同軸電纜芯線電容測量方法研究
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3 水電容測試儀
隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用水作為測量電極的動(dòng)態(tài)測量儀器一水電容測試儀已開始在高端產(chǎn)品中應(yīng)用。該儀器能在線動(dòng)態(tài)測量電纜(未加屏蔽層的芯線)的單位長度電容量，并可預(yù)置電容控制值輸出反饋信號(hào)，通過控制擠出速度或牽引速度自動(dòng)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(hào)發(fā)生器、顯示器等組成(見圖2)。測量信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波交流電壓同時(shí)加到浸沒于水中的測量管中的測量電極和保護(hù)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(hào)源電壓和頻率固定時(shí)，流過電容的電流與電容量大小成正比。本文引用地址：http://www.ex-cimer.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(jù)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(hào)發(fā)生器的轉(zhuǎn)換將測量信號(hào)送顯示器顯示。
3．2 水電容測試儀的校準(zhǔn)
3．2．1 校準(zhǔn)原理
根據(jù)水電容測試儀的測量原理，選擇一根已知電容值的校準(zhǔn)棒，放入測量管中模擬電纜，測量校準(zhǔn)棒的電容值，以此確定儀器的測量誤差。
3．2．2 校準(zhǔn)棒的選擇
(1)玻璃校準(zhǔn)棒?？梢韵蛑圃鞆S商購得，出廠時(shí)提供參考值，例如：115．6±0．5pF／m。用戶可利用校準(zhǔn)棒對水電容測試儀進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)棒絕緣層為玻璃，穩(wěn)定性好，但價(jià)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(zhǔn)棒更要小心使用。我省暫時(shí)無法開展玻璃校準(zhǔn)棒的量值溯源。
(2)過程產(chǎn)品，如同軸電纜芯線(只有內(nèi)導(dǎo)體和絕緣層的絕緣導(dǎo)線)。測量何種規(guī)格的電纜，可選該規(guī)格電纜。校準(zhǔn)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(zhǔn)棒對水電容測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)棒絕緣層是塑料，如聚乙烯，取材容易，成本低，但容易產(chǎn)生如劃傷、壓傷等機(jī)械損傷，定值后長期穩(wěn)定性差，需要使用前定值，只能短時(shí)間內(nèi)使用。
3．2．3 校準(zhǔn)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(zhǔn)棒的電容。無論是玻璃校準(zhǔn)棒，還是電纜芯線校準(zhǔn)棒，只要按2．3小節(jié)芯線電容測量步驟操作，就可以測得電容值，即對校準(zhǔn)棒定值，并利用其對水電容測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。只要在選擇電容測試儀時(shí)，考慮測量誤差符合校準(zhǔn)棒的允許誤差要求即可。
4 結(jié)語
利用同軸電纜芯線電容測量裝置進(jìn)行測量試驗(yàn)，表明其測量方法是可行的，測量裝置是穩(wěn)定實(shí)用的。對于暫時(shí)無條件配備水電容測試儀的企業(yè)，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(shù)提供測量數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)水電容測試儀用于電纜的生產(chǎn)線自動(dòng)連續(xù)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?yōu)槭虑翱刂啤Ｍ瑫r(shí)，為校準(zhǔn)水電容測試儀用的校準(zhǔn)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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