TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Основные формулы расчёта искомых параметров

Для определения необходимых измеряемых значений существует формулы-связки:

Ёмкость конденсатора:

C = = = ;=√ (Rэ2+Xc2).

Определим ёмкость конденсатора

Произведём расчётные данные по определению ёмкости конденсатора с размерами обкладок:h(высота контактов датчика погружённого в жидкость), d (расстояние между обкладками датчика),S(площадь обкладки) в вакууме, воздухе и в эталонном масле.D=0,2см,S=2см2, ε0(диэлектрическая постоянная вакуума):ε0 ≈ 8,85 х 10-12Ф/м, ε = εr(относительная диэлектрическая проницаемость измеряемого вещества): ε = Сх (ёмкост ь тестового конденсатора )/ С0 (ёмкость конденсатора в вакууме).

Итак, в вакууме величина ёмкости конденсатора:

В воздухе(сухом):(((8,85 х 10-10Ф/см) *1,00025(ε­r(воздуха)) * 2см) / 0,2)=8,85нФ.

Расчёт ёмкости трансформаторного масла: ((8,85 * 10-10 Ф/см) *2,2(εr)* 2см) / 0,2)=19,48нФ.

Определим ёмкостное сопротивление

Возьмём 2π = 6,28;Частота сигнала f=1/(3RC);=(1/180+1/32+1/5,1+1/2+1/2)=(1/41280)=2,42*10-5Ом;

Для воздуха(сухого):T=3*R*C (время заряда 95% С) =3*2,42*10-5Ом*8,85*10-9Ф=7,26*10-5*8,85*10-9=0,64*10-12с=0,64пс(пикоcекунда).=1/T=1/0,64=1,55Гц.(воздух)=1/(6,28*1,55*0,00000000885)=0,0000000861459Ом.

Для трансформаторного масла:=3*R*C (время заряда 95% С) = 3*2,42*10-5Ом*19,47*10-9Ф=1,42*10-12с=1,42пс (пикосекунда).=1/T=1/(1,42*10-12)=706394034531Гц.(трансформаторное масло)=1/(6,28*19,47*10-9)=0,0000001222716 Ом.

Определим полное комплексное сопротивление

Для воздуха:

Z= √ (Rэ2+Xc2) =√ ((2,42)2*10-10Ом) + ((0,00000008614592) = 0,0000000861459Ом.

Тангенс угла диэлектрических потерь воздуха:

tgφ=R/Xc=(2,42*10-5Ом)/(0,0000000861459Ом)=2,8*10-6;

Для трансформаторного масла:= √ (Rэ2+Xc2) =√ ((2,42)2*10-10Ом)+((0,00000012227162)=0,0000242Ом.

Тангенс угла диэлектрических потерь масла:

tgφ=R/Xc=(2,42*10-5Ом)/(0,0000001222716Ом)=2*10-5;

По-простому перевод всех измеряемых значений переводится в %, относительно эталонным значениям. Для проверки составим таблицу (см.табл. 1).

Таблица.1

Параметры

трансформаторное масло

воздух(сухой)

Ёмкость (C)

19,48нФ

8,85нФ

Ёмкостное сопротивление (Xc)

0,0000001222716 Ом

0,0000000861459Ом

Полное компл. сопротивление (Z)

0,0000242 Ом

0,0000000861459Ом

Тангенс угла диэл. потерь (tgφ)

2*10-5

2,8*10-6

Составим процентное соотношение величин, которые будут выводиться на экран LCD дисплея.

) Ёмкость: 8,85нФ = 100% ó0,085нФ = 1% => 19,48нФ / 0,085нФ = 229,17 %(в сравнении с эталоном)

) Ёмкостное сопротивление:0,0000000861459Ом=100% ó0,000000000861459Ом=1% =>0,0000001222716 Ом = 142%(в сравнении с эталоном).

) Полное комплексное сопротивление: 0,0000000861459Ом=100% ó0,000000000861459Ом=1% =>0,0000242 Ом = 28092%

) Тангенс угла диэлектрических потерь: 2,8*10-6= 100% ó 2,8*10-8=1% =>2*10-5 = 714,28%.

Вид общей (принципиальной) схемы

Данная схема (см. рис. 3) является основоположной при создании анализатора качества ГСМ и в ней мы имеем:

) Щуп, опускаемый в измеряемое вещество(XS3:1,XS3:2);

) Транзистор (VT3)используемый для сброса заряда накопленного в измеряемом веществе, которое используется какизмеряемый конденсатор;

) Ключ (K1), используемый для включения/выключения устройства;

) Кварцевый генератор(ZQ)с частотой выдачи импульса 18МГц для создания тактовой температурно-частотной характеристики;

) ЖКИ индикатор (WH1602J),необходимый как устройство наглядной индикации параметров, которые измеряются;

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи

Проектирование волоконно-оптической линии передачи
волоконная оптическая линия передача Одним из наиболее перспективных направлений развития многоканальных систем передачи является использование оптического диапазона частот. Длительное время практическая реализация оптических систем передачи сдерживалась несовершенством элементной базы и, особенно, отсут ...

Все права защищены! 2021 - www.techshape.ru