac prace generatora — ply¬ wanie amplitudy — i zmniejszajac czulosc detektora, co jest zródlem dodatkowego bledu pomiarowego. Równiez wada ukladu mostkowego jest trudnosc wykonania pomiaru pojemnosci wysokostratnych, gdyz wymienione efekty poteguja sie a równowazenie obu skladowych czynnej i biernej jest utrudnione.W rozwiazaniu wedlug wynalazku wykorzystuje sie wlasnosci trójpunktowego pomiaru admitancji, gdzie w trójkat polaczone sa trzy admitanqe: mierzona oraz admi- tancje obu przewodów doprowadzajacych, przy czym punkt polaczenia admitancji mierzonych jest uziemiony.Admitanqa mierzona jest równoleglym polaczeniem pojemnosci i rezystancji strat a admitancje przewodów doprowadzajacych stanowia pojemnosci zwykle przewodów koncentrycznych.Istota sposobu polega na tym, ze oba zaciski admitanqi mierzonej oraz uziemiony punkt polaczenia pojemnosci przewodów doprowadzajacych dolacza sie do zródla na¬ piecia trójfazowego polaczonego w trójkat z uziemionym 108 446108 446 jednym wezlem, przy czym amplitudy napiec wszystkich trzech faz sa jednakowe, a przesuniecie miedzy fazami jest stale i korzystnie wynosi 120°. Mierzy sie skladowe rzeczywiste i urojone pradu w przewodach nieuziemionych laczacych zródlo napiecia trójfazowego z mierzona admi- tancja. Z wartosci skladowych rzeczywistych i urojonych, tych pradów wyznacza sie zarówno mierzona pojemnosc jak i rezystanqe strat oraz pojemnosci przewodów dopro¬ wadzajacych.Istota urzadzenia, w którym pojemnosc jest wlaczona miedzy wyjscia dwu zyl przewodów koncentrycznych o uziemionych ekranach polega na polaczeniu wejsc srod¬ kowych zyl przewodów koncentrycznych poprzez przet- wpmikK^Ad^ na-ttapicpie o jak najmniejszej impedancji wejlbioweji z dworne Jnieuziemionymi wezlami zródla . trójfazowego o uziemionym trzecim wezle. Wyjscia ków sa dolaczone równolegle do mierników rzeczywistej sa puLjLZuAe z ukladem przetwarzajacym skladowe .rzeczywiste i urojone mierzonych pradów na wartosc pojemnosci mierzonej, pojemnosci doprowadzen oraz rezystancji strat.Sposób i urzadzenie umozliwia pomiar pojemnosci wysokostratnych dolaczonych nawet dlugimi przewodami koncentrycznymi do ukladu pomiarowego niezaleznie od pojemnosci tyci} przewodów, gdyz nie znieksztalcaja one warunków pomiarowych, a ich wartosci moga byc okreslone w czasie pomiaru. Pomiar nie zalezy równiez od rezystancji strat mierzonej pojemnosci.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat ideowy trójpunktowego polaczenia pojemnosci, fig. 2 schemat ideowy polaczenia zródla napiecia trójfazowego z pojemnosciami i rezystancja strat, a fig. 3 schemat blo¬ kowy urzadzenia do trójpunktowego pomiaru wysokostrat¬ nych pojemnosci.Realizujac pomiar wykorzystuje sie wlasnosci trój¬ punktowego polaczenia pojemnosci traktujac ja jako uklad admitancji polaczonych w trójkat z uziemionym jednym wezlem. Admitancje te skladaja sie z admitanqi mierzonej stanowiacej równolegle polaczenie pojemnosci mierzonej Oz i jej rezystancji strat Rz oraz admitancji dwu koncentry¬ cznych przewodów doprowadzajacych stanowiacych po¬ jemnosci Q i C,. Uziemiony punkt stanowi punkt wspólny polaczenia pojemnosci doprowadzen Ct i C2. Uklad ten jest dolaczony dwoma przewodami do trójfazowego genera¬ tora napiecia E15 Ej, E3, przy czym trzeci punkt generatora nie polaczony z mierzonymi wielkosciami Gx i Rz jest uziemiony. Prady w przewodach laczacych oznaczone sa jako lt i Ia. Analizujac rozplyw pradów w sieci pomiaro¬ wej, przy równych co do wartosci silach elektromotorycz¬ nych E1=E3=E3=B i stalym przesunieciu fazy miedzy nimi wynoszacym 120° otrzymuje sie nastepujace zalez¬ nosci na wielkosci mierzone: Q = C2 = Cx = Rx = —(Reli+Rel2) + Bam^+Iml,) ©E|/T —(Reli+Rel2) + Sgm^+Iml,) ©e/T (Reli+Rel,) + 3(lmli—Ijl2) 2\/3&E 2E Reli—Rela + 2^3 (Imli+Iml2) (a) (b) (c) (d) gdzie Rel^ Rel2, Imli oraz Iml2 stanowia skladowe rze¬ czywiste i urojone pradów I± oraz I2. ¦.