Анализатор характеристик диэлектрических материалов Советский патент 1979 года по МПК G01R27/26 

(54) АНАЛИЗАТОР ХАРАКТЕРИСТИК ДИЭЛЕКТРИЧЕС1КЙХ МАТЕРИАЛОВ

662881 работка данных для построения час TbTHax хара1 теристйк по таблицам/ затраты времени на исследование частотной характеристики образца достигают 0,5-1 ч, в то время как время жизни исследуемых высокомолекулярных соединений не превышает 0,5ч. Вышеперечисленные недостатки делают анализатор практически неприменимым для анализа диэлектрических свойств материала, параметры которых непостоянны во времени. Целью изобретения является увеличение; быстродействия анализа характеристик диэлектрических материалов, Для этого в анализатор характе рйстик диэлектрических материалов, содержащий генератор высокой частоты выход которого соединен с входом блока сравнения частот и с входом измерителя проводимости, и образцовый конденсатор,, введены электронный переключатель, два блока запоминания, динамический конденсатор, приводной блок, коммутатор, и изме-ритель емкости. Причем выход генератора высокой частоты соединен с входом электронного переключателя,f первый выход которого соединен с другой обкладкой образцового конденсатора, а второй выход - с другим зажимом для подключения измерительной ячейки и одной обкладкой динамического конденсатора, другая- обклад ка динамического конденсатора соеди нен4 с земляной шиной анализатора, управляющий вывод динамического кон Йёнсато эа соединен с входом измерит ля емкости и с одним выходом привод ного блока/ другой выход последнего подключен к входу коммутатора, выход которого соединен с входом генёрато йысокбй частоты. При этом выход изм4рителя емкости соединен с.одним входом блока запоминания, другой вх которого соединен с выходом блока сравнения частот и с одним из входо второго блока запоминания, другой вход которого соединен с выходом измерителя проводимости. Функциональная схема анализатора характеристик диэлектрических материалов изображена на чертеже. Анализатор включает в себя генеjpaTOp 1 высокой частоты, к контуру {оторого подключены измеритель пролддимости 2, блок 3 сравнения часто и электронный переключатель 4, К входам последнего подключены образцовый конденсатор 5 и измерительная ячейка б, соединенная параллельно с динамическим конденсатором 7, управ ляемым приводным блоком 8. На входы блоков запоминания 9 и 10 подаются сигналы UT измерителя проводимости 2 и измерителя емкости 11, связанного с динамическим конденсатором 7 Запоминающие устрс« ства запускаются сигналом с выхода блока 3 сравнения

4 частот. Рабочая частота генератора 1 переключается коммутатором 12, синхронизируемым приводным блоком 8. Анализатор работает следующим образом. К контуру генератора 1 поочередно подключается с помощью переключателя 4образцовый конденсатор 3 и измери- . тельная ячейка б, соединенная параллельно с динамическим конденсатором 7. Перед измерением емкость образцового конденсатЬра устанавливается равной суммарной .емкости измерительной ячейки без образца и максимальной емкости динамического конденсатора. После заполнения измерительной ячейки исследуемым материалом ее емкость и проводимость увеличиваются. Далее запускается привоДной бЛок 8, циклически изменяющий емкость Со динамического конденсатора 7. При этом ведется непрерывное измерение емкости динамического конденсатора и проводимости контура соответственно измерителем емкости 11, связанным с динамическим конденсатором, и измерителем проводимости 2, подключенным к контуру генератора. Блок 3 сравнения частот следит за разницей частот генератора при подключении эталонного конденсатора 5и цепочки измерительная ячейка динамический конденсатор. В момент совпадения этих частот блок сравнения вырабатыв.ает импульс, который подается на управляющие входы блоков запоминания 9 и 10..Последний фиксируют мгновенные значения активной лроводимости и емкости Cjjj , измеренные измерителями 2и 11 в момент совпадения частот. Зная зна- . Ченйя величин и Cj,| , можно определить проводимость Их и ейкость GX образца J. иакс 1 где gg - проводимость измерительной ячейки без образца;. Сд д- максимальная емкость динамического конденсатора. После завершения цикла обращения дина;мйЧёслого конденсатора приводной блок 8 вырабатывает синхроимпульс, подаваемый на запускакадий вход коммутатора 12, при этом происходит переключение генератора 1 на нЬвую частоту. Весь цикл измерения повторяется. Предлагаемый анализатор имеет существенное преимущество по сравнени о с известным: время снятия частотньй характеристик на 5-20 частотах рабочего диапазона не превышает 1-2 мин. Анализатор осуществляет выдачу информации Непосредственно в виде характеристик ГС:.Г(«ш) Sx-F(i

где Wj - частота генератора; i i, 2,3,.,., и , и требует предварительной настройки на всех частотах диапазона лишь при смене измерительной ячейки; возможно применение различных измерительных ячеек для различных видозв диэлектрика. Кроме того, анализатор может быть использован в комплексе со счетно-решающим устройством, преобразующим функции Cjj F(W;) и gx F() в функции .)и &., Р(%Ъ

где1д8 - тангенс угла диэлектрических потерь образца;

В - диэлектрическая проницаемость образца, так как

« ife;:

Где-С0 - емкость измерительной ячейки без образца.

Формула изобретения

Анализатор характеристик диэлектрических материалов, содержащий генератор высокой частоты, выход которого соединен с входой блокасравнения т; астот и с входом измерителя проводимости, и образцовый конденсатор,одна обкладка которого и один ;из зажимов для подключения измер ит.ельной ячейки соединены с земляной 11шной анализатора, отличаю щ и и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия -анализа характе- ристик диэлектрических материалов, в него введены электронный переключатель, два блока запоминания, динамический конденсатор, приводной блок, коммутатор и измеритель емкости , причём выход генератора высокой частоты соединен сjвходом электронного переклйчателяi первый выход которого соединен с другой обкладкой образцового конденсатора, а второй

0 выход - с другим зажимом для подключения измерительной ячейки и одной обкладкой динамического конденсатора/ другая обкладка которого-соединена с земляной шиной анализатора, управ5ляющий вывод динамического конденсатора соединен с входом измерителя емкости и с одним выходом приводного. блока, другой выход,последнего соединен с входом коммутатора,

0 которого подключен к входу генератора

высокой частоты, при этом выход измерителя емкости соединен с одним входом блока запоминания, другой

.вход которого соединен с выходом

5 блока сравнения часто и с одним из входов блока запоминания, другой вход которого соединен с выходом измерителя Проводимос й.

Источники информации, принятые

0 во внимание при экспертизе

1.Сборник Радиоэлектроника, приборы для биологических и медицинских исслёДбйаний, М., Наука , 1966, с. 64.

2.Инструкция по эксплуатации

5 Измеритель диэлектрических характеристик ИДХ-1, завод-изготовитель ОПНПС Латвийской.ССР, Рига.