溫度對電容的影響 - 同軸電纜芯線電容測量方法

　　不同絕緣材料的電纜芯線，其電容隨溫度變化而改變。例如如表3所示。

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　　測量電容時要考慮溫度帶來的誤差。實(shí)際情況下同軸電纜芯線的發(fā)泡度不同，溫度影響程度也不同。為了減小溫度對測量結(jié)果的影響，要測量容器中的水溫，根據(jù)實(shí)測溫度，將測量結(jié)果修正到20℃時的電容值。

　　2.4 電容測量結(jié)果的誤差來源分析

　　(1)用于測量芯線電容值的電容測試儀(LCR數(shù)字電橋TH2819A)的基本允許誤差：±0.05%;

　　(2)量取芯線長度時的測量誤差。以75Ω電纜為例，一般為50pF/m，長度測量誤差約為±0.5mm，電容誤差為±0.025pF，相對誤差為±0.05%;

　　(3)芯線浸入水中時刻線與水面相切，調(diào)節(jié)位置時視覺誤差帶來的測量誤差，約為±0.5 mm，電容誤差為±0.025 pF，相對誤差為±0.05%;

　　(4)外部電磁干擾對顯示值波動、讀數(shù)估計(jì)帶來的測量誤差。由實(shí)際測量時估計(jì)，約±0.005pF，相對誤差為±0.01%：

　　(5)測量過程中的溫度變化引起的誤差，若溫度變化±3℃，約±0.05 pF，相對誤差為±0.1%;

　　(6)由測量重復(fù)性引起的測量誤差，從實(shí)際測量情況看約±0.005 pF，相對誤差為±0.01%。

　　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，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(fā)生器、顯示器等組成(見圖2)。測量信號發(fā)生器產(chǎn)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(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。

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　　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。通過測量信號發(fā)生器的轉(zhuǎn)換將測量信號送顯示器顯示。

　　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?a target="_blank">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(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，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

　　對于暫時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)。動態(tài)水電容測試儀用于電纜的生產(chǎn)線自動連續(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?/p>