同軸電纜芯線電容測量方法研究
3 水電容測試儀
隨著電子技術和計算機技術的發展,利用水作為測量電極的動態測量儀器一水電容測試儀已開始在高端產品中應用。該儀器能在線動態測量電纜(未加屏蔽層的芯線)的單位長度電容量,并可預置電容控制值輸出反饋信號,通過控制擠出速度或牽引速度自動控制電纜的單位長度電容量。
3.1 測量原理
水電容測試儀由測量管、測量信號發生器、顯示器等組成(見圖2)。測量信號發生器產生的正弦波交流電壓同時加到浸沒于水中的測量管中的測量電極和保護電極,測量電極上的電流通過被測電纜的電容流回電源地線,在信號源電壓和頻率固定時,流過電容的電流與電容量大小成正比。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/194702.htm
即:
I=uωC (5)
式中:u為電容兩端的電壓;ω為電流的角頻率;C為電容量。
根據公式可以看出,只要測得電流的大小即可測量出電容的大小。通過測量信號發生器的轉換將測量信號送顯示器顯示。
3.2 水電容測試儀的校準
3.2.1 校準原理
根據水電容測試儀的測量原理,選擇一根已知電容值的校準棒,放入測量管中模擬電纜,測量校準棒的電容值,以此確定儀器的測量誤差。
3.2.2 校準棒的選擇
(1)玻璃校準棒。可以向制造廠商購得,出廠時提供參考值,例如:115.6±0.5pF/m。用戶可利用校準棒對水電容測試儀進行現場校準。這種校準棒絕緣層為玻璃,穩定性好,但價格較高,容易受沖擊力如碰撞、跌落而損壞,特別是長度較長的校準棒更要小心使用。我省暫時無法開展玻璃校準棒的量值溯源。
(2)過程產品,如同軸電纜芯線(只有內導體和絕緣層的絕緣導線)。測量何種規格的電纜,可選該規格電纜。校準前,需要先在專用測量裝置上測得該電纜的電容值,才能利用該校準棒對水電容測試儀進行校準。這種校準棒絕緣層是塑料,如聚乙烯,取材容易,成本低,但容易產生如劃傷、壓傷等機械損傷,定值后長期穩定性差,需要使用前定值,只能短時間內使用。
3.2.3 校準棒的電容測量(定值)
利用芯線電容測量裝置,就可以測量校準棒的電容。無論是玻璃校準棒,還是電纜芯線校準棒,只要按2.3小節芯線電容測量步驟操作,就可以測得電容值,即對校準棒定值,并利用其對水電容測試儀進行校準。只要在選擇電容測試儀時,考慮測量誤差符合校準棒的允許誤差要求即可。
4 結語
利用同軸電纜芯線電容測量裝置進行測量試驗,表明其測量方法是可行的,測量裝置是穩定實用的。對于暫時無條件配備水電容測試儀的企業,可以利用該裝置和測量方法,解決離線抽樣測量芯線電容的問題,為控制工藝參數提供測量數據。動態水電容測試儀用于電纜的生產線自動連續測量,快速方便,但投入較大。電容測量,使芯線在編織工藝前,就能獲得電容值,可將事后(編織工藝以后)測量變為事前控制。同時,為校準水電容測試儀用的校準棒提供了測量裝置,使水電容測試儀的量值溯源成為可能。
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