Устройство для измерения диэлектрической проницаемости материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ , содержащее генератор, к выходу которого подключен тройник, к одному из плеч которого подключена кювета с исследуемым материалом, к другому плечу подключен регулируемый фазовращатель, а к выходу кюветы и регулируемого фазовращателя подключен индикатор, отличающееся тем, что, с целью шэвышения точности и чувствительности, в него введены транзистор и конденсатор , причем коллектор транзистора соединен с ругулируемым фазовращателем , база - .с общей шиной, а эмиттер - с выходом кюветы, который через конденсатор подключен к индикатору .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (I!) (51)4 G 01 R 27/26

+ 1 о a xe a q

I11

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3389346/24-21 .(21) 03.02.82 (46) 30.07.85. Бюл. У 28

{72) Н.А.Филинюк (53) 621.3 17.75(088.8) (56) Ионтов Л.И., Равич З.С. Измерение 1р, Г и 4 изолирующих материа- лов в диапазоне 10-2000 кГц, 1939, с, 11.8-126.

Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. И., 1963, с ° 232-233 ° (54)(5?) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее генератор, к выходу которого подключен тройник, к одному из плеч которого подключена кювета с исследуемым материалом, к другому плечу подключен регулируемый фазовращатель, а к выходу кюветы и регулируемого фазовращателя подключен индикатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, Ф в него введены .транзистор и конденсатор, причем коллектор транзистора соединен с ругулируемым фазовращателем, база — .с общей шиной, а эмиттер — с выходом кюветы, который„ через конденсатор подключен к индикатору.

1170

Изобретение относится к измерениям, в частности, к электрическим изме.. рениям параметров неэлектрических ма- .териалов.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности измерений.

На чертеже приведена . функциональ" ная схема устройства для измерения диэлектрической проницаемости материалов. 10 . Устройство содержит генератор i, на выходе которого включен .тройник 2, к одному нз плеч которого подключена кювета 3, к другому плечу подключен регулируемый фазовращатель 4, а к 15 выходу кюветы 3 и фазовращателя 4— индикатор 5. Между выходом фазовращателя 4 и индикатором 5 включен транзистор 6, коллектор которого соединен с регулируемым фазовращателем 4, ба- 20 за — с общей шиной 7, а эмиттер соединен с выходом кюветы 3, который через конденсатор 8 подключен к индикатору 5.

Устройство работает следующим об- 25 разом, Рабочая точка транзистора выбирается в активной области. В процессе . калибровки в кювете 3 отсутствует, исследуемый .материал. Сигнал..генератора 1 делится тройником Й на две части. Одна часть сигнала проходит через кювету 3 и прикладывается между эмиттером и базой транзистора 6. Вторая часть сигнала про- 35 ходит через фазовращатель 4 и прикладывается между коллектором и базой транзистора 6. Под действием напряжения первой части сигнала, приложенного к эмиттерному переходу, <0 плотность тока инжектированных эмиттером носителей тока изменяется по синусоидальному закону изменения напряжения генератора 1. В момент отпирающего напряжения плотность носителей больше (образуются сгустки носителей тока), а в момент запи-ъ рающего напряжения плотность инжектированных носителей тока меньше.

Проходя через базу транзистора но- 5О сители тока задерживаются, в результате чего сгустки носителей тока могут проходить коллекторный переход- или в момент тормозящего высокочастотного поля на нем и отда- 55 ют часть своей кинетической энер гии полю, увеличивая его напряженность и вызывая протекание в цепи коллек3 79. 2 .тора наведенные, токи, или в момент ускоряющего высокочастотного поля на нем и отбирают часть энергии этого поля. Изменяя фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 4, добиваются разности фаз между напряжением, приложенным к эмиттерному и коллекторному переходам ) 90О. В результате. наведенный ток коллектора отста.ет . от напряжения между выводами эмиттера и коллектора на угол ) 90 определяя отрицательное активное сопротивление между базой и коллектором транзистора и его индуктивный характер.

Эквивалентная индуктивность цепи коллектор-эмиттер транзистора резонирует с емкостью конденсатора 8, и сигнал, поступающий с выхода фазовращателя, поступает в индикатор.

При .помещении в кювету 3 исследуемого материала вследствие влияния его диэлектрической проницае- мости увеличивается отставание сигнала, прикладываемого между эмиттером и базой по отношению к сигналу, прикладываемому между коллектором и базой транзистора. В результате отрицательное дифференциальное сопротивление возрастает, а эквивалентная индуктивность цепи коллектор- . эмиттер транзистора 6 уменьшается, Ф нарушается резонанс ее с емкостью конденсатора 8 и сигнал в индика- торе 5 уменьшается.

При этом вследствие диэлектричес» ких потерь в материале уменьшается мощность сигнала, поступающеr0 на эмиттер транзистора; но фазовые соотношения между напряжениями в динамическом диапазоне тран-. зистора (который составляет 90120 дБ) остаются неизменными. Увеличение отрицательного динамичес-. кого сопротивления транзистора в этом режиме позволяет усилить сигнал, поступающий с кюветы на транзистор, что ведет к дополнительному уве- . личению чувствительности и диапазона измерения материалов с большими диэлектрическими потерями.

Увеличивая фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 4, добиваются компенсации изменения,фазы, вызванного внесением в кювету материала с неизвестной диэлектрической проницаемостью. В момент компенсации эквивалентная индуктивность цепи коллек3 ..,1170379 .4 тор-эмиттер .принимает значение, соот- максимальные показания . По веливетствующее режиму калибровки, и, чине приращения фазы фазовращарезонируя с емкостью конденсатора 8 теля 4 судят о величине ди-. . обеспечивает прохождение сигнала от электрической проницаемости мафазовращателя 4 в индикатор и его териала.

Составитель Л.Сорокина

Редактор К.Волощук Текред Л.Микеш Корректор !А.Обручар Заказ 47ОО/42 Тираж,748 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,.4