Устройство для измерения удельного сопротивления Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

11

Изобретение относится к технике измерений физических свойств материалов, конкретно к измерениям удельного сопротивления немагнитных веществ, и может быть использовано для определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и электролитов, а также дпя контроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения за счет получения прямого цифрового отсчета.

Известно, что если цилиндрический образец помещается внутрь одной из катушек взаимной индуктивности дифференциального датчика, а по перви ным обмоткам катушек пропускают переменный ток, то во вторичных обмотках возникают ЭДС. Благодаря встречному включению двух одинаковых катушек выходное напряжение датчика без образца равно нулю. Вихревые токи в образце создают дополнительное магнитное поле, которое изменяет ЭДС во вторичной обмотке. Удельное сопротивление образца рассчитывают по формуле

i72.(,

pcjf С/ f/soii q 1

.где р - удельное сопротивление об

разца, мкОм см; d диаметр образца, см; .- частота тока в первичных

обмотках, кГц;

Ч фазовый сдвиг между током в первичных обмотках и выходным напряжением датчика;оС - рассчитанная численно и

табулированная функция неличин tgV.

Расчет удельного сопротивления проводят по формуле (1), измеряя фазовый угол Ч с помощью фазометра.

Отличительные признаки предложенного устройства обеспечивают наличие напряжений, одно из которых служит для питания первичных обмоток датчика, а второе - для компенсации выходного напряжения датчика, при этом фазовый сдвиг между этими напряжениями устанавливается заранее таким, чтобы выполнялось соотношение

tg4 (2)

Компенсация выходного напряжения датчика при измерениях удельного

442

сопротивления достигается изменением частоты генератора и величины компенсирующего напряжения. При достижении компенсации на основании формулы С 1 ) и (. 2 ) получаем

Р f ,(3)

т.е. частота генератора численно равна (пропорциональна )величине удельного сопротивления образца.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор высокой частоты (постоянной), генератор высокой частоты ( регулируемой ) 2, смеситель 3 и 4, фазовращатель 5, усилитель низкой частоты 6, дифференциальный датчик удельного сопротивления 7, электронный осциллограф 8, потенциометр 9, цифровой частотомер 10. Генераторы высокой частоты 1 и 2 подключены к смесителям 3 и 4, причем напряжение от генератора постоянной частоты 1 поступает на смеситель 4 через фазовращатель 5. Напряжение разностной частоты от смесителя 3 усиливается усилителем 6, к выходу которого присоединены первичные обмотки дифференциального датчика 7. Вторичные

обмотки датчика 7 подключены к У-входу осциллографа 8. С помощью смесителя 4 создаётся напряжение для компенсации выходного напряжения датчика 7. Напряжение от смесителя 4

подается на X-вход осциллографа 8 и на потенциометр 9, к которому подключена вторичная обмотка датчика 7. Частота тока в первичных обмотках датчика 7 измеряется цифровым частотомером 10.

Устройство работает следующим образом.

Фазовый сдвиг в фазовращателе 5 устанавливают таким, чтобы выполня- лось соотношение (2 1. Так как об является однозначной функцией величи.ны tgV, по известному диаметру образца всегда можно рассчитать необходимьш фазовый сдвиг, а фазовраща- тель 5 может быть проградуирован непосредственно в значениях диаметра образца. Так как фазовращатель 5 включен в цепь генератора постоянной частоты 1, получаемый фазовый

сдвиг не зависит от значения- разностной частоты, используемой для питания датчика. Таким образом, на выходе смесителя 4 создается напря311733444

жение, сдвинутое относительно токарегулировкой частоты генератора 2,

в первичных обмотках датчика на .и изменением величины компенсируюугол Ч , определяемый соотношениемщего напряжения с помощью потенциоCl )независимо от частоты тока. Этометра 9. напряжение используется дпя компен- j

сации выходного напряжения датчика Из формулы (З Гвиднр, что компен7 с помощью потенциометра 9. Послесация может быть достигнута лишь

помещения образца в pa6o4jno катушкупри частоте тока в датчике, которая

датчика компенсация выходного на-численно равна величине удельного

пряжения датчика достигается изме- . юсопротивления образца. Эта частота

нением частоты тока в датчике, т.е.измеряется цифровым частотомером 10,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО. СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее генераторы постоянной и регулируемой ЧИСТОТЫ, смеситель, потенциометр, клеммы для ,подключения дифференциального вихретокового датчика и ос циллограф, отличающееся . тем, что, с целью упрощения процесса измерения, в него введены дополнительный смеситель, регулируемый фазовращатель, усилитель низкой частоты и цифровой частотомер, причем один вход дополнительно-го смесителя соединен через регулируемый фазовращатель с одним выходом генератора постоянной частоты, а-другой вход - с одним выходом генератора регулируемой частоты, вторичная обмотка дифференциального датчика соедине- на с подвижным контактом потенциометра, один из выводов которого соединен с входом осциллографа и выходом дополнительного смесителя, а . с € частотомер через усилитель низкой частоты соединен с выходом смеси(Л .теля, причем другие выходы обоих с генераторов соединены с входами смесителя. &9 00 4 4