Устройство для измерения частотных характеристик диэлектрических свойств веществ Советский патент 1983 года по МПК G01R27/26 

1 Изобретение относится к измерителы ной технике и может бы-ть использовано для измерения частотных характеристик диэлектрических свойств веществ с цель неразрушаюшего .контроля сложных срец. Известно устройство для измерения частотных характеристик пиэлектричес- кого двойства веществ, содержащее свип-генератор, емкостные делители.напряжения, векторомерные фазометры, фазовращатели, вычислительные блоки и панорамные регистрирующие приборы ij Однако данное устройство принципиешьно не может обеспечить высокую точность и чувствительность измерений Tg о в широком циапазоне частот, так как не может быть обеспечена полная идентичность фаэочастотных и амплитудно-частотных характеристик входных цепей приборов, подключаемых к выхода рабочего и эталонного емкостных делителей напряжения. Известно также устройство для автоматизации измерений частотных харак теристик диэлектриков, которое содержит два емкостных датчика, включенных в качестве конденсаторов колебательных контуров первого и второго свип-генераторов, амплитудные детекторы, преобразователи частоты в напряжение, вычислительные блоки и регистратор, сост ящий из усилителей горизонтального и вертикального отклонения, смесителя, маркера и электронногпучевой трубки. Первый ёмкостной датчик заполняется исследуемым вешеством, тогда как втор служит эталоном. Выходы обоих свипгенераторов соединены параллельно с входами соответствующих преобразователей частоты в напряжение и амплитудных детекторов, выходы которых подклк чены к входам вычислительных блоков, соединенных между собой таким образом что напряжение на их выходах пропорционально диэлектрической проницаемости, тангенсу угла потерь t fi и коэффициенту потерь -EtgS измеряемого вещества. Любой их выходов вычислительных блоков может быть подключен к входу усилителя вертикального отклонения, соединенного по выходу с вертикальными отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтальные отклоняющие пластины которой подключены к выходу усилителя горизонтального отклонения, соединенного также с входами обоих свип-генераторов. Измерения С , lu S и вешества производятся по55средствсм сравнения добротности и резонансных частот колебательных контуров первого и второго (эталонного) свипгенераторов. Поскольку выходное напряжение усилителя горизонтального отклонения является также и напряжением, модулирующим частоту обоих сви№-генератороэ, то на экране регистратора наблюдаются кривые изменения , и с от частоты Д . Недостатком известного устройства Является зависимость точности измерений от идентичности характеристик свип- генератора, детекторов и преобразовать- лей частоты в напряжение. Другой существенный недостаток заключается в противоречии между щириной полосы перекрываемых свип-генератором частот и чувствительностью устройства noi. . Зто объясняется тем, что конденсаторами колебательных контуров свип-генераторов являются емкостные дат{ики и, следовательно, качение частоты возможно лищь посредством изменения инцуктив- ности катущек этих контуров. Широкий диапазон качания частоты можно обеспечить только применением катушек с магнитными сердечниками, однако все они обладают резкой неравномерностью частотных характеристик, вносимых ими в контуры потерь. Цель изобретения - увеличение чувствительности и расширение частотного диапазона измерения диэлектрических свойств веществ. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частот ных характеристик диэлектрических свойств веществ, содержащее свип-генератор, емкостные датчики, поле которых взаимодействует с исследуамым веществом, амплитудные детекторы, вычислительный блок и регистратор, введены коммутатор каналов, управляемый счетчиком номера канала, формирОЕШтель базы времени, дифференциатор, блок выделения максимума напряжения, фиксатор напряжения, резистивный целитель, компаратор, генератор импульсов, первый и второй преобразователи интервала времени в код, причем оцин выход свип-генератора подключен к входу фор мирователя базы времени, а другой выод свип-генератора подключен к входу К 1жцого резонансного делителя напряжения, выходы этих делителей через амплитудные детекторы соединены с информаионными входами коммутатора каналог

