Стенд для измерения частотных характеристик свойств веществ Советский патент 1984 года по МПК G01R27/26 

подключен выход тактового генератора, соединенный также и с входом двоичного счетчика, выход которого соединен параллельно с входами первого, второго и третьего функциональных преобразователей и с входом блока памяти, информационный выход цифрового куметра подключен к второму входу измерителя интервалов времени через дешифратор, выход сигнала остановки счета цифрового куметра соединен с управляющим входом регистра, выход измерителя интервалов времени подключен к информационному входу регистра, выход которого соединен с вторым входом вычитателя, выход которого через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и четвертый функциональньш преобразователь подключен к информационному входу блока выборки-хранения, а информационный выход и выход сигнала остановки счета цифрового куметра а также выход вычитателя подключены к входам вь1числителя, выход которого соединен с цифровым регистратором.

СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ, содержащий емкостный датчик, катушку индуктивности, катушку -подмагничивания, .размещенную на одном магнитном сердечнике с катушкой индуктивности, умножитель импеданса, состоящий из усилителя с разомкнутой цепью обратной связи и полевого транзистора, стоком подключенного к выходу усилителя, а истоком соединенного с землей, двухполюсник с управляемым отрицательным сопротивлением, блок управляемой емкости,состоящий из последовательно соединенных разделительного конденсатора и варикапа, блок управления, переключатель, ключ, блок памяти, вычислитель, цифровой регистратор и вычитатель, к первому входу которого подключен выход блока памяти, о т л ичающийся тем, что, с целью автоматизации процесса измерений, в стенд введены четыре функциональных преобразователя, тактовый генератор, двоичный счетчик, блок выборки-хранения, дешифратор, измеритель интервалов времени, регистр, цифроаналоговый преобразователь и цифровой куметр с информационным входом, входом запуска, информационным выходом и выходом сигнала остановки счета, причем катушка индуктивности включена в цепь обратной связи умножителя импеданса, один зажим катушки подмагничивания заземлен, а другой зажим катушки- подмагничивания, затвор полевого транзистора и управляющий вход двухполюсника с управляемым отрицательным сопротивлением подключены к выходам первого, второго и третьего функциональных преобразователей соот-, ветственно, вход умножителя импедан(Л са, информационный вход цифрового куметра, первый зажим двухпос люсника с управляемым отрицательным сопротивлением подключены к первому § входу переключателя, на второй вход которого подано постоянное напряжение, второй зажим двухполюсника с управляемым отрицательньгм сопротивлением, анод варикапа и одна из двух обкладок емкостного датчика Зазем4 лены, незаземленная обкладка датчисо ка соединена с выходом переключателя 00 и через ключ и разделительный конденсатор подключена к катоду варикапа и к выходу блока выборки-хранения, первый выход блока управления соединен с управляющим входом переключателя, входом запуска цифрового куметра и первым входом измерителя интервалов врембни, второй выход блока управления соединен с управляюищм входом ключа и управляющим входом блока выборки-хранения,, при этом к входу блока управления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частотных- характеристик диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектригческих потерь с целью неразрушающего контроля различных материалов и изделий.

Известен стенд для измерения частотных характеристик диэлектрическ -пс свойств веществ, содержащий, свип-генератор, емкостные делители напряжения, вектормерные фазометры, фазовращатели, вычислительные блоки и панорамные регистрирующие приборы. Свип-генератор подключен к двум делителям, состоящим из симметрично смонтированных друг к другу и по отношению к входным цепям емкостных датчиков и добавочных конденсаторов, а выходы датчиков, в поле одного из которых помещается исследуемое вещество, соединены с входами вычислительных блоков, выходы которых подключены к панорамным регистрирующим приборам. Скорость свипирования и быстродействие регистрирующих приборов согласованы. В процессе измерения амплитуда и фаза напряжения на обкладке, датчика, в который помещено исследуемое вещество, изменяется в зависимости от частотных характеристик дизлектрических CBovlCTB вещества, а амплитуда и фаза напряжения на обкладке другого датчика, не взаимодействующего с

веществом, остаются неизменными ввиду постоянства параметров делителя, в который он входит, в. достаточно широком диапазоне частот. По частотным характеристикам ц. и tg6 расчетным путем могут быть определены частотные характеристики диэлектрических параметров вещества tll .

