Емкостный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01N27/22 

00

со сд

о

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть ;использовано в практике контроля и измерений диэлектрических характе- ристик материалов в широком диапазо- I не частот и температур.

Целью изобретения является повышение точности измерений. : На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый преобразователь, разрез на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - электрическая схема включения составляющих емкости возникающей между поверхностями одного из п электродов и низкопотенциальньм элек ; тродом преобразователя. : Преобразователь содержит корпус i 1, выполненный в форме стакана с п I круглыми отверстиями в дне, которое I является низкопотенциальным злектро дом 2, диэлектрическую подложку,, I выполненную с п отверстиями и закреп ленную на внутренней поверхности ; дна корпуса 1 (т.е. электрода 2) так что оси их отверстия совпадают, потенциальные электроды 4, выполненные в форме цилиндрических стержней : одинаковой длины, каждый из которых ; закреплен в отверстии диэлектричес- j кой подложки 3 и проходит с зазором : 1ерез отверстие в электроде 2, при- .чем их торцовые поверхности с одной ;стороны находятся на одном уровне с наружной поверхностью электрода 2,

а с другой припаяны к диску 5. Диск : 5 служит для соединения всех электродов 4 с потенциальным подводом 6 и обеспечивает равномерное распределение потенциала между всем5-1 электро- : дами 4.

На фиг. 3 изображены рабочая емкость 7 конденсатора преобразователя между краями и плоскостями низко- потенциального 2 и потенциальных 4 электродов, емкость 8 конденсатора в зазоре между электродами 2 и 4, емкость 9 конденсатора между краями и плоскими поверхностями электродов 2 и 4 со стороны диэлектрической подложки 3..

Преобразователь работает следую™ щим образом.

Помещают образец исследуемого материала на поверхность электродов 2 и 4 при этом значение емкости 7 увеличивается в количество раз, равное диэлектрической проницаемости образца. По измеренным значениям приращения емкости конденсатора преобразователя и рабочей его емкости, соответствующей , определяют величину диэлектрической проницаемости.

С учетом параллельного соединения емкостей 7,8 и 9 следует, что чувствительность преобразователя тем выше, чем больше значения рабочей емкости конденсатора 7 по сравнению с другими параллельно ей включенными

В данном устройстве требуемое значение рабочей емкости определяет количество п электродов при заданных их диаметре к величине зазора. В сво .очередь, диаметр п-ного электрода определяется минимальной толщиной измеряемых образцов, максимальным значением их диэлектрической проницаемости и верхней рабочей частотой.

Экспериментально установлено, что максимальный диаметр потенциальных электродов должен быть 0,5 мм для измерения образцов с 1-90 и толщиной не более 1-1.,5 мм в диапазоне частот до 100 МГц. При увеличении диаметра электродов до 1 мм при прочих равных условиях толщина образцов должна быть не менее 2-3 мм. Что касается верхней рабочей частоты, то она определяется из условий квази- стационарности электрического поля рабочей емкости, которое легко обеспечивается при малых диаметрах потенциальных электродов (0,3-1 мм) даже при больших значениях диэлектрической проницаемости образцов (1-90)

Увеличение абсолютного значения рабочей емкости посредством увеличения количества электродов не приводит к ограничению основных технических характеристик преобразователя. Увеличивается лишь площадь низкопо- тенциального .электрода, значение которой определяется площадью поверхности образцов В связи с этим представляется возможньм выбор количеств потенциальных электродов, исходя из условий достижения требуемых чувствительности и точности измерений, а их диаметр выбирается из условий предельных значений верхней рабочей частоты и диэлектрической проницаемости образцов.

Экспериментально установлено, что при прочих равных условиях добротность конденсатора предлагаемого устройства не менее чем в три раза больше по сравнению с прототипом. Эт объясняется благоприятными условиями растекания тока испытательного сигнала по поверхности электродов с учетом подвода энергии через общий для всех потенциальных электродов низкопотенциальный электрод.

Формула изобретения

Емкостный преобразователь, содержащий корпус и диэлектрическую.подложку, на которой с одной стороны расположены с зазором потенциальный и низкопотенциальный плоские электро

ды, а потенциальный электрод подвода находится с другой стороны подложки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, потенциальньм электрод подвода выполнен разветвленным на п электродов, низкопотенциальньш электрод и подложка снабжены п отверстиями и в каждом закреплен один из п электродов, что на выходе, из низкопотенциального электрода его плоскость и плоскости среза п электродов расположены на одном уровне.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля диэлектрических свойств материалов. Цель изобретения - повьппение точности излучений. Емкостный преобразователь содержит корпус, диэлектрическую подложку, на которой расположен общий для всех высокопотенциальных злектро- дов низкопотенциальный электрод, в котором, а также в подложке имеются отверстия для размещения с зазором высокопотенциальных электродов. Повышение точности осуществляется за счет уменьшения потерь при запитке датчика от генератора. 3 ил. i О)

Редактор Л.Веселовская

fpus.2

Составитель В,Немцев Техред м.Ходанич

Pu3.f

8

и$.5

Корректор М.Пожо