Устройство для измерения диэлектрической проницаемости Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

00 00

СП

о со

4;

полем в осевую силу растяжения упруго-2о ким полем. Сила взаимодействия направго чувствительного элемента 2 и выполнен в виде цилиндра из исследуемого вещества.

Упругий чувствительный элемент 3 предназначен для преобразования осе- 25 вой силы растяжения в частоту электрических колебаний и представляет собой металлическ ую струну, верхний конец которой жестко закреплен в опоре 3, а концы электрически связаны с зо входами электронного автогенератора 7.

Опора 3 обеспечивает жесткую .конструктивную фиксацию упругого чувствительного элемента.

Постоянный магнит 4 предназначен для создания постоянного магнитного поля, способствующего возбуждению поперечных колебаний упругого чувствительного элемента 2.

Устройство работает следующим образом.

35

40

лена в область максимума напряженности электрического поля и равна

о5„Е

(2)

где - диэлектрическая проницаемость исследуемого вещества, из которого изготовлен образец 1; Sj, - площадь поперечного сечения

образца;

Е - напряженность электрического поля в пространстве между электродами 5; е, - 8, ф/м. Формула (2) справедлива, когда напряженность электрического поля на верхнем конце образца 1 равна нулю, что достигается в устройстве соответствующим расположением электродов 5. Сила F приводит к дополнительному натяжению упругого.чувствительного элемента 2, а следовательно, к увеличению его резонансной частоты поперечных колебаний

Электронный автогенератор колебаний 7 возбуждает и поддерживает непрерывные поперечные колебания упругого чувствительного элемента 2 на его резонансной частоте, которая регистрируется измерителем частоты 8. При подключении электродов 5 к полюсам источника напряжения 6 за счет взаимодействия образца 1 с неоднородным электрическим полем происходит дополнительное натяжение упругого чувствительного элемента 2, в результате чего изменяется частота его собственных колебаний. Это изменение частоты, являющееся функцией диэлектрической проницаемости, фиксируется измерителем частоты 8.

лена в область максимума напряженности электрического поля и равна

о5„Е

(2)

где - диэлектрическая проницаемость исследуемого вещества, из которого изготовлен образец 1; Sj, - площадь поперечного сечения

образца;

Е - напряженность электрического поля в пространстве между электродами 5; е, - 8, ф/м. Формула (2) справедлива, когда напряженность электрического поля на верхнем конце образца 1 равна нулю, что достигается в устройстве соответствующим расположением электродов 5. Сила F приводит к дополнительному натяжению упругого.чувствительного элемента 2, а следовательно, к увеличению его резонансной частоты поперечных колебаний

45

f -

(3)

0

Из соотношений (1) - (3) вытекает вьфаженйе для определения диэлектрической проницаемости образца

S

1 +

41 р

р с р 2 Со Oj, С.

о о (f -f)

(4)

При измерении диэлектрической проницаемости жидкости образец 1 с известной проницаемостью 6, погружают в исследуемую жидкость с проницаемостью 2 Аналогичный расчет приводит к выражению

f.e.41 p S foSoE,

(f f)

(5)

2

Формула изобретения Устройство ДЛЯ измерения диэлектрической проницаемости, содержащее упругий чувствительный элемент, укрепленный верхним концом в опоре, а к нижнему концу чувствительного элемента крепится образец, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и упро

10

щения процесса измерений, в него введены источник напряжения, электроды, автогенератор и измеритель частоты, причем электроды подключены к источнику напряжения, а упругий чувствительный элемент выполнен в виде расположенной в магнитном поле вибрирующей металлической струны, концы, которой соединены с соответствующими входами электронного автогенератора, к выходу которого подключен измеритель частоты.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрофизических характеристик твердых и жидких веществ. Изобретение пЬвьшает точность выполняемых измерений. Исследуемый образец 1, предназначенный для преобразования, силы электрического взаимодействия с неоднородным полем в осевую силу растяжения упругого чувствительного элемента 2, выполнен в виде цилиндра из исследуемого вещества. Элемент 2 предназначен для преобра зования осевой силы растяжения в частоту электрических колебаний и представляет собой металлическую струну, верхний конец которой закреплен в опоре 3, а.оба конца электрически связаны с входами электронного автогенератора 7. Постоянный магнит 4 создает магнитное поле, способствующее возбуждению поперечных колебаний , элемента 2. На чертеже также показаны: электроды 5, источник 6 напряжения, измеритель 8 частоты. Диэлектриг ческая проницаемость исследуемого образца определяется по формуле,приведенной в описании изобретения. 1 ил. . (Л с

+ 0 О8