172784. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés kapacitás mérésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 172784 Bejelentés napja: 1976. III. 03. (FO—736) Nemzetközi osztályozás: G 01 R 27/26 Közzététel napja: 1978. VII. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1979. V. 31. Feltalálók: Hegyi József oki. villamosmérnök, Pawlik Ágoston oki. villamosmérnöH Budapest Tulajdonos: Fővárosi Finommechanikai Vállalat, Budapest Eljárás és kapcsolási elrendezés kapacitás mérésére 1 A találmány tárgya olyan kapacitásmérési eljárásra vonatkozik, amely előnyösen nem villamos mennyiségek, például: folyadékok, szilárd szemcsés anyagok, granulátumok, porok szintjének vagy összetételének elektromos úton történő meghatározásánál kerül 5 felhasználásra. Az említett nem villamos mennyiségek meghatározása adott mérőrendszer, mérőkondenzátor kapacitásának mérésével történik. A mérőkondenzátor kapacitásának mérésekor adott mérőkondenzátor 10 esetén a fegyverzetek között levő anyag vagy anyagok dielektromos állandóját, illetve ennek változását határozzák meg. A dielektromos állandó megváltozását viszont vagy a mérőkondenzátorban levő anyagok aránya (például összetétel vagy szint), vagy 15 az anyag valamely fizikai paraméterének megváltozása (például nedvességtartalom) okozza. Végső soron tehát az anyagi folyamatok sok fizikai jellemzője az anyagok dielektromos állandója, illetve annak megváltozása segítségével a méréshez alkalmasan megvá- 20 lasztott mérőkondenzátor megválasztásával elektromos úton kapacitásmérési eljárással határozható meg. Kapacitásmérésre sokféle eljárás és kapcsolási elrendezés ismeretes. Ezek egyike a váltakozó áramú mérőhidas eljárás, amely vagy két komponenses (valós 25 és kapacitív) kiegyenlítést igényel, ami nem teszi lehetővé a folyamatos mérést, vagy tiszta kapacitív mérőhíd kell hozzá. Ez utóbbi viszont a mérőkondenzátorral szemben támaszt jelentős többlet követelményt. 30 2 Mindkét esetben a hidat tápláló mérőgenerátornak stabil frekvenciájú és amplitúdójú jelet kell szolgáltatnia, mert a mérési hiba függ a tápfeszültség nagyságának és frekvenciájának változásától. A mérőgenerátorral szembeni nagy pontossági igény egyrészt az alkalmazott elemekkel szembeni pontossági igényt is jelenti, másrészt az elemek száma és a készülék bonyolultsági foka is nagy. Kis mérőkapacitás esetén a mérőhidas berendezésben viszonylag nagy tápfeszültség és nagy mérőfrekvencia szükséges a méréshez. Ez tovább növeli a tápfeszültséget előállító generátorral szembeni igényt. A mérőhidat a nagy belső impedanciája miatt nem szabad terhelni, ezért a mérőhídról kapott jelet rendszerint tovább kell erősíteni nagy bemenő impedanciájú erősítővel és csak utána lehet egyenirányítani és mint egyenáramú jelet feldolgozni. A fenti megoldás viszonylag nagy bonyolultsága nagy helyigényt is jelent, ezért a technológiai berendezésre szerelendő mérőegység elektromos része nagy helyet foglal el. Ha a mérés gyújtószikramentes kivitelben kell hogy történjen, akkor további nehézséget jelent a viszonylag nagy teljesítményigény, valamint a mérőgenerátor és a híd helyszínen történő beállításához, illetve kiegyenlítéséhez szükséges elemek elhelyezése és kezelésük biztosítása. A másik szokásos mérési eljárásnál a mérni kívánt kapacitás a mérőgenerátor valamelyik frekvenciameghatározó eleme. Ez a megoldás egyszerűbb felépítésű és kevesebb beállítási hitelesítési igényt 172784