поаключенного управляющими вхоцами к выхоаам счетчика номера капала, информационный выход коммутатора каналов соединен с информационным вхоцом фиксатора напряжения и через цифференциа- тор с первым входом блока выделения максимума напряжения, второй вхоц которого подключен вместе с установочным вкодом счетчика номера канала и первым входом первого преобразователя интервалвремени - код к выходу формирователя базы времени, при этом первый выход блока выделения максимума соединен с информационным входом счетчика номера канала, управляющим входом фиксатора напряжения и первым входом второго преобразователя интервал временУ -коц, второй выход блока выделения максимума напряжения соединен с вторыми входами первого и второго преобразователей интервал времени-код, при этом третьи входы этих преобразоватопей подключены К выходу генератора импульсов, четвертый вход второго преобразователя соединен с выхоаом ::омпаратора, к первому входу которого подключен выход резистивного целителя, вход которого соединен с первым выходом фиксатора напряжения, а к второму входу компаратора подключен второй выход фиксатора напряжения, выходы кодов обоих преобразователей интервал времени-коц, вы- ,ходы счетчика номера каналов и третий выход блока выделения максимума напряжения объединены в общую щину, к которой подключен вход вычислительного блока, выход которого связан с входом регистратора.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема блока выделения максимума напряжения; на фиг. 3 - 8 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство Содержит свип-генера- гор 1 с линейным законом нзме- . нения частоты выходного сигнала, который подается на входы всех делителей 2 напряжения, каждый из которых состоит из резистора и колебательного кон- тура, в котором роль конденсатора играет емкостный датчик. Выходы делителей напряжения через амплитудные детехторы 3 соединены с соответствующими информацисй1ными входами коммутатора 4 каналов, который своими управляющими входами соединен с выходами счетчика 5 номера канала, сброс которого

обеспечицается подключением ого установочного вхоаа к выходу формирогате- ля 6 базы времени. Выход коммутатора 4 каналов соединен с входом фиксатора 7 напряжения, который совместно с подключенными к нему резистивным делителем 8 и комлараторюм 9 фиксирует максимальное напряжение на выходе коммутатора и каналов, соединенного также через дифференциатор 10 с бло- . ком 11 выделения максимума напряжения выходы которого подключаются к входам первого 12 и второго 13 преобразователей интервал времени-код, тактируемых генератором 14 импульсов, к информационному входу счетчика 5 номера канала и вместе с выходами счетчика 5 номера канала и выходами обо1к преобразователей 12 и 13 интервал времени-код к входу вычислительного блока 15, управляющего регистратором 16.

Формирователь 6 базы времени содержит компаратор 17, ждущий мультивибратор 18 и источник 19 опорного напряже 1ия, подключенный к второму входу компаратора 17. Фиксатор 7 напряжения состоит из пикового детектора 20, управляемого по входу переключателем 21, а по выходу - ключом 22. Ре зистивный делитель 8 образован двумя резисторами 23 и 24. Блок 11 выделения максимума напряжения (фиг. 2) содержит компараторы 25 и 26, соединенные своими вторыми входами с источниками 27 и 28 опорных напряжений, триггер 29, управляемый с помощью логического элемента ИЛИ 30, логические элементы НЕ 31 и И 32 и ИЛИ 33 другой триггер 34, управляемый по установочному входу логическим элементом ИЛИ 35, и компаратор 36, управляемый ключом 37.

Первый преобразователь 12 интервал времени-код (фиг. 1) собран на суммирующем счетчике 38 и регистре 39, управляемыми ждущими мультивибраторами 4О и 41 и логическим элементом И 42. Второй преобразователь 13 1штервал времени код собран на суммирующем счетчике 43, которзый управляется по установочному входу формирователем 44 импульсов, а по информационному - логическими элементами И 45 и НЕ 46.

