Способ измерения электрических и магнитных характеристик сред Советский патент 1988 года по МПК G01N27/00 

Изобретение может быть использовано для и; мере1шя диэлектрической проницаемости, магнитной проницаемости и электропроводности.

Цель изобретения - расширение области применимости способа за счет увеличения диапазона допустимых изменений физических характеристик испытуемой среды, достигается тем, что проводится измерение амплитуды затухающих колебаний в контуре при ударном возбуждении, благодаря чему расширяется область допустимых значений параметров испытуемой среды.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемьп способ.

Устройство содержит колебательный контур 1, в индуктивном контакте с которым помещена испытуемая среда 2, ключевой каскад на транзисторе 3, детектор 4, регистрирующий прибор.

Способ осуществляют следующим образом.

На базу транзистора 3 импульсного генератора подаются импульсы, отпи- рающце транзистор, и в контуре 1 возбуждаются затухающие колебания.

Посредством постепенного увеличения напряжения питания задают значение амплитуды первого полупериода возбужденных колебаний и, изменяя величину активного сопротивления, шунтирующего виток, от больших значений к меныш1м, регистрируют значение амплитуды второго полупериода возбужденных колебаний. Амплитуду первого полупериода возбужденных колебаний поддерживают постоянной путе увеличения напряжения питания.

Уменьшение величины сопротивления среды ведет к уменьшению амплитуды второго полупериода свободных колебаний, вплоть до полного вьфождения колебаний.

Для измерения диэлектрической проницаемости среды в качестве конденсатора, входящего в контур, используют емкостньй датчик, внутрь которого помещается образец испытуемой среДы.

Амплитуду первого полупериода воз буткденных колебаний поддерживают постоянной.

При увеличении диэлектрической проницаемости меняется коэффициент заполнения промежутка между возбуждающими импульсами, затухающими колебаниями, меняется вклад каждого

полупериода на коэффициент заполнения, так как одно и то же количество высокочастотных колебаний занимает значительно меньший по времени промежуток, чем то же количество низкочастотных колебаний, что в свою очередь сказывается при детектировании колебаний. Так, при малой диэлектри- ческой проницаемости, соответствующей малой емкости датчика, сигн1ал на входе детектора устройства минимальный, при большой диэлектрической проницаемости - максимальньй. г Способ может использоваться для определения магнитной проницаемости среды; суть происходящих при этом явлений аналогична рассмотренной, так как при изменении магнитной прони- 0 цаемости среды период высокочастотных колебаний также меняется, что в свою очередь отражается на коэффициенте заполнения колебаниями промежутка между возбуждающими импульсами, при 5 этом большей магнитной проницаемости среды соответствует более высокий по уровню сигнал на выходе устройства.

Предлагаемый способ может быть 0 использован при определении остаточной намагниченности среды. В этом случае контур ударного возбуждения должен содержать ферритовый сердечник, при этом используется зависи- С| мость магнитной проницаемости сердечника контура ударного возбуждения от напряженности магнитного поля, пронизывающего сердечник. Суть происходящих при этом явлений аналогична 0 изложенной для определения диэлектрической проницаемости сред.

При увеличении напряженности магнитного поля, пронизьшающего сердечник, магнитная проницаемость умень- 5 шается, уменьшается при этом период возбужден ных колебаний и коэффициент заполнения промежутка между возбуждающими импульсами, что ведет к уменьшению напряжения на выходе устройство на.

При осуществлении способа для достижения повьштенной чувствительности при измерении малых значений физических характеристик сред целесообраз- 5J нее поддерживать постоянной амплитуду второго полупериода свободных колебаний, а величину физических характеристик сред определять по амплитуде нечетных полупериодов колебаний.

при этом амплитуду второго полупериода свободных колебаний поддерживают постоянной путем изменения величины напряжения, подводимого к контуру, для возбуждения затухающих колебаний

Формула изобретения

1. Способ измерения электрических и магнитных характеристик сред, заключающийся в том, что образец испытуемой среды помещают внутри индуктивного или емкостного датчика, включенного в колебательньй контур, изме ряют параметры колебаний в колебательном контуре, сравнивают их с эталонными значениями для образцов сред с известными характеристиками и по результатам сраснения судят о величине электрических и магнитных характеристик испытуемой среды, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применимости способа за счет увеличения допустимого диапазона изменения электрических и магнитных характеристик

испытуемой среды, в колебательном контуре возбуждают затухающие колебания, определяют амплитуду первого полупериода затухающих колебаний, устанавливают на заданном уровне путем изменения напряжения, возбуждающего колебательный контур, и измеряют амплитуды четных полупериодов затухающих колебаний.

2. Способ ПО.П.1, отличающийся тем, что измеряют средне- выпрямленное значение четных полупериодов затухающих колебаний.

3. Способ по П.1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, определяют и поддерживают на заданном уровне амплитуду второго полупериода затухающих ,колебаний, измеряют амплитуды нечетных полупериодов затухающих колебаний.

4. Способ поп.З, отличаю- щ и и с я тем, что измеряют средне- выпрямленное значение нечетньгх полупериодов затухающих колебаний.

Изобретение может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости, магнитной проницаемости и электропроводности. Образец испытуемой среды размещают внутри датчика, включенного в колебательный контур. Посредством увеличения напряжения питания задают значение амплитуды (А) первого полупериода возбуясденных колебаний (ВК). Изменяя величину активного сопротивления, шунтирукзщего виток, от больших значений к меньшим, регистрируют значение А второго полупериода ВК. А первого полупериода ВК поддерживают постоянной путем увеличения напряжения питания. Уменьшение величины сопротивления среды ведет к уменьшению А второго полупериода свободных колебаний. Для измерения диэлектрической проницаемости среды в качестве конденсатора колебательного контура используют емкостный датчик. Способ может использоваться до определения магнитной проницаемости среды. При этом большей магнитной проницаемости соответствует более высокий по уровню сигнал на выходе устройства. При определении остаточной намагниченности среды контур ударного возбуждения должен содержать ферритовьй сердечник. В этом случае используется зависимость магнитной проницаемости сердечника контура ударного возбуждения от напряженности магнитного поля, пронизывающего сердечник. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л О9. to to ю а

+ 0

ЛЦЛ7.

1