Однако поскольку в устройстве не предусмотрено никаких аппаратурных средств дискретизации аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, то в нем возможно применение лишь аналоговых вектормерньгх фазометров, которые не обеспечивают достаточную для практики точность и чувствительность измерений tgtf на частотах выше 10-15 МГц, так как не может быть обеспечена полная идентичность фазочастотных и амплитудночастотных характеристик входных цепей приборов, подключаемых к выходам рабочего и эталонного делителей напряжения,

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения диэлектрических характеристик веществ, содержащее емкостную измерительную ячейку и градуированный измерительный конденсатор, связанные через переключатель с измерительным контуром, состоящим из катушки индуктивности и вспомогательного конденсатора переменной емкости, питающий ге нератор амплитудный детектор и блок, управляющий настройкой измери3тельного контура в резонанс,, блок вычисления отношения двух напряжений последовательно соединенные ключ, блок памяти и вычитатель. Увеличени точности измерений при одновременной линеаризации выходной характеристики по измеряемой резистивной проводимости достигается тем, что первые входы вычитателя и блока вычисления отношения двух напряжений соединены с выходом амплитудного де тектора и через ключ с входом блока памяти, выход которого соединен с вторым входом вычитателя, а выход jвычитателя соединен с вторым входом j блока вычисления отношения двух напряжений, причем управляющие вход переключателя и ключа связаны с вых дом блока, управляющего настройкой измерительного контура в резонанс. Контур настраивается в резонанс при подключенном к измерительной ячейке вспомогательном конденсаторе, но при отключенном градуированном (эта лонном) конденсаторе, заменяющем емкость измерительной ячейки. Измерительная цепь питается генератором синусоидального напряжения. Определ ние диэлектрических характеристик в щества, заполняющего измерительную |ячейку, производится путем сравнения напряжений на выходе амплитудного детектора при подключенной ячейке и при подключенном градуированном конденсаторе. При подключении к контуру градуированного измерительного конденсатора напряжение UQ на выходе детектора запоминается блоком памяти. Это напряжение равно амплиту де колебаний в контуре при отсутствии потерь. При подключенной измерительной ячейке это напряжение равно соответственно U . Вычитатель производит операцию UoU , а блок вьгаисления отношения двух напряжений операцию (Up-и,)/1) V , что при коэффициенте усиления этого блока, раъном собственной добротности контура Q Q позволяет фиксировать на его выходе напряжение, численно равное измеряемой проводимости .вещества, эквивалентной потерям в диэлектрике 2 . Однако в известном устройстве отсчет значений диэлектрической проницаемости измеряемого вещества воз можен лишь визуально по шкале градуированного конденсатора, а это явл 14 ется источником субъективных погрешностей и усложняет обработку информадии. Кроме того, механическая настройка вспомогательного и градуированного конденсаторов неточна, а поскольку напряжения Ug и Uj. - суть амплитуды колебаний в резонансе, то эта настройка вносит значительную погрешность в результат измерения потерь вещества, особенно при измерениях слабопотерных веществ, так как -в этом случае в устройство производится вычитание двух близких по величине напряжений (()- Изменение частоты измерения требует замены катушки индуктивности контура и перестройки питающего генератора, что делает затруднительным измерение частотных зависимостей свойств веществ и сужает функциональные возможности устройства. Целью изобретения является расширение частотного диапазона R уветшчение точности измерения. Цель достигается тем, что в стенд для измерения частотных характеристик свойств веществ, содержащий емкостный датчик, катушку индуктивности, катушку подмагничивания, размещенную на одном магнитном сердечнике с катушкой индуктивности, умножитель иьшеданса, состоящий из усилителя с разомкнутой цепью обратной связи и полевого транзистора, стоком подключенного к выходу усилителя, а истоком соединенного с землей, двухполюсник с управляемым отрицательным сопротивлением, блок управляемой емкости, состоящий из последовательно соединенных разделительного конденсатора и варикапа, блок управления, переключатель, ключ, блок памяти, вычислитель, цифровой регистратор и вычитатель, к- первому входу которого подключен выход блока памяти, введены четыре функциональных преобразователя, тактовых генератор, двоичный счетчик, блок выборки-хранения, дешифратор, измеритель интервалов времени, регистр, цифроаналоговый преобразователь и цифровой куметр с информационным входом, входом запуска, информационным выходом и выходом сигна:ла остановки счета, причем катушка индуктивности включена в цепь обратной связи умножителя импеданса, один зажим катушки подмагничивания заземлен, а другой зажим катушки подмагничивания,затвор полевого транзистора и управляющий вход двухполюсника с управляемым отрицательным сопротивлением подключены к выходам первого, второго и трет его функщюнальньпс преобразователей соответственно, вход умножителя импеданса, информационньй вход цифрового куметра, первьй зажим двухполюсника с управляемым отрицательным сопротивлением подключены к первому входу переключателя,на второй вход которого подано постоянное напряжение, второй зажим двухполюсника с управляемым отрицательным сопротивлением, анод варикапа и одна из двух обкладок емкостного датчика заземлены, незаземленная обкладка датчика соединена с выходом пер ключателя и через ключ и разделительный конденсатор подключена к катоду варикапа и к выходу блока выборки-хранения, первьй выход блока управления соединен с управляющим входом переключателя, входом запуска цифрового куметра и первым входом измерителя интервалов времени, второй выход блока управления соединен с управляющим входом ключа и управляющим входом блока выборки-хранения, при этом к входу блока управления подключен выход тактового ген ратора, соединенный также и с входом двоичного счетчика, выход которого соединен параллельно с входами.