Способы и устройства для измерений свойств композиционных диэлектрических материалов

• Автор: Баранов, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

ДМ - диэлектрический материал;

ДЭЦ - двухполюсная электрическая цепь;

ИП - измерительный преобразователь;

ИС - измерительная схема;

ОДП - относительная диэлектрическая проницаемость; СИ - средство измерений;

СКС - составляющие комплексного сопротивления.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Є - относительная диэлектрическая проницаемость;

Ех - диэлектрическая проницаемость;

Ег - диэлектрические потери;

СО - круговая частота;
(р - фазовый сдвиг;
0 - температура;
С - электрическая емкость;
2Х - комплексное сопротивление измеряемой ДЭЦ;
Кх - активная составляющая 2х;
X х ~ реактивная составляющая 2х;
2$ - комплексное сопротивление опорной ДЭЦ;
- активная составляющая 20 ;
Х0 - реактивная составляющая 20;
11 5 - напряжение, приложенное к ИС;
IIх ~ напряжение на измеряемой ДЭЦ;
120 - напряжение на опорной ДЭЦ;
/ - частота;
Т - период,
/ - время;

Глава 1 АНАЛИЗ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЙ СВОЙСТВ ДМ
Вводные замечания
1Л Физические свойства ДМ
1.2 Анализ методов измерения ОДП
1.3 Аналитический обзор методов измерения СКС образца ДМ
Выводы по главе
Глава 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
КОМПОЗИЦИОННОГО ДМ И СПОСОБОВ ИЗМЕРЕНИЙ
ЕГО СВОЙСТВ
Вводные замечания
2.1 Разработка математической модели композиционного ДМ
2.2 Разработка способов измерений СКС ДЭЦ и напряжения
на ней на основе ИС в виде делителя напряжения
2.3 Разработка способов измерений СКС ДЭЦ и напряжения
на ней на основе мостовой ИС
Выводы по главе
Глава 3 АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
УМЕНЬШЕНИЯ ОСНОВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ДМ
Вводные замечания
3.1 Анализ и исследование возможностей уменьшения погрешностей
измерений СКС ДЭЦ, обусловленных опорными ДЭЦ
3.2 Анализ погрешностей измерений свойств композиционного ДМ на основе математической модели
3.3 Методики уменьшения погрешностей измерения СКС ДЭЦ, обусловленных влиянием входных сопротивлений
АЦП напряжения и АЦП фазового сдвига

мых свойств ДМ могут быть определены с использованием математической модели ДМ в виде совокупности решений этих уравнений на основе результатов измерений ОДП и удельного сопротивления.
2. Из известных методов измерения ОДП наиболее перспективным для достижения цели работы является электрический метод измерения, основанный на электрической модели ДМ в виде нелинейной резистивно-емкостной ДЭЦ, СКС которой зависят от удельного сопротивления и ОДП. Измерение удельного сопротивления проведено путем измерения электрического сопротивления образца ДМ с известными геометрическими размерами.
3. Для измерения ОДП ДМ электрическим методом необходимо провести измерение СКС образца ДМ. Предъявляемым требованиям в наибольшей степени удовлетворяет метод преобразования СКС ДЭЦ с прямым измерением амплитуды и фазового сдвига напряжений на опорных ДЭЦ пассивных мостовой ИС и ИС в виде делителя напряжения. С целью снижения аппаратных затрат необходимо исследовать возможность разработки способов измерения СКС ДЭЦ с прямым измерением одной физической величины.
4. В связи с тем, что одной из основных областей применения ДМ является их использование в качестве высоковольтной электроизоляции, важной задачей является разработка измерительных устройств для измерений ОДП и удельного сопротивления ДМ в диапазоне напряжения до напряжения электрического пробоя образца материала. Другой измерительной задачей является измерение динамической диэлектрической проницаемости ДМ, что связано с высокой, близкой к верхней границе рассматриваемого диапазона частоты, частоте приложенного к исследуемому образцу ДМ гармонического напряжения.
5. Для повышения точности измерений свойств композиционных ДМ необходимо одновременно проводить измерения влияющих на них физических величин (температура, амплитуда и частота гармонического напряжения на образце материала).