抗干擾高壓電橋/介電常數測試儀

一、        概述

1-1電橋簡介:

      BQS-37a型高(gao)壓(ya)電橋(qiao)(qiao)是本公司推出的新(xin)一代高(gao)壓(ya)電橋(qiao)(qiao)，主(zhu)要用于測量工(gong)業絕(jue)緣材料的介質損耗(tgδ)及介(jie)電常數(shu)（ε）。符合GB1409、GB5654及GB/T1693, ASTM D150-1998(2004) 固體電(dian)絕緣材料的(de)交流損耗特性(xing)及介電(dian)常數的(de)試驗方法其采用了西林電(dian)橋的(de)經典線路，內(nei)附0-2500的數顯高壓電源及(ji)100PF標準(zhun)電(dian)容(rong)器(qi)，并可(ke)按(an)用戶要求擴裝(zhuang)外接標準(zhun)電(dian)容(rong)線路。

1-2電(dian)橋的(de)特點；

 l橋體內附電位(wei)跟蹤器及(ji)指零儀，外圍接線及(ji)少。

l電(dian)橋采(cai)用接觸(chu)電(dian)阻小，機械壽命(ming)長的十進開關(guan)，保(bao)證測(ce)量的穩定性(xing)

l儀器具有雙屏蔽，能有效防止外(wai)部電磁(ci)場的干擾。

l儀器內部電阻及(ji)電容元件經特殊老化處理，使儀器技術性(xing)能穩定可靠(kao)。

l內(nei)附高壓電源精度3%

l內附標(biao)準(zhun)電容損(sun)耗﹤0.00005，名義值100pF

二、 抗干擾高壓電橋/介電常數測試儀 技術指標

2-1測量范圍(wei)及(ji)誤差

本電橋的(de)環境溫度(du)為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下(xia)，應滿足下(xia)列表中的技術(shu)指示要求。

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）時

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時

2-2電橋測(ce)量靈敏度(du)

    電(dian)橋在使用過(guo)程中，靈(ling)敏度(du)直接影響電(dian)橋平穩衡的分辨程度(du)，為保證測(ce)量準確度(du)，希望電(dian)橋靈(ling)敏度(du)達到一(yi)定的水平。通常情況下電(dian)橋靈(ling)敏度(du)與測(ce)量電(dian)壓，標準電(dian)容(rong)量成正(zheng)比。

    在下面的計算(suan)公式中，用戶可根據實際(ji)情況估算(suan)出(chu)(chu)電橋靈敏(min)度水平，在這個(ge)水平上(shang)的電容(rong)與介質損耗因數的微小變化都能(neng)夠反應出(chu)(chu)來。

     ΔC/C或(huo)Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中: U 為(wei)測量電壓      ;                        伏特  (V)

      ω為角頻率(lv)2πf=314(50Hz)                              

     Cn標準電容器容量                          法拉(F)

     Ig通(tong)用指零儀的(de)電流5×10^-10                  安(an)培(pei)(A) 

     Rg平衡指零儀(yi)內阻約(yue)1500                    歐姆(Ω)

     R4橋(qiao)臂R4阻(zu)值(zhi)3183                         歐姆(Ω)

     Cx被測試品電容值                           法拉(pF)

2-3工作(zuo)電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對V點(dian)的電(dian)壓(ya)不超過11V，R3橋(qiao)臂各盤(pan)的電流不(bu)超過下列規(gui)定：

10×1kΩ                             1max≤15mA

10×100Ω                            1max≤120mA

10×10Ω                             l max≤150mA

用(yong)戶在使用(yong)前應注意以(yi)上的(de)問題。如(ru)不清(qing)楚，可根據實(shi)驗電壓及標準電容量，按(an)以(yi)下(xia)公式來計算出大概的(de)工作電流。

