Устройство для измерения диэлектрических параметров материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащее генератор пилообразного напряжения, счетчик импульсов и измерительный конденсатор с обкладками , отличающееся тем, что, с целью упрощения и повыщения его надежности, обкладки конденсатора выполнены трапецемдальными , на одну из которых последовательно нанесены первая изоляционная пленка , вторая изоляционная пленка, снабженная токосъемными зондами, контактирую щими с ферромагнитной пленкой и соединенными между собой напыленными проводниками , расположенными вдоль оси симметрии обкладок.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1087862 A з(51) G 01 N 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

i, PPVr 1r,"i V g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ыа а.1.<, CO

00 3

1Ь

Л

Щиг.1 (21) 3493437/18-25 (22) 20.09.82 (46) 23.04.84. Бюл. № 15 (72) М. И. Белый, В. Д. Горбоконенко, Н. Ю. Потапенко и С. Ю. Седов (71) Ульяновский политехнический институт (53) 551.508.7 (088.8) (56) l. Агейкин Д. И., Костина E. И. и др.

Датчики систем контроля и регулирования.

М., «Машиностроение», 1965, с. 928, 2. Авторское свидетельство СССР № 287184, кл. G Ol R 27/26, 1970 (прототип). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТPOB МАТЕРИАЛОВ, содержащее генератор пилообразного напряжения, счетчик импульсов и измерительный конденсатор с об кладками, отличающееся тем, что, с целгио упрощения и повышения его надежности, обкладки конденсатора выполнены трапецецдальными, на одну из которых последовательно нанесены первая изоляционная пленка, вторая изоляционная пленка, снабжен ная токосъемными зондами, контактирую щими с ферромагнитной пленкой и соединенными между собой напыленными проводниками, расположенными вдоль оси симметрии обкладок.

1087862

l Iз()()р(!снис относится к измерителш(ой гcх(1!! Ке II может OHITb HCI10 1 b3083HO

4 !!Ост!(, в качестве первичного преобразовате, I>»I автоматизированных системах неразру1!(а к)ц)его контроля ка чества неме галлических материалов.

Известно устройство для имерения параметров щ металли и cких материалов, например диэлектрической !)роницаемости, танI E. .11СЯ (!Т! II 1!((Т(. Р Ь И Д!)У(ИХ В КОТОРОМ КОНТ"

10 рол и ру(I ы и и атер пал помещается между

Обк -(;I;!k (ми измерительного конденсатора, !

)к,iio i(lilt()lo в различные измерительные цеIll! (1).

Однако известное устройство обладает!

К>грешностьк) измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее генератор пилообразного напряжения, счетчик импульсов и измерительный конденсатор с обкладками (2).

Однако наличие аналого-цифрового преобразователя и перечисленных электронных блоков усложняет конструкцию устройства, снижает его надежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение его надежности.

Цель достигается тем, что в устройстве 25 для измерения диэлектрических параметров материалов, содержащем генератор пилообразного напряжения, счетчик импульсов и измерительный конденсатор, обкладки конденсатора выполнены трапецойдальными, на одну из которых последовательно нанесены первая изоляционная пленка, вторая изоляционная пленка, снабженная токосъемными зондами, контактируloIILHMH с ферромагнитной пленкой и соединенными между собой 1(апыленными проводниками, расположенными вдоль оси симметрии обкладок.

Ферромагнитная пленка выполнена из материала с прямоугольной петлей гистерезпс» (111!Г), пр!«!Ом ось легкого намагничиван!!я 1(л llêè перпендикулярна оси симii1e1pIII«);iox, а токосъемные зонды расположены вдоль Осil симметрии обкладок.

На фиг. 1 схематически изображено пред40

1агаемос устройство; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

На верхнкж> токопроводящую обкладку

1 измерительного конденсатора нанесены 45 пленки: изоляционная 2, ферромагнитная 3 н изо1f«««)IIH;IH 4 с отверстиями под токос.ьемнь1(- зонды 5 и напыленными проводниками 6. Напряжение переменного тока подводится к входным клеммам 7 и 8, а напыленные проводники подсоединены к выводам

9и 10.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый материал 11, например диэлектрическая пленка, помещается между обкладками измерительного конденсатора.

При подач» напряжения к клеммам 7 и 8 между Обкладками 1, образующими измерительный конде!! )T, протекает ток, величина которого зависит от емкостного сопротивления, являющегося функцией параметров контролируемого материала: его толщины, диэлектрической проницаемости, влажности.

Протекание тока по обкладкам приводит к появлсник> магнитного !Н)ля, напряженность которого Н, должна превышать величину коэрцитивной силы Н, ферромагнитной пленки 3 для образования в ней управляемой подвижной доменной стенки. Переменная плотность тока по сечению обкладок сопровождается появлением градиента напряженности grad H, направленного вдоль оси симметри и обкл адок и обеспечивающего управляемое движение границы. Движение стенки осуществляется до тех пор, пока Н,< Н н.

При пересечении подвижной доменной стенкой токосъемных зондов в них появляются электрические импульсы, полярность которых зависит от направления перемагничивания, а число определяется площадью перемагниченного участка пленки и дискретностью зондов.

При изменении характеристик контролируемого материала (диэлектрической tlpoницаемости, толщины пленки, влажности) и постоянной амплитуде подаваемого напряжения изменяется площадь перемагниченного участка, а следовательно, и количество импульсов, снимаемых с выводов 9 и 10.

Таким образом, по количеству импульсов можно судить о свойствах контролируемого материала.

При непрерывнном перемещении контролируемого материала (пленки! между обкладками измерительного конденсатора снимаемые импульсы с выводов 9 и 10 целесообразно передавать в микропроцессоры или

ЭЦВМ для дальнейшей обработки или в соответствующий цифровой индикатор.

Трапецеидальное выполнение обкладок конденсатора необходимо для создания градиента поля, обеспечивающего управляемое движение подвижной стенки в пленке.

Существенность последовательности нанесения слоев; I-Д слой необходим для изоляции токопроводящего основания обкладки конденсатора от 2-го ферромагнитного слоя, а 3-й — для изоляции токосъемных проводников и ферромагнитной пленки. Толщина изоляционных слоев выбрана в пределах 0,084 — О,! мкм, при этих значениях исключается вероятность пробоя. Толщина ферромагнитной пленки выбрана, исходя из условия постоянства коэрцитивной силы пленки при незначительном технологическом разбросе тол(цин d =- 0,13 — 0,3 мкм. В этом интервале Нс = const.

Предлагаемое устройство обладает по сравнению с базовым выходным сигналом в виде число-импульсного кода, что позволяет сопрягать его с цифровыми вычислительными машинами, минуя промежуточные уст1087862

Составитель А. 11латова

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 2648/39 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ройства. Это может Оыть полезным при использовании устройства в виде первичного преобразователя в автоматизированных системах неразрушаемого контроля качества неметаллических материалов If позволяет

lI корить пронес< контро Isf, попыеll I I с! о качество. Кроче тсн о, прсдла асмос x c гройство имеет простую надежную конструкцию технологично, отличается невысокой себестои мастью.