Вычислительный блок содержит процессор 47, запоминающий блок 48, первый 49 и второй 50 -интерфейсные блоки. Каналы указанных блоков 47 5О, а также их ацресные каналы и каналы управления соединяются в три соответствующие общие шины. Устройство работает слецуюшим об- разом. Напряжение циклически иэменяюшейс по линейному закону частоты поаается с выхоаа свип-генератора 1 на вхоаы всех делителей 2 напряжения. График изменения мгновенной частоты ,( cBvmгенератора от времени t в течение одно го цикла показаш на фиг. 3. Прямая иллюстрирует рабочий участок - прямой хоа изменения частоты, а прямая б-в - участок возврата от максимальной частот ао нулевой - обратный .ход. Период кача кия часТогы равен интервалу времени между точками а-б на оси t , а ширина полосы качания численно равна макси. мальной частоте генерации (цостигается в точке б). Параллельные колебальные контуры целителей 2 напряжения настра иваются на частоты i р f з т-ч лежащие в пределах ширины полосы кач ния, нри этом зависимость от времени напряжения, снимаемого с выхода каж цого амплитудного цетектора 3, совпа дает по форме с зависимостью выходного напряжения соответствующего целите ля от частоты и отличается от послепн только масштабом но ос;и абсцисс. Масш табный коэффициент, как это следует из графика (фиг. 3), численно равен танге су угла наклона прямой а-б к оси вре- MeHHt , так что при линейном законе ка.чания частоты текущее время и мгновенная частотаi в пределах рабоче го участка цикла а-б связаны соотно-. meHHeMi ki, . Величина сопротивления каждого резистора делителей 2 напряже ния выбрана значительно большей, чем значение резонансного сопротивления соответствующего контура, так что при этом амплитудно-частотная характерист ка делителя напряжения практически не отличается от резонансной кривой по напряжению соответствующего колебательного контура. Входные сопротишю-ния амплитудных детекторов шунтируют контуры целителей 2 и несколько снижают чувствительность стенда по диэлек рической проницаемости и потерям. Внесение измеряемого веиюства в поля емкостных датчи ов изменяет резонансную частоту и ширину полосы пропускания каждого колебательного контут. При . этом резонансные част1Л-1-1 i , 1-7: з и т.п. становятся более низкими и резо- нансн)1е кривые утлиряются. На фиг. 3 в координатах напряже.ние - частота т показано изменение напряжения на выходе ;амплитудного детектора 3 до и после внесения вещества в емкостной датчик. Для определенности взят делитель напряжения, настроенный на частоту i| , и соответ- ствуюший амплитудный детектор. Остальные целители и детекторы работают совершенно аналогично.. Из фиг. 3 следует, что если цо внесения вешества резонансная частота была f амплитуда резонанса Vl и ширина резонансной кривой на уровне 1 /i| 2 равна tA ., а после внесения вешества эти паро/ет ры равны соответственно i j , , то максимум напряжения на выходе амплитудного цетекторэ зафиксируется в первом cjr/чае через с, а во втором случае - через i ,| с относительно начала пикла качания частоты (точка а на фиг.З). При этом отрезки времени, в течение которых напряжение на выходе детектора 3 превышает величину (l/f 2)i/B первом случае и ( 1/ Г2) во втором, равнь соответственно и ( и ui с. Разность интервалов времени ti пропорциональна диэлектрической проницаемости вешества, а разность йц л,1 зависит от внесенных веществом в емкостной датчик циэлектричес- Ki-DC потерь, Аналогичные данные, полученные посредством остальных целителей напряжения и амплитудных детекторов, дают информацию о значениях диэлектрических параметров вешества на .других частотах J, , 1а и т.д., лежащих в диапазоне частот, не превосходящем ширинь полосы качания свипreHef)aTopa,. Измерение временных интервалов , -1; ,j -Ц ul i других aнaлoги шыx, а также преобразование этих интефвалов Е цифровой код выполняется блоками 4- 8 и 10 - 13 (фиг. 1). Вычислительный блок 15 производит преобразование цш зровых кодов интервалов времени в цифровые коды диэлектрической-проницаемости и потерь соответствии с формулами, приводимыми ниже. Вся совокупность даннь х о проницаемости и потерях вешества, измеренных на частотах,. 2 ... и т.