Измеритель диэлектрических характеристик Советский патент 1977 года по МПК G01R27/26 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к технике изкте- рения параметров диэлектриков. Известны измерители активной проводимости диэлектрика, работакшдие по методу генератора с шунтирующим диодом fl. Однако такие устройства обладают низкой точностью. Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству являе1 ся измеритель диэлектрических характеристик, имеющий LC - генератор, колебательный контур которого шунтирован электровакуумным диодом, причем выходной сигна генератора подается на блок сравнения частот, туда же подаются колебания вспомогательного генератора, а к выходу блока сравнения частот подключен индикатор совпадения частот 2J. Процесс измерения диэлектрических характеристик с помошью этого устройства сводится к следующему. Устанавливают одинаковые значения частот основного и вспомогательного генераторов, затем подключают параллельно колебательному контуру генератора с шунтируюшим диодом исследуемый образец. При этом частота генерирования уменьшается, поэтому восстанавливают с помошью градуированного конденсатора переменной емкости контура прежнюю частоту генерации. По изменению тока через диод определяют активную про- водимость образца. Отсчет емкости образца производят по шкале градуированного конденсатора. Процесс исследования частотных характеристик диэлектриков с помошью такого устройства занимает время порядка полутора-двух часов. Поэтому наблюдается плохая повторяекгость результатов при измерении характеристик веществ, параметры которых непостоянны по времени. Целью предложенного изобретения яьляется автоматизация измерений диэлектрических характеристик. Для этого в устройство, содержа11:ее генератор с шунтирующим диодом и вс11эм: гательный генератор, выхоаы которьх П(.1Д- кльочены ко входам блока сравнения частот, введены блок формироватгия си {хрои,,са, связанный с генераторо и с шунтируюилк.) диодом, запомлкаю1Ш:е устройстпо и yiii,iii-

аемая лищш за;и,1-11жки .ьсов, .м ход запом:-г:1аЮ1:;егО усгпэйсгва соединен выходом схемь; сравиенпй частот, а его выход - с усправляюшим входом управляеой аинии задержки импульсов, tsxoa которой j одключен к вь;ходу б.лока формироиаиия инхроимпульсо{5, а выход - к запускаюи.им входам обоих гхэнерйторов. Кроме этого в контур генератора с шунтирующим диодом веден динамический конденсатор, располо- ю енный на валу двигателя и связанный с локом формирования синхроимпульса, i

На чертеже представлена ф 1 К1Шональная хема измерителя диэлектрических характеристик.5

Измеритель диэлектрических характеристик содержит генератор 1, представляющий собой усилитель 2, охваченный положительной обратной связью 3 и нагруженный на колебател1Л1ый контур 4, измерительную 29 ячейку .5, представляющую собой цилиндрический конденсатор, заполненнь й исследуемым образцом; шунтирующий электровакуумный диод 6, вспомогательный генератор 7, блок сравнения частот 8, запоминающее25

устройство 9, линию задержки импульсов 10, формирователь синхроимпульсов 11 и двигатель 12. Линия задержкиЮ состоит из управляемого ждущего мультивибратора 13, дифференцируюидей цепи 14и ждуи1его 30 мультивибратора 15. Двигатель 12 служит для вращения конденсатора переменной емкости контура 4 и запуска блока формиро-i вания синхроимпульсов 11.

Устройство работает следующим образом. Импульс запуска от .ДифЕ бр нцирующей цепи 14, синхронизирован -п.1й с периодом обращения динамического конденсатора С поступает на управляемый ждущий мультип вибратор 13. От заднего фронта его импульса запускается через дифференцирующую цепь 14 ждулций мультивибратор 15. Импульсы последнего запускают основной 1 и вспомогательный 7 генераторы. Когда измерительная ячейка 5 отключена, частота колебания обоих генераторов устанавливается одинаковой. В этом случае сигнал на выходе блока сравнения частот 8 отсутц ствует.

Падение напряжения U-j-Ha резисторе К пропорционально току, проходящему через диод 6.

При включении измерительной ячейки параллельно колебательному контуру 4 мгновенное значение частоты генератора

1 уменьщается пропорционально емкости образца, и на выходе блока сравнения часгот 8 появляется сигнал, пропорциональный разности частот

,-.,

r-:u: i : - |;илебаний генератора 7, i мгнинеиная частота колебаний в импул се генератора 1Этот сигнал п))собразуется в ттраиллющее напряжение U|,, которое запоминается устройством 9.

При пост 71лении сигнала c. на управляющий вход фо эмирователя 11. длительность импульсов последнего увеличивается, в результате чего происходит задержка запуска генератора 1 и 7..

При этом мгновенное значение емкости динамическотх) конденсатора в момент запуска генераторов уменьшается. Замкнутая система имеет тенденцию к уравниванию частот f и 1д,где f о - const-.

TajvHM образом, реакция замкнутой система является характеристикой приращения мгновенного значения емкости колебательного контура и,пропорциональна емкости образца.

Отсчет проводимости образца осуществляется по прирашению тока через щунтиру юший диод.

При выполнении условия i{ «, где - длительность импульса запуска,

Т - период обращения конденсатора С|, погрешность от непостоянства частоты кс лебаний генератора 1 за время ty , можно минимизировать в достаточт-юй степени.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Момот Е. Г. Генератор с шунтируюшим циодом и его применение, М., Госэнергоиэдат, 195 9.

2. Буравлев В. В. Бала клеев В. fl. Со- логян И. X. Генератор с шунтирующим дио дом для диэлектрических измерений в диапазоне О,1-1ОО МГц,Измерительная техника, 1972, №7.