ブリッジT回路による絶縁物の誘電特性の測定
富
塚
剛
Measurements of Dielectric Characteristics of
Insulator by Bridged T Circuit
TakeshiTomitsuka
Figure l shows the connection diagram and shielding method of bridged T circuit． This shielding method is simple and perfect， so it is available by relatively high frequCncy． The cal culat ions of C and R from the experimental data are slightly complicated， but the accu−r rate regults are obtained by choosing the proper circuit and circuit constants．1．緒 言
ブリッジT回路やそれに近い双T回路などの平衝条 件の一般式などについて既に詳しく検討して発表して ある（1）。その中で最も簡単なのがプリツジT回路であ るが、その回路の中には絶縁物の誘電特性の測定に役 立つものがあることがわかつた。最もよさそうなもの 三例については既に発表してあるが（2）、理論上可能な 回路は其他にもあるので、これからそれらの主なもの について説明する。2．回路の基本的考察
ブリツジT回路とはFig． 1に示すものである。端子 a，b間に交番電圧を與え、四個のイソピーダソスの 「一一一一一「 わ zlr：一：：：二ごr「r
LL’二＝：二卍工…’
Fig． 1 値を適当に調整すると、端子c，d間に現われている 電圧が0になる。その状態を平衡したという。平衡条 件の一般式は Z3（Z十Z1十Z2）十ZlZ2＝0………（1） である。この式は見たぶけではわかりにくいけれど も、四個のイソピ・…ダソスとして具体的にR，L， C， を置けば（1）式の条件が成立する場合と不能の場合 とがあることがわかる。この条件が成立するものだけ がブリツジとして使用することができる。 この回路のよい点は電源の端子bと検出器の端子d とが共通であるから、それらを共通にアースすること ができることである。従つて静電遮蔽をすることが容 易である。また平衡したときには端子cもアース側と 同電位になるので、ZおよびZ2を遮蔽した電極は何れ もアースすることができる。Fig．1にはそれらの基本 的な形を示してある。 絶縁物の誘電特性の測定には四個のイソピーダソx の中のどこかで、抵抗と静電容量とから成つている部 分を使えばよい。然し保護電極を使つて精密な測定を するにはZの部分を使うのが最もよい。それは保護電 極は上記の理由で単にアースするだけでよく、ワグナ ー接地のような調整をしなくてよいからである。Z以 外の部分を使うならば保護電極の電位の調整には手数 がかXつて不便である。またZの所を使えぱ平衡した ときに試料には電源電圧と同一の電圧がかXることに なるので、電源側に電圧計をつけておけば、その読み が直ちに試料に加わる電圧となることもよいことであ る。 この回路は接続図を書き改めるとFig．2のようにな る。従つて平衡条件は直並列回路の関係を使つて求め147
昭和32年7月
山梨大学工学部研究報告
第 8 号乙
Fig． 2z
Fig．3P
ることもできる。平衡するにはZ3の電圧降下をZ2の 電圧降下で打消さなければならない。リアクタソスに は正のものも負のものもあるから便利であるが、普通 の抵抗は正だけであるために、インピPtダンスの具体 的な組合わせには制限を受けることが多い。借この回 路は負性抵抗の測定に応用することもできるのである が、それについては本論文では触れないことにする。3，回路の実例
平衡条件の成立する回路は多数考えられる。それら の実例を示したのがFig．3∼Fig・ 17である。図中に （0）或は（の）と書いてある所は、それの値を0或は のにしても平衡するということを示したものである。 実際はそのようにすると回路の素子が少なくなるから 便利である。そうすると図に示してある回路の幾つか は同一回路になつてしまうが、本論文ではそれらを別 々に示しておく。電源と検出器との位置を交換してもFig．4
Fig．5Fig．6 Fig．7 Fig．8
Fig．9 Fig．10 Fig．11
＿＿ユL』＿＿」L
Fig．12 Fig．13
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ブリツジ丁回路による絶縁物の誘電特性の測定
Fig．15 よいことは勿論であるから、図に示した回路の左右を 置換えた形の回路も図のものと同一に考えてよい。 この回路の中で絶縁物の誘電特性を測定するために はFig．1のZの部分が静電容量と抵抗とになつている ものが最も適する。Fig・ 3∼Fig・11がそれである。ま たこの部分が自己イソダクタソスと抵抗になつている ものは誘導リアクタソスの測定をすることができる。 Fig．12∼Fig．17がそれである。 各プリツジについての平衡条件は概して複雑であ る。その中で比較的簡単な関係になるもの数例につい てあげると吹のようである。 Fig．3において、 C 1・＝ののときは ・・・・・・・・・・・・・・・… （2） この回路でR3・・Oのときは平衡条件は遙かに簡単にな り、次の如くなる。i議竃欝醐＠＋c，R、R2）｝
……… （3） Fig・4， Fig・5でも最も簡単にすればこの形になる。 Fig．4において、 Rs＝ Oならば：こ盤蒜；漂識11Lめ｝…（4）
Cがのであつても測定できる。 Fig． 5では：霊灘蕊㌫霊；｝……（5）
Fig．6では三瓢漂潔；篇㌫；R，1（6）
Fig．7において、 R1 ＝・0のときは …………・・……・（7） Fig．16 Fig．17 この回路はCがのの時にも測定できる。 Fig・8において、 R1＝R2＝0のときは1：1：；：：蕊：蕊㌶）｝）
………一・・（8） この回路ではRがあまり小さ過ぎると測定不能にな る。そのような時には適当な値の既知抵抗をRに付加 すればよい。Cがののものも測定できる。 Fig・9は簡単な関係にならない。 C1をのにしても まだかなり複雑な式になるのでこXには示さないこと にする。Fig・10， Fig・11も上と同様である。街Fig． 11はL3＝＝OとするとFig． 6になる。 Fig・12∼Fig．17は誘導リアクタンxの測定に応用で きる回路である。よく使われるのはFig．12である。 この回路において、R1 ＝R2 ＝o， Cs ＝ coとすると：二㌫ぽ⇒・一・一・一（9）
誘導リアクタソスの測定は本論文の目的から外れるの で、これ以上は触れないことにする。 以上いイソピーダソスZの部分で誘電特性を測定す ることについて考えたのであるが、Zl， Z2， Z3の部 分でも測定できる所があることはFig．3 ・vFig．17を見 れば直ちにわかることである。それらについて少し検 討しているが、何れも関係式が複雑になるようであ る。 全部の回路について、各種の周波数を用いて実験し たのではないので、優劣をあげることは無理であるけ れども、僅かの経験からでは1，000c．p．s・の周波数で 使うとFig．3は良く、Fig．7はあまり良くなかつた。4．結
言 ブリツジT回路はかなり高い周波数を用いての誘導 リアクタソス測定用として重要であるが、絶縁物の誘 電特性を測るにも使えることがわかつた。然しその値 を求める式が複雑であるから、計算に手数がかXり、149
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