первого, второго, и третьего функциональных: преобразователей и с входом блока памяти, информационный выход цифрбвого куметра подключен, к второму входу измерителя интервалов времени через дешифратор, выход сиг нала остановки счета цифрового куметра соединен с управляющим входом регистра, выход измерителя интервало времени подключен к информационному входу регистра, выход которого соеди нен с вторым входом вычитателя,выход которого через последовательно соеди ненные цифроаналоговый преобразоватсль и четвертый функциональньй пре образователь подключен к информацион ному входу блока выборки-хранения, а информационный выход и выход сигнала останоаки счета цифрового куметра,а Также выход вычитателя подключены к входам вычислителя, выход которого соединен с цифровым регистратором. 1 1 . На фиг,1 представлена схема стён да; на фиг. 2 -. временные диаграммы, поясняющие его работу. Стенд содержит катушку 1 индуктивности, умножитель 2 импеданса, состоящий из усилителя 3 с разомкнутой петлей обратной связи и полевого транзистора 4, катушку 5 подмагничивания, двухполюсник 6 с регулируемым отрицательным активным с.опротивлени-i ем, блок 7 управляемой емкости, пере-, ключатель 8, емкостный датчик 9, ключ 10, разделительный кянденсатор 11, варикап 12, первый 13, второй 14 и третий 15 функциональные преобразователи, тактовый генератор 16, блок 17 управления, двоичньш счетчик 18, блок 19 выборки-хранения, четвертый функциональный преобразователь 20, цифроаналоговьй преобразователь 21, блок 22 памяти, цифровой куметр 23, вычитатель 24, дешифратор 25, измеритель 26 интервалов времени, регистр 27, вычислитель 28 и цифровой регистратор 29. Цифровой куметр 23 содержит формирователь 30 импульсов, ключ 31 с раздельным управлением замыканием и размыканием, счетчик 32 импульсов, выпрямитель 33j фильтр 34 нижних частот и компаратор 35. Катушка 1 индуктивности замыкает цепь разомкнутой обратной связи усилителя 3 умножителя 2 импеданса так, что входная цепь усилителя 3 вместе с емкостным датчиком 9 образует параллельньй колебательньп -контур. Конструктивно катушка 1 Индуктивности размещена на общем с катушкой 5 подмагничивании магнитном сердечнике. Параллельно к этому колебательному контуру подключены также двухполюсник 6 с регулируемым отрицательным активным сопротивлением. Параллельно емкостному датчику 9 посредством ключа 10 подключается варикап 12. К незаземленной общей точке колебательного контура подключен также информационньй вход цифрового куметра 23. Емкостньй датчик 9 подключается либо параллельно катушке 1 индуктивности, либо к источнику постоянного напряжения ( UQ) посредством переключателя 8. Затвор полевого транзистора 4 и управляющий -вход двухполюсника 6 подключены к выходам первого 13 и третьего 15 функциональных преобразователей, а незаэемленный зажим катушки подмагничивания соединен с выходом второго функционального преобразователя 14, Входы первого, второго и третдзбго функциональных преобразователей 13-15,а также вход блока 22 памяти подключены к выходу двоичного счетчика 18. Выход блока 22 памяти соединен с первым, а регистр 27 - с вторым входом вычитателя 24, выход которого подключен через последовательно соединенные цифроаналоговьй преобразователь 21, четвертый функциональньй преобразователь 20 и блок 19 выборки-хранения к катоду варикапа 12. Тактовый генератор 16 подключен к входу блока 17 управления и входу двоичного счетчика 18. Информационньй вход цифрового куметра 23 соединен через формирователь 30 и ключ 31 с информационным входом счетчика 32 импульсов, а также через выпрямитель 33, фильтр 34 нижних частот и компаратор 35 - с первым управляющим входом ключа 31. На второй вход компаратора 35 подается постоянное напряжение, при этом выход компаратора 35, являющийся одновременно выходом сигнала остановки счета цифрового куметра 23, соединен с управляющим входом регистра 27. Выход счетчика 32 импульсов, являющийся одновременно информационным выходом цифрового куметра 23, соединен через дешифратор 25 с вторым входом измерителя 26 интервалов времени, выход которого подключен к информационному входу регистра 27. Второй управляющий вход ключа 31 с раздельным управлением замыканием и размыканием и установочный вход счетчика 32 импульсов объединены и образуют вход запуска цифрового куметра 23. Первый выход блока 17 соединен с управляющим входом переключателя 8, входом запуска цифрового куметра и с первым входом измерител 26 интервалов времени. Второй выход блока 17 управления соединен с упраляющими входами ключа 10 и блока 19 выборки-хранения. Информационный выход куметра 23 и его выход сигнала остановки счета, а также выход вычитателя 24 подключены к входам вычислителя 28, выход которого соеднен с цифровым регистратором 29.