                    I=ω V C 

2-4輔(fu)橋的(de)技(ji)術特(te)性：

不失真跟蹤電(dian)壓(ya)0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術特性：

在50Hz時(shi)電壓靈敏(min)度不低于(yu)1×10^-6V/格

                電(dian)流靈敏度不低(di)于2×10^-9 A/格

二(er)次諧波 減不小(xiao)于25dB

三次諧波(bo) 減不小于50dB

三、        電橋工(gong)作原(yuan)理

BQS-37a型高壓電(dian)橋(qiao)(qiao)采用典型的西林電(dian)橋(qiao)(qiao)線路。C4橋(qiao)臂在基(ji)本量程時，與R4橋臂并(bing)(bing)聯，測量數值為正損耗因數。結構采(cai)用(yong)了雙層(ceng)屏蔽。并(bing)(bing)通過輔(fu)橋的輔(fu)助(zhu)平衡，消除寄生參數對電(dian)橋平衡的影響。輔(fu)橋由電(dian)位(wei)自動電(dian)位(wei)跟蹤器與內層(ceng)屏蔽（S）組(zu)成。自動跟蹤器由(you)電子元器件(jian)組(zu)成。它在橋頂B處取一輸入電(dian)壓，通(tong)過放大后，在內屏蔽(bi)（S）產生一個與(yu)B電(dian)位相等的電(dian)壓(ya)。當(dang)電(dian)橋在平衡時，A,B,S三點電(dian)(dian)(dian)位(wei)必(bi)然相等，從而達到自動跟(gen)蹤的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。本電(dian)(dian)(dian)橋在(zai)平衡(heng)(heng)過程中(zhong)，輔橋采(cai)用(yong)自動電(dian)(dian)(dian)位(wei)跟(gen)蹤，在(zai)主(zhu)橋平衡(heng)(heng)過程的(de)(de)(de)同(tong)時，輔橋也(ye)(ye)自動跟(gen)蹤始終(zhong)處(chu)于平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)狀態(tai)，用(yong)戶只要對主(zhu)橋平衡(heng)(heng)進行操作就能得到可靠的(de)(de)(de)所需(xu)數據(ju)。同(tong)時也(ye)(ye)有效的(de)(de)(de)抑制了電(dian)(dian)(dian)壓(ya)波動對平衡(heng)(heng)所帶來的(de)(de)(de)影響。在(zai)指零(ling)部分，采(cai)用(yong)了指針(zhen)式(shi)電(dian)(dian)(dian)表指示，視覺直觀(guan)，分辨清楚(chu)，克服了以往振(zhen)動式(shi)檢流計(ji)的(de)(de)(de)缺點。

  3-1 橋體的組成

電橋各臂的(de)組(zu)成

***臂：由被測對象Cx組成Z₁。

第二臂：由高壓標準電容器Cn組成Z₂。

第三臂：由十進電阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）歐姆和滑線電阻（0-0.13）歐姆組成Z₃。

第四臂：由十進電(dian)容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電(dian)容器100pF組(zu)(zu)成C4再與電(dian)組(zu)(zu)R4并聯組(zu)(zu)成Z4。

3-2計(ji)算(suan)公式

Cx=R4×  Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4     R4[Ω]  C4[F]

當(dang)R4=10K/π

tgδ=C4     

當R4=1K/π

tgδ=0.1C4  

我們(men)采(cai)取相對固定R4電阻，分別調節(jie)R3和C4使橋跟平衡，從而測(ce)得試品的電(dian)容值Cx和介質(zhi)損耗tg。本電橋為了直讀(du)出損耗(hao)值(zhi)，取電阻R4的阻(zu)值為角頻率（f=50Hz）若干倍。

3-3 公式說明

.頻(pin)率對介(jie)質損(sun)耗正公式：

本電(dian)橋額(e)定的工作(zuo)頻率(lv)f=50Hz，在實際工作頻(pin)率偏離額定頻(pin)率時可用修(xiu)(xiu)正式進行修(xiu)(xiu)正：

tg=f^’·tgδ / f

式中：f    為額(e)定工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)（f=50Hz）

f’   為(wei)實際(ji)工作頻率

tgδ  電橋(qiao)測得損耗值

tgδ  為被測試品介(jie)質損耗角正切的實際(ji)值

四、安全(quan)操(cao)作規程

1.      本儀器(qi)必(bi)須有專人負責(ze)保管(guan)，使用，非(fei)專職(zhi)操作者(zhe)應在(zai)使用前了解和熟悉本說(shuo)明書，以免造(zao)成不必(bi)要的損(sun)失和事故。

2.      每(mei)次(ci)使用前應仔細檢查接地(di)線是否(fou)完(wan)好(hao)，確保(bao)以后方可通電使用。

3.      接通電源前應將靈敏(min)度開關調到***位置(zhi)。

4.      測量試(shi)(shi)品前應先(xian)對(dui)試(shi)(shi)品進行(xing)高壓(ya)試(shi)(shi)驗(yan)，證明在電橋工(gong)作電壓(ya)下無(wu)噪(zao)聲，電離等現象出現，然后才能(neng)進行(xing)測試(shi)(shi)（若試(shi)(shi)品己做過高壓(ya)試(shi)(shi)驗(yan)，該項可不(bu)必每次(ci)測量都做）。

5.      對(dui)試品(pin)施加(jia)高壓(ya)時緩慢升(sheng)高，不可以加(jia)突變電壓(ya)。

6.      測試時操(cao)作(zuo)(zuo)人員必須集中思(si)想，工作(zuo)(zuo)前做好一切(qie)準備工作(zuo)(zuo)，測試地點周圍應有明顯的標記(ji)或金屬屏蔽(bi)圍成高壓危險區，以防止(zhi)非操(cao)作(zuo)(zuo)人員闖入。

7.      在測(ce)量(liang)過(guo)程中，如有放(fang)電管發光時(shi)，則必須(xu)及時(shi)切斷(duan)電源，仔細檢(jian)查接線及試品都無擊穿，待檢(jian)查排(pai)除故障后，再進行高壓測(ce)量(liang)工作。

