高压电容电桥的基本工作原理

(泛华电子)


1、西林电桥

调节R3、C4使电桥平衡,此时a、b两点电压相等,即R3、C4两端电压相等。

因为交流电路中电容阻抗为。电路中R4、C4的并联阻抗为两者倒数和的倒数

按阻抗元件分压原理,不难得到:

两边取倒数得:

按复数相等实部、虚部分别相等的规定得到

按串连模型介损定义:,由于R4是固定的可以从C4刻度盘上读出介损,通过R3、R4、Cn可以计算Cx。

采用这个原理的仪器有现场用的QS1、试验室用的2801等。

2、M型电桥

将试品改为并联模型。注意到Ir与Icx、Icn差90度:

调节R4使Uw最小。这时IcnR4=IcxR3, Uw=IrR3,因此:

由于a、b间电压没有完全抵消,因此M型电桥也称为不平衡电桥。Uw测量的是绝对值,小介损时电压很低,难以保证测量精度。

3、数字电桥

数字电桥的测量回路还是一个桥。R3、R4两端的电压经过A/D采样送到计算机,求得

进一步可求得试品介损和电容量。

数字电桥的最大优势在于:可以实现自动测量,可以补偿所有原理性误差,没有复杂的机械调节部件,测量以软件为主,性能十分稳定。