Стенд работает следующим образом.

Измерение частотных характеристик свойств веп(еств, таких как относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь tg сГ , производится посредством определения их значений на сетке фиксированных частот

О - {) ) N-l

заданного

диапазона частот F При этом частотная характеристика представляется набором значений t (f), (f ),.. ., t(f ) i(f N-1) j a частотная характеристика tgrf - набором

значений tgcf (f), tg cf (f, ),..., tgrf (),.. . ,tg(f (f на указанной сетке частот. Количество частот в сетке и их конкретные значения выбираются при проектировании конкретного стенда, что сводится лишь к записи в блок 22 памяти определенного массива значений частот (периодов) и настройке первого, второго и третьего функциональных преобразователей

13-15 на соответствующие режимы преобразования, сообразно выбранной сетке частот. Измерение значений (f) и tg f (f ) на какой либо частоте f производится посредством определения параметров параллельного колебательного контура, образованного входной цепью усилителя 3 умножителя 2 импедансОБ, двухполюсником 6 с отрицатеЛьным активным сопротивлением, емкостным датчиком 9 и последовательно соединенными разделительным конденсатором 11 и варикапом 12 до и после внесения измеряемого вещества в емкостной

датчик 9. При этом определение яча-чения tg rf (f) производится по значениям добротностей Q(f) и Q (f) этого колебательного контура до и после внесения вещества

соответственно, а определение (f,) производится по изменению емкости варикапа 12, необходимой для компенсации смещения i-ой частоты, вызванного, внесением исследуемого

вещества в емкостной датчик 9. Переход с одной частоты измерения на другую осуществляется посредством изменения величины имитированной индуктивности, получаемой на

входных зажимах усилителя 3 умножителя 2 импедансов, Входное сопротивление умножителя импедансов, т.е. входное сопротивление 2. , уел9лителя 3, цепь обратной связи которого замкнута импедансом .)авно

--1()

бх

I-KU

где .L - индуктивность катушки 1

индуктивности j KH коэффициент усиления

усилителя 3 по напряжению.