д., представляет частотные характеpHCTViKH диэлектрических свойств вешесТБ в аискр)от}1ой форме. Поскольку выхопные сигнал11 омплитуцных детекторов 3 прохоцят мере-з максимум в различные моменты времени t, i:2 и т.а., обработка этих сигналов ведется послеаовательно во времени, что аает значительную экономию аппаратуры при сохранении быстроцействия стенца. Выходные сигналы амплитудных цетекторюв 3 послеаовагельно считываются коммутатором 4 каналов, которьй управляется счетчиком 5 номера канала. Амплитудные детекторы 3 с соогветству ющими делителями 2 подключены к входам коммутатора 4 в порядке возрас тания резонансных частот колебательных контуров. При этом, если счетчик 5 ном ра канала находится в состоянии О, то к выходу коммутатора 4 подключен канал, содержащий детектор и целитель с резонансной частотой f;( , если счетчик 5 находится в состо5шии 1, то подключен канал с резонансной частотойт. ес счетчик 5 в состоянии 2, то поцключе канал с резонансной частотой 1-j и т.д. В начале каждого цикла качания часдоты счетчик 5 номера канала -сбрасывается в состояние О импульсом, вырабатываемым формирователем 6 базы времени, а установка каждого следующего состояния 1, 2, 3 и т.д. - управляющими импульсами, формируемыми блоком 11 максимума, причем очередное переключение счетчика 5 и коммутатора происходит только после того, как обработана информация, поступившая от данного делителя 2. Временная диаграмма, поясняющая работу формирователя 6 базы времени показана на фиг. 4. Пилообразное напряжение развертки п (i , вырабатываемое свип-генератором, управляет качанием его частоты так, что линейное нарастание напряжения П (i) (участок а-б, фиг. 4) соответствует линейному росту мгновенной частоты от нуля до максиму ма (участок а-б, фиг. 3), а спад напряжения n(-tl (участок б-в, фиг. 4) уменьшению мгновенной частоты цо нуля (участок б-в, фиг. 3). Напряжение П (-1 сравнивается компаратором 17 с опорным напряжением источника 19Uo которое выбрано из условия надежного срабатывания компаратора 17. На выхо це компаратора появляются импульсы Л -; длительность которых определяется временем существования условия п(1) UQ (фиг. 4), а период равен периоду качани и частоты. Для повышения точности 4иксации момента начала цикла качпния (базы времени) гфименен жпущий мультивибратор 18, запускаемый по зацнему фронту импульса )(7 Задний фронт импульса мультивибратора определяет базу времени. Обработка амплитудно-частотных характеристик депитепей 2 напряжения, снимаемых с амплитудных детекторов 3, которые поочередно подключаются к выходу коммутатора 4 каналов, производится следующим образом. Эпюра выходного напряжения X д на выходе коммутатора 4 показана на фиг. 5. Максимальное значение напряжения равно А, шир1ша полосы резонаноного цикла определяется на стандартном уровне ()А. Напряжение X4 дифференцируется по времени дифференциатором 10 (эпюра , фиг, 5). Момент перехода напряжения на выходе дифференциатора через ноль фиксируется компаратором 36 блока 11 выделения максимума. Для блокировки ложных срабатываний компаратора 36 в моменты переключения коммутатора 4 каналов предусмотрено стробирование компарюто- ра 36 с помощью двух дополнительных компараторов 25 и 26, вторые входы которых подключены к источникам 27 и 28 опорных напряжений ( U ) и ( 11/2 ) ИмпулЕзс Х появляющийся на выходе компаратора 25 при условии/Х д/4 U ;(, своим передним фронтом устананшивает триггер 29 в единичное состояние, а сбрасывается в нулевое состояние этот триггер либо посредством импульса поступающего с выхода компаратора 26 при выполнении условия/Х р/ U2 либо в начале каждого цикла качания частоты импульсов ждущего мультивибратора 18. Выходной импульс Xjfj, триггера 29 стробирует ключ 37, замыкающий первый вход компараторю 36 лишь на время, равное длительности участка г-д-«-ж кривой напряжения Л о на выходе дифференциатора 1О (фиг. 5). Таким образом, импульсов 29 вырезается лишь тот участок кривой ю который содержит лишь один переход чэрез ноль, чем и достигается цель стробирования компаратора 36. Задний фронт выходного импульса XjftS компаратора 36 фиксирует момент достижения максимального напряжения на выходе данного амплитудного детектора 3, или момент совпадения мгнОЕ енной час-