五．操作(zuo)方法

5.1 測試前(qian)的準備(bei)工作

按圖所示，連(lian)接(jie)標(biao)準電(dian)容Ｃｎ（選用外接(jie)標(biao)準電(dian)容時），與被(bei)測(ce)電(dian)容Ｃｘ，并且將標(biao)準電(dian)容與被(bei)測(ce)電(dian)容盡可能遠離，以(yi)防止互相之間干擾。如選用內部標(biao)準電(dian)容器，只(zhi)需連(lian)接(jie)被(bei)測(ce)試品即可。

檢查周圍是(shi)否有強電磁場干(gan)擾，應盡量避(bi)免。

檢查大地線(xian)是否牢靠，以保(bao)證操(cao)作人(ren)員(yuan)的安全，應檢查電(dian)橋上的（⊥）與大地是否接觸良(liang)好(hao)。

檢查電橋(qiao)的靈敏度開關是否已(yi)回另位(wei)。

檢查試品的絕緣(yuan)強度，應符(fu)合大于(yu)2U+1的標準。

對試品(pin)施(shi)加試驗電壓（按部標或所(suo)規定的專(zhuan)業標準進行）。

5.2 試品的測試

在不知道被測試品的(de)大概容(rong)量及損耗時，可(ke)先施加(jia)少(shao)許的(de)電壓(ya)，找(zhao)到(dao)粗平衡點后(hou)(hou)，再(zai)把工作電壓(ya)升到(dao)所需(xu)的(de)值(zhi)，然后(hou)(hou)再(zai)尋找(zhao)細平衡點。

在測量時，靈敏度開(kai)關是按從小(xiao)到大的(de)規律(lv)來調(diao)節的(de)。

在測量時，R3開關(guan)時按從(cong)左至右的規律(lv)來調節的。

在測量時(shi)，C4開關時(shi)按從右至(zhi)左的(de)規(gui)律來調節的(de)。

整個測量步絮(xu)：首先檢(jian)查接線(xian)無(wu)(wu)誤后，方可(ke)通電(dian)試(shi)(shi)驗。第二升起(qi)試(shi)(shi)驗電(dian)壓，并調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)靈敏(min)度(du)開(kai)關(guan)，使UA表(biao)(biao)頭有明顯(xian)(xian)的(de)指示。此(ci)時(shi)(shi)表(biao)(biao)明電(dian)橋沒(mei)有平衡(heng)。第三調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)R3開(kai)關(guan)，順序從左至右。這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)通過觀(guan)察(cha)表(biao)(biao)頭來觀(guan)察(cha)電(dian)橋的(de)平衡(heng)狀況。如表(biao)(biao)頭已回(hui)另(ling)，可(ke)再加大靈敏(min)度(du)。應總保(bao)持能明顯(xian)(xian)地(di)觀(guan)察(cha)到(dao)(dao)(dao)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)R3時(shi)(shi)，電(dian)橋的(de)平衡(heng)狀況。第四(si)在某一點(dian)上用戶會發現(xian)，調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)R3已無(wu)(wu)法(fa)使表(biao)(biao)頭再回(hui)到(dao)(dao)(dao)另(ling)位。這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)可(ke)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)C4開(kai)關(guan)，順序時(shi)(shi)從右至左，把表(biao)(biao)頭指針調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)到(dao)(dao)(dao)***小(xiao)位。第五用戶在調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)C4到(dao)(dao)(dao)某一點(dian)時(shi)(shi)又(you)會發現(xian)無(wu)(wu)法(fa)將(jiang)指針調(diao)(diao)(diao)回(hui)另(ling)位。這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)又(you)要(yao)去(qu)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)R3開(kai)關(guan)，調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)的(de)位數是上一次調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)R3的(de)***后位，然后又(you)會出現(xian)第四(si)點(dian)時(shi)(shi)的(de)問(wen)題，又(you)必須(xu)要(yao)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)C4開(kai)關(guan)．．．就這(zhe)(zhe)樣來回(hui)往復(fu)地(di)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)R3和(he)C4兩組開(kai)關(guan)，直至靈敏(min)度(du)開(kai)關(guan)時(shi)(shi)，并指針回(hui)另(ling)（或指另(ling)儀指示到(dao)(dao)(dao)***小(xiao)）。表(biao)(biao)明電(dian)橋已達(da)到(dao)(dao)(dao)平衡(heng)。

測(ce)量(liang)完(wan)畢(bi)后或(huo)在暫停測(ce)量(liang)時，應將另儀(yi)的(de)靈敏度開關降至“0”，再將測(ce)量(liang)電壓降至另并切斷電源開關，根據計算(suan)公式(shi)，算(suan)出被測(ce)試品的(de)容(rong)量(liang)及介損(sun)值。

六(liu)、裝置(zhi)成套性

1．BQS-37a型高壓電橋                            一臺 

2.  試驗電極              ;                       一臺(tai)

3．使用說明(ming)書       ;                            一份

4．電源(yuan)線                                       二根

5．測試(shi)線                                       三根

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