Изменение величины К и практически осуществляется путем изменения активной нагрузки усилителя 3, в качестве которой использовано сопротивление канала полевого транзистора 4, величина сопротивления канала определяется выходным напряжением первого функционального преобразователя 13, которое прикладывается мезкду затвором и истоком полевого тр анзистора 4 . Изменение

iiu

-) раз неиндуктивности в (1 +

Ч--Ки

(достаточно для прекрытия широкого диапазона частот, поэтому для расширения этого диапазона катушка 1 индуктивности размещена на общем магнитном сердечнике с катушкой 5 подмагничивания, которая предназначена для изменения магнитной индукции сердечника и величины индуктивности L , Принцип управления индуктивностью основной катушки с помощью дополнительной катушки подмагничивания широко применяется в свип-генераторах. Ток, текущий через катушку 5 подмагничивания, определяется вторым функциональным преобразователем 14. В процессе перестройки имитированной индуктивности ее добротность изменяется. С целью компенсации этих изменений, ухудшающих точность измерений, 9 стенд введен корректирующий узел двухполюсник 6 с регулируемым отрицательным активным сопротивлением, величина которого управляется напряжением подаваемым с выхода третьего функционального преобразователя. 15. Отрицательное сопротивление двухполюсника 6 выбирается достаточно большим, чтобы обеспечить неполную компенсацию суммарных потерь параллельного колебательного контура во всем рабочем диапазоне

где G - активная составляющая проводимости входной цепи цифрового куметра 23J

.активная составляющая про0 водимости входной цепи усилителя 3, т.е. проводимость потерь в параллельной эквивалентной схеме имитированной индуктивности; Gijj- отрицательная проводимость

двухполюсника 6; проводимость в параллельной эквивалентной схеме пустого .емкостного датчика 9,; 0 активная составляющая проводимости, вносимой варикапом и вьсходной цепью блока 19 выборки-хранения. Принцип работы цифрового куметра 5 23 основан на постоянстве логарифмического декремента затухания амплитуд и периода колебаний колебательного контура. Перед измерением добротности емкостньй датчик 9 посредством переключателя 8 заряжается до потенциала, равного UQ . До запуска ключ 31 с раздельным управлением замыканием и размыканием разомкнут, и счетчик 32 импульсов сброшен в исходное состояние. В момент запуска переключателем 8 емкостный iдатчик 9 подключается к имитированной индуктивности и ключ 31 замыкается. Затухающие колебания напряжения на контуре с частотой fд подаются через формирователь 30 импульсов на счетчик 32 импульсов и одновременно на выпрямитель 33 и фильтр 34 нижних частот для вьщеления огибающей напряжения, которая подается на первый вход компаратора 35, на второй вход которого подано постоянное напряжение равное iJo/t момент снижения огибающей до уровня Uo / 5, срабатьшает компаратор, который замьшает ключ 31. При этом число импульсов, подсчитанных счетчиком 32, численно равно добротности колебательного контура.

Весь процесс измерения частотной характеристики вещества разбит на N двухтактных щислов, каждьм из которых соответствует одной из сеток часТОТ

