УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АНИЗОТРОПИИ ПО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ Советский патент 1972 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к области определения диэлектрических свойств материалов, а именно к определению ориентации молекулярных цепей и нх агрегатов в полимерных материалах по их диэлектрической проницаемости. Такие задачи возникают, например, при исследовании прочности ориентированных полимерных материалов, определении внутренних напряжений и пр.

Известно устройство для определения диэлектрической проницаемости накладным конденсатором, которое быть применено для определения диэлектрической проницаемости в различных направлениях осей анизотропии.

Однако, использование известного устройства в целях определения коэффициента анизотропнн по диэлектрической проницаемости, приводит к следующим серьезным недостаткам.

Во-первых, для определения коэффициента анизотропии необходимо сделать два замера в различных направлениях осей анизотропии, для чего необходимо переставить электроды накладного конденсатора, после чего подсчитать отношение обоих замеров и определить результат контроля, что значительно снижает оперативность. Во-вторых, при измерении не учитывается влияние диэлектрической проницаемости в третьем направлении осей анизотропии, перпендикулярном плоскости электродов, и толщины контролируемого материала, что снижает точность измерений.

Предлагаемое устройство свободно от указанных недостатков, т. е. позволяет провести измерение без перестановки электродов и с непосредственным цифровым отсчетом, за счет включения второго измерительного канала, который содержит второй накладной

конденсатор с электродами, сдвинутыми относительно электродов первого накладного конденсатора на угол осей анизотропии, подключенный в контур второго измерительного генератора, выход которого вместе с выходом

второго опорного генератора подключен ко входу второго смесителя, а выход последнего через делитель частоты подключен к управляющему входу цифрового частотомера. На чертеже приведена блок-схема устройства (конструкция измерительного конденсатора, предназначенного для определения коэффициента ортогональной анизотропии по диэлектрической проницаемости).

Измерительный конденсатор, образованный

из заземленного / и высокопотенциальных 2 и 3 электродов включен в контур измерительного генератора 4, а измерительный конденсатор, образованный из того же заземленного электрода 1 и высокопотенциальных электро2 и 5 на 90°, включен в контур измерительного генератора 7. Выход измерительного генератора 4 и выход опорного генератора 5 нодключены ко входу смесителя 9, выход которого в свою очередь подключен к счетному входу цифрового частотомера 10. Выход измерительного генератора 7 и выход опориого генератора // подсоединены ко входу смесителя 12, а выход последнего через делитель частоты 13 .подключен к управляющему входу цифрового частотомера 10.

Устройство работает следующим образом.

Измерительные электроды 1, 2, 3, 6 прикладываются к исследуемому материалу и в нем возбуждается электрическое поле. Причем электроды /-3 создают поле, силовые линии которого замыкаются в плоскости XOZ (ось Z перпендикулярна плоскости электродов и на чертеже не показана), а электроды 1, 5, 6 создают поле, силовые линин которого замыкаются в плоскости YOZ. Таким образом, емкость первого измерительного конденсатора (образованного электродами 1, 3) и соответственно частота измерительного генератора 4 определяются среднегеометрическим значением диэлектрической проницаемости в направлении X и Z (., емкость второго измерительного конденсатора (образованного электродами /, 5, 6) и, соответственно частота измерительного генератора 7 - среднегеометрическим значением диэлектрической проницаемости в направлении г/ и 2 (.). Частота опорных генераторов 8 и 11 постоянна и подобрана выше начальной частоты соответствующего измерительного генератора 4 или 7, т. е. генератора с измерительными электродами находящимися в воздухе, на величину, которая соответствует изменению частоты данного измерительного генератора при изменении контролируемой диэлектрической проницаемости на половину единицы, т. е.

f f /1 i 1 / .

/on, - /01 -IT 7Г 01 )

f f f -I I 1 f .

/ОП2 - /02 -I 1 ;r 02 )

V - /

где foni и /опг-частота соответственно опорного генератора 8 или //. foi и fo2 - начальная частота соответственно измерительного генератора 4 или 7.

и С02-относительные рабочие емкости измерительного генератора 4 или 7.

С учетом того, что отношения рабочей емкости к емкости контура у обоих генераторов равны, после запуска цифрового частотомера 10 с приложенными к исследуемому материалу измерительными электродами 1, 2, 3, 5, 6 код его станет равным:

N n

V

где п коэффициент деления делителя 13.

Следует обратить внимание, что на результат измерений не влияет диэлектрическая проницаемость EZ в направлении, перпендикулярном плоскости электродов. Следовательно, результат измерения не зависит от величины, ее, что в свою очередь, устраняет влияние толщины контролируемого материала, также определяющего значения диэлектрической проницаемости Е. Путем подбора множителя:

А /о:

01 - 1 ПК

10

где k - количество знаков за запятой в единицах отношения диэлектрических проницаемостей Е и Еу,

н снабжением импульсного счетчика цифрового частотомера квадратичной матрицей, результат измерения - код А - дает непосредственный цифровой отсчет в единицах измеряемой величины - коэффициента анизотропии.

Предмет изобретения

Устройство для определения коэффициента

анизотропии по диэлектрической проницаемости, содержащее измерительный генератор, в контур которого включен накладной конденсатор и опорный генератор, выходы которых через смеситель соединены с цифровым

частотомером, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и упрощения измерений, оно снабжено вторым измерительным генератором, в контурах которого включен накладной конденсатор, электроды которого сдвинуты относительно электродов накладного конденсатора первого измерительного генератора на угол осей анизотропии и вторым опорным генератором, причем выходы обоих генераторов связаны с цифровым частотомером через

второй смеситель и делитель частоты.