тоты свип«генераторв 1 с юаонансной частотой параллельно1 О кштебательного контура соответствующего целителя 2 напряжения.

Измерение ширины полосы пропускания резонансной кривой по напряжению этого колебательного контура своцится к измерению интервала времени, в течение которого напряжение на выхоце соответствующего амплитудного цетек- тора превышает уровонь, равный 1/ {2 от максимального, равного А. Поскольку значение А заранее неизвестно, то определяется лишь полуширина резонансной кривой. Фиксация максималъ ного напряжения выполняется фиксатором напряжения, пиковый аетектор 2О которого подключается переключателем 21 и коммутатором 4 каналов к выхоау данного цетектора 3. Переключатель 21 и ключ 22 управления строб-импульсом (фиг. 5 и 6), BbipaGarbiBaeNfbiM блоком 11 выделения максимума посредством триггера 29 и логических элементов 31 - 33. Строб-импульс принимает значение логической 1 при условии истинности логического вьгражения ( А 7) «f (фиг. S), при этом ключ 22 разомкнут и переключатель 21 соединяет выхоа

коммутатора 4 с входом пикового детектора 2О и вторым входом компаратора 9.,.

Эпюры напряжений Х2,и на выхоцах переключателя 21 и ключа 22 соответственно даны на фиг. б. Пунктиром на эпюре Х показана резонансная кривая, относящаяся к данному делителю 2 напряжения (то же, что и эпюра на

фиг. 5), а сплошной линией - вырезаемый переключателем 21 участок этой кривой. Пиковый детектор 20 фиксирует максимальное значение напряжения Xj равное А в течение времени, равного

длительности строб-импульса . Пунктиром на эпюре Х7о «оторая соответствует выходному напря 1 ению пикового де1ек тора 20, показано изменение его входного напряжения. Резисторы 23 и 24 резнтивного делителя 8 подобраны так, что его выходное напряжение равно вхоаному напряжению, деленному на так,и что уровень логической 1 на выходе X 9 компаратора Q сушествует лишь при выполнении условия ,Х - (1лГЯА1фчг. С). Интервал времени между задними ф.х)нтами BbixonHTiix импульсов Xq и N f,

и ЗГ cooTfMiTcTBveT покомпараторов

лосе частот ui kit, равной полуширине резонансной кривой. После окончания действия сTp(j6-импульса X j, т.е. когца Х принимает значение логической переключатель 21 и ключ 22 закорачивают на корпус вход и соответственно выход пикового детектора, что приводит к eix) разряду и установке в исходное состояние.

Преобразование интервалов времени, соответствуюших резонансным частотам и значениям полуширины резонансных кривых целителей 2 напряжения, в цифровой код производится соответственно первым 12 и вторым 13 преобразо{5ателями интервал времени-код. Источником счетных импульсов для обоих преобразователей генератор 14 импульсов.

Фиг. 6-8 иллюстрируют временные диаграммы преобразования. На фиг. 7 показана обработка только двух первых пар интервалов i, , frti и i-j , Остальные пары i- , it- и т.д. обрабатываются совершенно аналогично в пределах данного цикла качания частоты. Ин-гервалы времени t, , tg и т.ц. измеряютс;я относительно базы времени (задний фронт импульса Xfg ждушего мультивибратора 18, .фиг. 4 и 7). Их измерени основано на подсчете числа периодов счетных импульсов генератора 14, уклацываюшнхся в этих интервалах.