О -iN11114981 частот. Сопротивление суммарных потерь R равно г- /(GQ QL-GR GC + UV) Собственная частотная характерис тика добротности Q(f) колебательног контура, т.е. набор значений Q(fo), Q(f },,,, ,Q(fi- ),. .. ,Q(f N ), опреде ляется для конкретного емкостного датчика 9 путем проведения измерений на самом стенде при пуске его в работу. При необходимости измерен Q(f) может выполняться каждый раз перед измерением конкретного вещест ва. Тактирование всего стенда осуществляется .тактовым генератором 16 выходные импульсы которого показаны на временной диаграмме V.g (фиг.2) Длительность цикла обработки 1-ой точки частотного диапазона F равна двум периодам импульсной последовательности тактового генератора 16, что соответствует времени фиксации i-ro состояния двоичного счетчика 1 (диаграмма фиг.2). Двоичный счетчик 18 генерирует насвоем выходе последовательность кодов, соот ветствующих десятичным номерам сетки частот от О до N-1. Кодовые комбинации, поступаюпще с выхода двоич ного счетчика 18 на входы первого, второго и третьего функциональных преобразователей 13-15, порождают на их выходах напряжения, управляющие установкой значения.имитированной индуктивности, соответствующей частоте f, и значения добротности колебательного контура Q(f;,) не меньшей, чем Qg. Функциональное преобразование требуется потому,что законы управления резонансной частотой контурд, совпадающей с f и его добротностью Q(f;j), нелинейны относительно частоты. Первый,второй и третий функциональные преобразователи 13-15 являются преобразовате лями типа код-аналог и строятся последовательным соединением постоя ного запоминающего устройства (ПЗУ) и цифроаналогового преобразователя (ЦАП). При этом адрес ПЗУ определяе ся двоичным счетчиком 18, а само сл во является кодом управляющего напряжения. Переход на другую сетку частот связан в этом случае только с перепрограммированием ПЗУ. Код двоичного счетчика 18 поступает также на адресньй вход блока 22 памяти, на выходе которого формируетс код периода, соответствующий частот данного номера i. При-переходе на другую сетку частот содержимое ячеек блока 22 памяти должно быть тоже изменено. После заполнения емкрстнего датчика веществом стенд запускается. В начале первого тактй каждого цикла блок управления вырабатывает на своем первом вьпходе импульс V (диаграмма V фиг.2), который обнуляет счетчик 32 импуль- . сов и замыкает ключ 31 цифрового куметра 23, а также перебрасывает переключатель 8, в исходном состоянии всегда соединяющий емкостной датчик 9 с источником постоянного напряжения ( UQ/.Переключатель 8 и ключ 31 срабатывают с наибольшей задержкой относительно срабатывай я счетчика 32 импульсов. Посл.е окончания импульса поступающего на вход запуска цифрового куметра 23, начинается затухающий колебательный процесс в колебательном контуре и подсчет значения добротности на частоте f отличной от требуемой частоты f . Различие частот и f связано с увеличением емкости емкостного датчика, заполненного вещестёом. Поэтому значения добротности, полученные в первом такте каждого цикла, не используются, а сами первые такты используются только для одновременного определения частоты с целью возврата колебательного контура на заданную частоту . Вместо измерения частоты колебаний в стенде используется измерение периода этих колебаний, что производится с помощью дешифратора 25, измерителя 26 интервалов времени и регистра 27. Определение периода основано на измерении интервала времени,который равен целому числу затухающих колебаний контура, причем это число выбрано равным целой степени m двойки. Интервал времени отсчитывается от заданного фронта импульса запуска V.j получаемого на первом выходе блока 17 управления, до момента окончания 2 -го импульса, подсчитанного счетчиком 32 импульсов цифрового куметра 23. Измерение периода иллюстрируется диаграммами ,Vд (фиг.2). Огибающая наVV Vj, на емкостном датчике 9 пряжения Vпоказана на диаграмме Vg. Через время Т с момента запуска цифрового куметра 23 счетчиком 32 импульсов подсчитывается 2 импульсов,причем значение m выбирается так, чтобы Т, при любых возможных значениях добротности быпо меньше, чем время, 131 необходимое для подсчета этой добротности, т.