Ячейка для исследования диэлектрических твердых диэлектриков Советский патент 1989 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектрических характеристик твердых электроизоляционных пленочных материалов в диапазоне температур с помощью резонансных или мостовых измерителей емкости.

Цель изобретения - повьааение точности измерения диэлектрических характеристик твердых диэлектриков при одновременном расширении области применения посредством расширения диапазона толщин исследуемых материалов.

На фиг.1 представлена ячейка, общий В1ад; на фиг.2 - манипулятор; на фнг.З - узел крепления.

Нижнее основание 1, соединенное t помоп(ьго теплоизо-1Я11;ионньк стержней 2 с верхним основанием 3, представляет собой корпус ячейки. Неподвижный потенциальный электрод 4 закреплен на нижнем основании 1 через температуростойкую электроизоляционную шайбу 5. Подвижный электрод 6 закреплен на штоке 7 с микрометрическим винтом, который перемещается ручкой с ходовой гайкой 8. Образец 9 закрепляется в эллипсоидальном держателе 10, который состоит из соединенных винта№1 наружной 11 и внутренней 12 обойм. Наружная обойма 11 выполнена в форме эллиптического цилиндра высотой 4 мм, внутренняя обойма 12 - в форме эллиптического цилиндра с фланцем. Наружные размеры фланца равны наружным размерам ной обоймы держателя образца. Во фланце имеются отверстия для винтов.

.eranv Wd

nntacM

оединяющих обоймы. Высота внутреней обоймы 12 до фпанда больше высоы 1 аружной обоймы 11 на толщину обазца. Большая полуось и малая ось нутренней обойдя больше диаметра лектродов на десять толщин их кроок.

Перемещение держателей 10 осуествляется поворотным манипулятором ю 13, представляющим собой закреплен- ьй на втулке U диск 15. Вращение анипулятора производится ручкой 16. В манипуляторе 13 имеются расположенные равномерно по окружности три 15 отверстия в размер держателей образца, Эти. отверстия расположетгы так, XITO про долзкение их малой полуоси проходит через центр вращения манипулятора, а проекция оси элект- 20 родов /4 TI 6 находится на середине большой полуоси держателей 10.

Па верхней поверхности нижнего основания 1 имеется кольцевая проточка глубиной в две толщины образ- 25 ца 9. Ширина этой проточки больше малой оси внутреннего эллипса наружной обо11мы 1 1 и меньпш малой оси на- ружного эллипса наружной обоймы 11. Таким образом, образец 9 не касается ЗО нижнего основания 1, что предохраняет его от механических повреждений. Расстояние от центра ншшего основания до геометрического центра . проточки равно расстоянию от 35 центра -манипулятора до центра отверстия для держателей образцов. Не- , подвижный потенп,иальный электрод 4 расположен ниже плоскости нгоквего основания 1 на толщину образцов, что. 40 обеспечивает прилегание к нему образцов во время их измерения,

Мелсэлектрод.ное расстояние измеряется стандартной индикаторной го- ловкой 17, закрепленной на кронштей- 45 не 18.

Измерение диэлектрической проницаемости образцов пленочных материалов производится следующим образом.

Образцы закрепляются в держателях 50 10, причем в образцах вырезают отверстия диагчетром, большим диаметра электрод.ов на 5 мм, с центром в середине большой полуоси внутреннего

эллипса, Измеряют толщ-ину образцов tg, 55

1

Держатели с образцами помещают в манипулятор 13 ячейки, которая помещается в термостат и подключается

к н

п

к измерителю емкости, и задают нужную температуру измерения.

После установления заданной температуры манипулятор устанавливают так, чтобы отверстие в образце располагалось по центру электродов. Подвижный электрод 6 опускают до упора и выставляют нуль индикаторной головки 17,

Подвижньп электрод поднимается вверх, и образец 9 перемещается манипулятором 13 так, ч тобы середина большой полуоси внутреннего эллипса держателя 10 располагалась по центру электродов, и ручкой с ходовой гайкой 8 устанавливается межэлектродное расстояние, большее толп.ины образца 9. Измеряется емкость ячейки С,,

Без изменения межэлектродного расстояния образец перемегцается так, чтобы отверстие в образце располагалось по центру электродов, и измеряется емкость ячейки С,,

Отсчитывают показания индикаторной головки, соответствующие межэлектродному расстоянию t .

Измерение следующего образца производится аналогично.

Расчет диэлектрической проницаемости производится по формуле

(С,- С а)

+ 1

icTiIclI - MTi

Со -о

где CQ - емкость межд.у электродами, рассчитанная по формуле

с. 0,0693 ,

где D - диаметр электродов,

Выполнение держателей образцов эдшипсоидапьной формы позволяет производить измерения без перемещения подвижного электрода, что повьпиает точность измйрения и позволяет рас- щирить в сторону уменьшения диапазон-толщин исследуемых пленочных материалов .

Формула изобретени

Ячейка для исспадования диэлектрических характеристик твердых диэлектриков, содержащая подвижный и неподв1™ный электроды, заключенные

л

W 13 14 15 Фиг.1

13

9

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектрггчес- ких характеристик твердых электроизоляционных пленочных материалов. Цель изобретергия - повышение точности измерений при од,новреме гном расширении области применения. Устройство содержит корпус, в котором имеется поворотное устройство с тремя проточками для размещения держателей с o6pa3H,ohi, в котором сделан круговой вырез, размещенньп напротив не- подвихкого и полвижног 1 электр1.1дов. Цель изобретения достит тется за счет возможности проведения измерений с материалом и без него, без изменения зазора между электродами датчика. 3 ил. ю

0ife.J