专利名称：一种实心电补偿辅助电极及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于计量基标准测试领域，具体涉及一种实心电补偿辅助电极及其应用，用于传统电学交流阻抗最高基准一计算电容基准最大不确定度来源的端部效应误差的补偿。
背景技术：
电容是基本电磁参量之一，涉及能源、材料等众多领域的需求。计算电容是唯一在经典电动力学领域内达到10_8水平的计量基准。它与量子霍尔电阻基准结合测量精细结构常数，对国际单位制的重新定义有重大意义。在计算电容的基础上可进一步建立高精度交流阻抗溯源体系，对整个电磁计量的发展有引领作用，也可为长度、压力计量中的高端研究提供帮助。计算电容器是以Thompson-Lampard静电学定理为基础,其二维电场中的电容(或单位长度上的电容)与尺寸无关，一般与形状也关系不大，其电容量如式(I)所示只需测量轴向长度L即可，也就是说可以溯源到不确定度达到10_n的长度基准上:
权利要求
1.一种实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述实心电补偿辅助电极包括有源电极(I)、过渡电极(II)、聚四氟乙烯导环(III)以及香蕉插头(V)； 所述香蕉插头(V)的一端插入有源电极(I)内，所述有源电极(I)安装在所述过渡电极(II)内； 所述有源电极(I)通过光学级胶水涂层(IV)与过渡电极(II)和聚四氟乙烯导环(III)粘接在一起。
2.根据权利要求1所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述有源电极(I)沿轴向的截面形状为T型，包括连接在一起的大圆柱体和小圆柱体； 在所述有源电极(I)内开有与其同轴线的盲孔，所述盲孔的开口端的端面与所述大圆柱体的端面平齐，盲孔的盲端位于小圆柱体内； 所述大圆柱体的直径Dl >小圆柱体的直径D2 >盲孔的直径D3 ； 所述小圆柱体的长度L2 >盲孔的深度L3 >大圆柱体的长度LI。
3.根据权利要求2所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述有源电极I的小圆柱体的直径D2为4mm至IOmm之间。
4.根据权利要求1至3任一所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述有源电极(I)的材料为黄铜或紫铜。
5.根据权利要求4所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述过渡电极(II)包括依次连接的第一圆柱体、截顶圆锥体和第二圆柱体；在所述过渡电极(II)内开有与其具有同轴线的阶梯通孔，包括直径依次增大的小孔、中孔和大孔；在所述大孔的内壁开有内螺纹； 所述截顶圆锥体的的小口直径与第一圆柱体的直径D5相等，而大口直径与第二圆柱体的直径D7相等； 所述第二圆柱体的外径D7 >内螺纹的直径Ml >中孔的内径D6 >第一圆柱体的外径D5 >小孔的内径D4，所述截顶圆锥体的锥面长度L8 >小孔的长度L4 >中孔的长度L5 >第二圆柱体的长度L7 >第一圆柱体的长度L9 >内螺纹的长度L6。
6.根据权利要求5所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述过渡电极(II)中的截顶圆锥体的锥角为10度至45度之间； 所述过渡电极(II)的小孔的内径D4比有源电极I的小圆柱体的直径D2大I至2mm; 所述过渡电极(II)中的截顶圆锥体的锥面长度L8为18-21mm。
7.根据权利要求6所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述过渡电极(II)的材料为黄铜或紫铜，且与有源电极(I)的材料保持一致。
8.根据权利要求7所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述香蕉插头(V)使用的是2mm的香蕉插头，为镀金黄铜件。
9.根据权利要求8所述的实心电补偿辅助电极，其特征在于:所述聚四氟乙烯导环(III)为圆柱体，在其中间开有与其同轴线的阶梯通孔，分别为大环孔和小环孔； 所述大环孔的直径Dl大于小环孔的直径D8 ； 所述聚四氟乙烯导环(III)的外圆柱面的直径与所述过渡电极(II)内的中孔的内径相等，所述大环孔的 内径与有源电极(I)的大圆柱体的直径相等；所述小环孔的直径大于所述有源电极I的小圆柱体的直径；所述聚四氟乙烯导环(III)安装在所述过渡电极(II)中的中孔内，一端顶在小孔与中孔之间形成的台阶处，所述有源电极(I)的大圆柱体与小圆柱体之间形成的台阶顶在所述大环孔和小环孔形成的台阶处； 所述香蕉插头(V)的一端插入有源电极(I)的盲孔内； 所述聚四氟乙烯导环(III)的厚度在0.5mm至Imm之间。
10.一种利用权利要求9所述的实心电补偿辅助电极补偿计算电容的端部效应误差的方法，其特征在于:所述方法为在计算电容的上下电极的端部各安装一个所述实心电补偿辅助电极，同时在两个实心电补偿辅助电极的有源电极上加载电压，通过改变两个实心电补偿辅助电极中的有源 电极附近的二维电场分布来实现端部效应误差的补偿。
全文摘要
本发明提供了一种实心电补偿辅助电极及其测试组件和测试方法，属于计量基标准测试领域。所述实心电补偿辅助电极包括有源电极(I)、过渡电极(II)、聚四氟乙烯导环(III)以及香蕉插头(V)；所述香蕉插头(V)的一端插入有源电极(I)内，所述有源电极(I)安装在所述过渡电极(II)内；所述有源电极(I)通过光学级胶水涂层(IV)与过渡电极(II)和聚四氟乙烯导环(III)粘接在一起。本发明采用电补偿方法，具有调试简单、调节更精细、加工要求相对较低以及补偿端部效应效果更优等特点。
文档编号G01R1/20GK103207288SQ201310102528
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者黄璐, 陆祖良, 杨雁, 赵建亭, 王维, 陆文俊 申请人:中国计量科学研究院