е. должно всегда вьшолИ1 няться соотношение 2 Q,,. где Qmitii наименьшее допустимое значение добротности колебательного конт ра. После подсчета импульса дешифратор 25 на своем выходе вырабатывает импульс V,jj- , поступающий на второй вход измерителя 26 интервалов времени. Код интервала, сформированньш измерителем 26 интервалов времени, заносится в регистр 27. Поскольку период равен отношению измеренного интервала к числу импульсов,а оно равно 2 то код периода получается простым сдвигом содержимого регистра 27 на m разрядов вправо. Эта операция производится- подачей на управляющий вход регистра 27 импульса остановки счета VTJ- получаемого с выхода ком паратора 35 (диаграмма , фиг.2). Смена состояний регистра 27 показан на диаграмме Vj (фиг.2), причем код периода хранится в регистре неизменньм в течение времени Т„ . Из кода периода, соответствующего частоте fj вычич-ателем 24 вычитается код периода, соответствующий частоте ,который поступает с выхода блока 22 памяти. Исходя из раз ности периодов производится компенсация изменения емкости датчика 9, вызванного внесением в него вещества. Это производится во втором такте каждого i-ro цикла. Процесс измерения добротности и периода затухающих колебаний происходит аналоу гично первому циклу - интервалу Т соответствует Т,-, а интервалу Т Т, (фиг.2) с той лишь разницей, что во втором такте с помощью ключа 10 параллельно емкостному датчику 9 подключается варикап 12. Разделительный конденсатор 11 применяется для развязки цепи управления варикапом 12 и колебательного контура по постоянному току. Во втором такте с нал , снимаемый с второго выхода блока 17 управления, замыкает ключ 10 и настраивает блок 19 выборки-хр нения на запоминание напряженш управления варикапом 12, получаемого путем преобразования кода разности периодов посредством ПАП 21 и четвертого функционального преобразователя 20. Управляющее напряжение на варикапе 12 поддерживается бло1ком 19 выборки-хранения в течение второго такта каждого цикла. Поскольку разность Д f резонанс, I ных частот 2 jfTLTcTuCf где С - емкость пустого емкостного датчика; йС - приращение емкости датчика 9, вызванное внесением в него вещества, то отсюда находят связь между разностью периодов колебаний . соответствующей разности частот U f и величиной ДС 1 T;4Ti- uTi) где Т р- - период, соответствующий i-ой частоте сетки, известен заранее. Так как зависимость емкости варикапа 1 2 от управляющего напряжения также известна (определяется экспериментально) , по любой частоте f четвертый функциональный преобразователь 20 сопоставляет соответствующее управляющее напряжение , которое уменьшает емкость варикапа на величину лС, что возвращает резонансной частоте контура с заполненным емкостньпу датчиком 9 значение, равное . Во втором такте i-ro цикла цифровой куметр 23 измеряет, таким образом, значение Q(), равное добротности колебательного контура на частоте этому значению, а также по известному заранее значению Q(fvj), тангенс угла диэлектрических потерь определяется по фор tad(f- : -lUfT) Q(f) а диэлектрическая проницаемость 6 - по формуле 8U,)..l.. I ( , Подсчет величин Q () и Q () продолжается в течение интервалов времени Т, и Т, соответственно, а значения этих величин в счетчике 32 импульсов сохраняются неизменньми в течение интервалов времени Т., и Ту соответственно (диаграмма V фиг.2). / На интервале времени Ту каждого 1-го цикла фиксируется также код на выходе вычитателя 24, соответствующий смещению i-ой резонансной 15 частоты контура. Синхронизация ввода данных, необходимых для вычисления tgcTCf) и (f), в вычисли тель 28 осуществляется по заднему фронту,импульса подаваемого на вход вычислителя с выхода сигнал остановки счета цифрового куметра 23 (фиг.2). Выходной код ЛТ вычитателя 24, а также храняющиеся в памяти вычиелители 28 коды и С используются для вычисления дС с последующим вычислением C(f), а вводимый с информационного выхода куметра 23 код Q(f) вместе с хранящимся в памяти вычислителя 28 ко дом Q(f) - для вычисления tg(f (f ) Полученные значения диэлектрических свойств вещества, соответствующие сетке частот fg ,f , . . . ,f (J. , , вьшодятся на регистратор 29. Положит ел ьньп- эффект предлагаемого устройства достигается тем что электронная перестройка колебательного контура на сетке частот fg,f, ...,f( позволяет автоматизировать весь процесс измерений, а также дискретизировать измеряемые величины, что повышает точность вычисления свойств веществ. Введение цифрового куметра в стенд дает возможность одновременно измерять добротность и резонансную частоту колебательного контура, содержащего емкостный датчик, что1дает возможность компенсировать смещение резонансной частоты, обусловленное внесением вещества, и реализовать в стенде известный и точный метод вариации емкости, которьш широко применяется для измерения диэлектрических свойств веществ.