Цифровой код интервалов {.-( ,1:2 и т.ц. формируется за один цикл часто- Т1.1 счетчиком 38, работающим в режиме непрерывного счета. По установочному входу он сбрасывается в начале каждого цикла качания частоты импульсом базы времени g . Коц, сформированный счэтчиком 38, заносится в регистр 30 подачей короткого импульса от жцушего мультивибратора 41 на управляющий вход этого регистра. Запуск мультивибратора 41 происходит по заднему выходного импульса X-5(j компаратора 36 (фиг. 7). Поскольку импульсы не могут быть синхронизированы со счетными импульсами генератора 14 импульсов (резонансные частоты заранее неизвестны), то прямая перезапись кода из счетчика 38 в регистр 39 может оказаться ошибочной, если она происходит тогда, когда переходные процессы очередного переключения в счетчике 38 не окончены. Вероятность сбойной записи приблизительно равна отношению времени установки i 1-.Ц счетчика 38 с к 1гнтервалу BpieMOHii можау тактогилми импу.ялсями и мо- жет реально составить величину поряц- ка 1/1ОО. Для увеличения напежности работы первого преобразователя 12 интервал времени-коа в него ввецен дополнительный ждущий мультивибратор 40 и логический элемент И 42. Процесс блокировки сбойной записи иллюстртруется временной анаграммой (фиг. 8). Ждущий мультивибратор 40 генерирует отрицательный импульс . стробируюший поступление счетных импульсов на информационный вхоа счетчи ха 38 через логический элемент И 42. Длительность импульса X Qпревышает время, необходимое аля перезаписи кода из счетчика 38 в регистр 39, и удовлет воряет соотношению - о « .,гдеТд период, at- длительность счетных импульсов X;j4 генератора 14 импульсов. Длительность положительного импульса Х4А мультивибратора 41 должна быть больше времени установки счетчика t, счПри этих условиях с вероятностью, близкой к вероятности сбойной записи, заблокируется только один счетный импуль Х|(4 дает недосчет единицы младшего разряда счетчика 38 и очень малую погрешность преобразования. На фиг. 8 показан случай частичной блокировки счетного импульса X 4 (импульс а), пунктиром выделена выре- занная часть импульса, поступающая на счетчик 38. Если длительность этого сигнала все же достаточна, чтобы переключить счетчик 38, то в этом случае недосчета единицы младшего разряда не происходит и через интервал времени ирг код счетчика 38 зафиксируе ся в регистре 39. Смена кода на выход ных шинах X регистра 39 показана на фиг. 8. Если же задний фронт импульса X - компаратора 36 попааает в промежуток между счетными импульсами Х го текущий счетный импульс (б) не блокируется, а следующий (в) блокирует ся полностью и при этом коа, записанны в регистр 39, отличается от истинного на единицу младшего разряда (фиг. 8). Формирование кода, соответствующего К1ачениям ширины полосы пропускания резснансных кривых, производится счетчиком 43 второго преобразователя 13 интервал времени-код. При этом производится подсчет числа периодов тактовы импульсов генератора 14 счетных имnyntaCOB, укладывающихся в интервал вре мени между моментами фиксации максимального напряжения А на выходе данно го амплитудного детектора 3 и моментом равенства выходного напряжения этого детектора величине () А. Этот ин- тервал равен времени между задними фронтами импульсов 9 компаратора 9 и импульсов Х компаратора 36. Счетчик 43 обнуляется посредством формирователя 44 импульсов, выходной сигнал которого формируется по переднему фронту строб-импульса X -j-j блока 11 выделения максимума напряжения перед подсчетом очередной порции счетных импульсов. Порция выделяется из непрерывной последовательности, вырабатываемой генератором 14 импульсов с помощью логических элементов НЕ 46 и И 45, которые реализуют лог№ческое выражение 36 где Л -(4 - выходная последовательность импульсов генератора 14; порция импульсов на информ мационном входе счетчика 43 (фиг. 6).. Изменение состояния счетчика 43 условно показано на фиг. 7 (эпюре ). Низкие потенциалы сигнала X о соотвеЬствуют сбросу счетчика 43 в ноль, а высокий потенциал - хранению зафиксированного кода. Формирование кодов, соответствутощих t , ut , i2 2 т.д., оканчивается к моментам времени т, -t ui:. t ... и т.д.. Счетчик 5 номере канала фиксирует свое очередное состояние несколько позже, по заднему фронту строб-импульса . Смена состояний счетчика 5 условно изобрвьжена эпюрой Х5 на фиг. 7. Готовность кодов, сформированных преобразователями 12 и 13 и счетчиком 5 номера канала, фиксируется установкой в 1 триггера 34 блока 11 выделения максимума напряжения. Этот триггер устанавливается в 1 по заднему - фронту стробимпульса и сбрасывается в О на время формирования кодов либо импульсом базы времениX g, либо выходным импульсом X,jc компаратора 25 (фиг. 7), Выход триггера 34 вместе с выходами обоих преобразователей 12 и 13 интервал времени-код и выходами счетчика 5 номера канала объединены в обшую шину и потгключены к входному каналу вычислительного блока 15, причем информация об очередной резонансной кривой зафиксирована на вхоцб этого блока в течение времени Т (фиг. 7).

