Емкостной трехэлектродный преобразователь

 

ЕМКОСТНОЙ ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий цилинд рический каркас, на поверхности кото рого бифилярно намотаны изолированные высокопотенциальный и низкопотенциальный электроды, разделенные экраннЕЛм электродом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, каркас выполнен в виде части полого круглого цилиндриг ческого экрана, на внутренней поверх ности которого, параллельно ббразуивдим , помещены электроды преобразователя , а внутри каркаса коакснально введен дополнительный экранный электрод с размещенным; на нем I измеряемым материалом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц50, 0 01 N 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТКР ИЙ (21 ) 2629079/18-25 (22 ) 07. 06 . 7.8

{46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) N.N. Горбов- и М.Г. Струнский (53) 551.508 ° 7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 447603, кл. 0 01 0 27/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 360598, 1971 (прототип). (54 )(57) ENKGCTHOA ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий цилиндрический каркас, на поверхности которого бифилярно намотаны изолирован„.Я0.„1056028 А ные высокопотенциальный и низкопотенциальный электроды, разделенные экранным электродом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, каркас выполнен в виде части полого круглого цилиндри= ческого экрана, на внутренней повер ности которого, параллельно образующим, помещены электроды преобразователя, а внутри каркаса коаксиально введен дополнительный экранный электрод с размещенным на нем

;измеряемым материалом.

1056028

Изобретение относится к измерительной техннке и может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости пленок, листовых материалов, нитей и связанных с нею параметров, (влажности,.молекулярного веса и других величин).

Известно устройство для определе ния связующего в пропитанном, материале, которое может быть использовано для определения диэлектрической проницаемости пленки, содержащее четыре электрода, расположенных по обеим. сторонам исследуемого материала, причем все электроды расположены в вершинах прямоугольника, электрически соединены по диагонали и образуют емкости, параллельно подсоединенные к измерительной схеме L1 "J.

Недостатком этого устройства является значительная погрешность измерения диэлектрической проницае мости пленки при изменении ее тол.щины,так как,приближенная зависимость погрешности ф. измерения диэлектрической пройицаемости Е от изменения толщины h пленки на величину Ж имеет вид

20

25 (1) "

Из приведенного выражения следует, что погрешность измерения диэлектрической проницаемости пленки, связанная с изменением ее толщины, имеет большую величину и возрастает, с увеличением параметра

Ближайшим к предлагаемому по тех нической сущности является емкостной трехэлектродный датчик измерения диэлектрической проницаемости пленоч- 40 ных матерналов, содержащий цилиндрический диэлектрический каркас, на части поверхности которого.бифилярно намотаны изолированные высокопотенциальный и низкопотенциальный 45 электроды, разделенные экранным. электродом. В известном датчика с целью уменьшения погрешности от изменения толщинй пленочного материала намотка электродов выполнена с ша- 50 гом, на порядок превьыакщим расстояние между центрами проводов-электродов. При такой конструкции датчика и условии, что.расстояние между центрами проводов в 2-3 Раза меньше тол«55 щины пленки, погрешность измерения диэлектрической проницаемости пленки, связанной с изменением ее толщины, значительно снижается Г2 g.

Однако известный датчик измерения диэлектрической проницаемости 60 пленочных материалдв. не обеспечивает достаточной точности измерения

Целью изобретения является повышение точности измерения диэлектрической проницаемости пленки., 65

Цель достигается тем, что каркас преобразователя выполнен в виде части полого круглого цилиндрического экрана, на внутренней поверхности которого, параллельно образующим, помещены электроды преобразователя, а внутри каркаса, коаксиально вве ден дополнительный экранный электрод с размещенным на нем измеряемым материалом.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 — кривые зависимости относительного изменения емкости преобразователя от отношения толщины пленки к расстоянию между экранными электродами преобразователя; на фиг. 3 - кривая зависимости относительного изменения емкости преобразователя от диэлектрической проницаемости пленки.

Емкостной трехэлектродный преобразователь содержит каркас 1, выполненный в виде части полого круглого цилиндрического экрана, на внутренней поверхности которого, параллельно образующим, помещены бифилярно намотанные изолированные высокопотенциальный 2, низкопотенциальный 3 и экранный 4 электроды. Коаксиально с поверхностью каркаса введен дополнительный экранный электрод 5 с размещенной на нем измеряемой пленкой а. При такой конструкции устраняется краевая емкость между высокопотенциальным и низкопотенциальным электрЬдами через каркас, так как в этом случае . при включении преобразователя в трансформаторный мост емкости между электродами шунтируют генератор или индикатор и их изменение не вызывает дополнительной погрешности измйрения.

На фиг. 2 кривые показывают зависимость относительного изменения мкости преобразователя от толAC ины пленки h при постоянном расстоянии Н между экранными электродами.

Отношение диаметра и электродов преобразователя к расстоянию Н выбрано — = 1, а отношение. диаметра а .Н

d. к диаметру дополнительного электрода D имеет величину — « 1. Для а измерения емкости прео8разователя использовался трансформаторный мост. Кривая 1 снята для Е. = 1,25, кривая 2 - для Е = 2; кривая 3 для Е = 2,9, кривая 4 - для Е. =3,1, кривая 5 - для Е = 5,6.

Из кривых, приведенных на фиг.2, видно, что при отношении - - «1

11 емкость, вносимая пленкой, имеет отрицательной значение. При уменьшении расстояния между экранными электродами емкбсть, вносимая пленкой, увеличивается (по абсолютной величине), достигает минимума, и при дальнейшем уменьшении расстояния между экранными электродами вно1056028

4$

4С

ai

Составитель А.Платова

Редактор Н. Лазаренко Техред Ж.Кастелевич КорректорА. Ильин

Заказ 9290/34 Тираж 873 подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 симая емкость уменьшается, достига-, ет нуля и затем увеличивается, имея

1положительное з начение.

Если установить отношение. толщины пленки к расстоянию между поверхностями экранных электродов, примерно равное 0,25, то зависимость емкости преобразователя от.толщины ленты в этой точке будет иметь мииимум и небольшие изменения толщины пленки не вызовут изменений. емкости пре- 10 образователя и, следовательно, погрешности измерения.

На фиг. 3 кривая изображает зависимость относительного изменения ем» кости преобразователя от диэлектри- 15 ческой проницаемости пленки при отношении ф = 0,25. Как следует из приведенной кривой, в этом случае ди электрическая проницаемость пленки

4 и относительное изменение емкости однозначно связаны между собой.

Для исключения влияния ширины ленты длина электродов выполняется меньше ширины ленты.. Кроме того,при измерении диэлектрической проницаемости пленка а обхватывает.дополни-, тельный экран 5 таким образом, чтобы величина поверхности пленки, соприкасакщейся с дополнительным электродом, оставалась постоянной. Преобразователь включен в трансформаторный мост, и по конденсатору переменной емкости-, включенному в смежное плечо моста, шкала которого отградуирована эмпирически в единицах, диэлектрической проницаемости, производят отсвет измеряемого параметра.