-.,.- «= .a Zasada pomiaru polega na zmierzeniu skladowych rze¬ czywistych:.. i;- urojonych Imli, Rel13 Iml2, Rel2 oraz na H5 recznym lub automatycznym wykonaniu dzialan okreslonych zaleznosciami a, b, c, d. W szereg z przewodami przez które plyna prady I± i I2 wlaczone sa przetworniki pradu na napiecie Ptl i Pt2. Do wyjscia przetwornika Ptl dolaczone ga równolegle dwa mierniki, z których jeden Mx 10 mierzy skladowa rzeczywista pradu Ix czyli Rel1} a drugi M2 mierzy skladowa urojona tego pradu czyli Imlj.. Do wyjscia przetwornika Pt2 dolaczone sa równolegle mierniki M3 i M4, z których miernik M3 mierzy skladowa rzeczywista pradu I2 czyli Rel2, a miernik M4 skladowa urojona tego 15 pradu Iml2. Do wyjscia mierników Mi, M2, M3, M4 dola¬ czone sa wejscia ukladu przetwarzajacego UOS skladowe rzeczywiste i urojone pradów lu l2 na sygnaly bedace funkqami mierzonych wielkosci Cz ,Rd Ci, Cj. Do wyjsc ukladu przetwarzania UOS realizujacego automatycznie 20 zaleznosci a, b, c, d dolaczone sa wskazniki mierzonyefr wartosci pojemnosci C*, rezystanqi strat Rz oraz pojem¬ nosci doprowadzen Q i C2.Wlaczone w obwody pradów lt 1 I2 przetworniki Ptl i Pt2 charakteryzuja sie mala wartoscia rezystancji wejscie- 25 wych tak, abyjiie wprowadzaly znieksztalcenia warunków pomiaru. Przy pomiarach pojemnosci mniejszych od 10 nF i oporze Rx mniejszym od 1 kO, rezystancje wejsciowe przetworników powinny byc mniejsze od IO, aby blad pomiaru spowodowany przez te rezystancje wejsciowe byl 30 niniejszy od 10-$.Zastrzezenie patentowe 1. Sposób trójpunktowego pomiaru pojemnosci wysoko¬ stratnych, w którym mierzona pojemnosc zbocznikowana rezystanqa strat polaczona jest w trójkat z dwomapojemnos- 35 ciami koncentrycznych przewodów doprowadzajacych gdzie punkt polaczenia pojemnosci przewodów doprowadzajacych jest uziemiony, znamienny tym, ze do wezlów polaczenia pojemnosci mierzonej (Cx) zbocznikowanej rezystancja; strat (Rx) i pojemnosci przewodów doprowadzajacych 49 (Ci, Cz) dolacza sie zródlo napiecia trójfazowegopolaczonego go w trójkat z uziemionym jednym wezlem, przy czym ajmplitudy napiec poszczególnych faz (Ei., E2, E3) sa jedna¬ kowe a przesuniecie miedzy fazami jest stale i korzystnie wynosi 120V po czym mierzy sie skladowe rzeczywiste 45 i urojone pradu (It, I2) w przewodach nieuziemionych i z wartosci skladowych rzeczywistych i urojonych tych pradów okresla sie wartosci pojemnosci przewodów dopro¬ wadzajacych* (Ci, Cj), mierzona pojemnosc (Cz) oraz równolegla rezystnacje strat (Rz). 50 2. Urzadzenie do trójpunktowego pomiaru pojemnosci wysokostratnych, w którym pojemnosc jest dolaczona miedzy wyjscia dwu zyl przewodów koncentrycznych; o uziemionych ekranach, znamienny tym, ze wejscia srodkowych zyl przewodów koncentrycznych sa polaczone 55 poprzez przetworniki pradu na napiecie (Ptl, Pt2) z dwo¬ ma nieuziemionymi wezlami zródla napiecia trójfazowego (Ei, Es, E3) a wyjscia przetworników (Ptl, Pt2); sa pola¬ czone równolegle z miernikami (M1} M^ M3, M*) sklado¬ wych rzeczywistych i urojonych pradów (Ii,I2), zas 60 wyjscia mierników (M±, M2, M3, M4) sa dolaczone do wejsc ukladu (OUS) przetwarzajacego skladowe rzeczywiste i urojone pradów na sygnaly bedace funkcjami mierzonych wielkosci, do którego dolaczone sa wskazniki wartosci: pojemnosci mierzonej (Ci), rezystancji strat (Rx) po- 65 jemnosci doprowadzen (Ci, C),.108 446: JJL^—|h p-h£ \—II- C1 Cx: FIG.1 FIG. 2108 446 FIG. 3 LZG Z-d 3, z. 771/1400/80, n. 105+20 egz.Cena 45 zl PL