Йтр ктура и принцип роботы вычислительного блока 15, используемого в прбалагаемом устройстве , хорошо изя естны. Каналы аанных п юиессора 47, запо мянаюшего блока 48, выходной канап

аанных первого интерфейсного блока 40 и бхоаной канал данных второго инте1 фейсного блока 5О объединены в авунаправлвнную общую шину.

Адресные и управляюгдие каналы этих блоков также объецинены общими шинами. Второй интерфейсный блок 50 прецназначен аля обеспечения связи с регистратором 16.

Обработка информации, поступающей на. вхоц вычислительного блока 15, производится им на основе формул, вытека- юших из известного резонансного метода вариации частоты, применяемого аля измерения диэлектрических свойств веиюств.

Таким образом, за оцин цикл качания ;частоты получаются значения С ( It)

(i0... и T.a.,(i,) .,) ... и т.ц., дающие дискретное представление частотных характеристик пиэлектрических свойств вещества. Если эти свойства изменяются во времени, например зависят от температуры вещества, то

измерения при многократно повторяющихся циклах качания частоты позволяют наблюдать динамику изменений их частотных характеристик.

Вычислительный блок последовательно принимает и обрабатывает коды интервалов времени и соответствующие номера каналов (или делителей 2 напряжения) п сигналу готовности триггера 34, а затем выводит полученную информацию через интерфейсный блок 50на регистр 16.

Технико-экономический эффект изобретения связан с повышением точности измерений, малым временем, затрачиваемым на получение данных во многих точках частотного диапазона, и простотой обслуживания устройства, обусловленной его автоматизацией.

В качестве известного устройства принят измеритель добротности типа BM-409G фирмы TESLR, который в комплекте с держателем образцов диэлек риков типа ВР 4090 этой же фирмы используется как измеритгель частотных характеристик диэлектрических свойств вещества, Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является значительно более высокая производительность труда при измерениях диэлектриков в широком диапазоне частот.

фи f

фиё.2

фие.6

. ОЬ8

|-Г -О- /ЛПTL

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ, содержащее свип-генератор, емкостные датчики, поле которых взаимодействует с исследуемым веществом, амплитудные детекторы, вычислительный блок и регистратор, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения частотного диапазона измерения характеристик диэлектрических свойств веществ, в него введены коммутатор каналов, управляемый счетчиком номера канала, формирователь базы времени, дифференциатор, блок выделения максимума напряжения, фиксатор напряжения, резистивный целитель, компаратор, генератор импульсов, первый и второй преобразователи интервала времени в код, причем один выхоц свип-генератора подключен к входу формирователя базы времени, а другой выход свип-генератора подключен к вхоау каждого резонансного делителя напряжения, выходы этих делителей через амплитудные детекторы соединены с информационными входами коммутатора каналов, подключенного управляющими вхоцами к выходам счетчика номера канала, информационный выход коммутатора каналов соединен с информационным вхо цом фиксатора напряжения и через аи4 ференциатор с первым входом блока выделения максимума напряжения, второй вход которого подключен вместе с установочным входом счетчика номера канале и первым входом первого преобразоватв ля интервал времени - код к выходу формирователя базы времени, при этом первый выход блока выделения максимума соединен с информационным входом счетчика номера канала, управляющим (Л входом фиксатора напряжения и первым jBXOuoM второго преобразователя интерс вал времени - код, второй выхоц блока выделения максимума напряжения соединен с вторыми входами первого и BTCpOi го преобразователей интервал времеянкоц, при этом третьи входы этих преобразователей подключены к выходу генераел тора импульсов, четвертый вход второго преобразователя соединен с выходом компаратора, к первому входу которого поцел ел ключен выход резистивного целителя, вход которого соединен с первым выходом фиксатора напряжения, а к второму входу компаратора подключен второй выход фиксатора напряжения, выходы кодов обоих преобразоваггелей интервал временн-код, выходы счетчика номера каналов и третий выход блока выделения максимума напряжения объединены в общую шину, к которой подключен вхоп вычислительного блока, выход которого связан с входом регистратора.