Способ измерения удельного сопротивления немагнитных материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерениям удельного сопротивления немагнитных веществ. Может быть использовано для определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и злектролитов, а также для контроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению. Цель изобретения - повьввение быстродействия и упрощение измерений путем получения прямого цифрового отсчета измеряемого удельного сопротивления . Способ предусматривает размещение цилиндрического образца внутри одной из катушек взаимной индуктивности дифференциального датчика, по первичным обмоткам которого пропускают переменный ток, и обеспечение последующей компенсации выходного напряжения датчика с расчетом удельного сопротивления образца по фазовому углу компенсирукщего напряжения . Поставленная цель достигается , тем, что фазу компенсирующего напряжения устанавливают заранее с i учетом диаметра обарзца такой, чтобы выполнялось соотношение tg if , (Л где d - диаметр образца; ср - фазовыйсдвиг меяду током в первичных обмотках и выходным напряжением ДЦ; об - рассчитанная численно и табулированная функция величины tgcf . В описании изобретения приводится устройство для реализации способа. 2 с, и 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 254 А1 (51) 4 С 01. R 27/02

1 д(описания изоБркткНиЯ

И А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3627734/24-21 (22) 27.07.83 . (46) 23.10.86. Бюл. Р 39 (72) Я.А.Крафтмахер (53) 621.317.33 (088.8) (56). Приборы для научных исследований. 1975, В 4, с. 52-63.

Варченко А.А., Капель О.М., Крафтмахер Я.А.,Романенко А.М. Научные труды Гиредмета, 1980, т.96, с. 26-40. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ111ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерениям удельного сопротивления немагнитных веществ. Может быть использовано для определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и электролитов, а также для контроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению.

Цель изобретения — повыиение быстродействия и упрощение измерений путем.получения прямого цифрового отсчета измеряемого удельного сопротивления. Способ предусматривает размещение цилиндрического образца внутри одной из катушек взаимной индуктивности дифференциального датчика, по первичным обмоткам которого пропускают переменный ток, и обеспечение последующей компенсации выходного напряжения. датчика с расчетом удельного сопротивления образца по фазоному углу компенсирующего напряжения. Поставленная цель достигается тем, что фазу компенсирующего напряжения устанавливают заранее с учетом диаметра обарзца такой, чтобы выполнялось соотношение tg(g нй /ЗЫ, где d — диаметр образца; cp — фазовый сдвиг между током в первичных обмотках и выходным напряжением ДД; ос — рассчитанная численно и табулированная функция величины tgtp . В описании изобретения приводится уст ройство для реализации способа. 2 с, и 1 з.п . ф-лы. 2 ил.

1265649

Изобретение относится к технике измерений физических свойств материалов, конкретно к измерениям удельного сопротивления немагнитных веществ, и может быть использовано для определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и электролитов, а также для контроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению.

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение измерений путем получения прямого цифрового отсчета измеряемого удельного сопротивления.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации способа измерения удельного сопротив- ления; на фиг.2 — вариант исполнения фаэовращателя при использовании генератора низкой частоты с двумя дополнительными выводами, фазы напряжео ния на которых составляют 90 и 180 относительно основного выхода.

Устройство содержит дифференциальный датчик 1 удельного сопротивления, один иэ выводов двух последовательно соединенных червичных обмоток которого подключен к первому выходу генератора 2 низкой частоты, а один иэ выводов двух последовательно, соединенных вторичных обмоток — к первому входу осциллографа 3, второй вход которого подключен через частотно-независимый фазовращатель 4.к второму выходу генератора 2 низкой частоты, к третьему выходу которого подключен цифровой частотомер 5, при этом выход фазовращателя подключен к общей шине через регулируемый потенциометр 6, средний вывод которого подключен к второму выводу последо.вательно включенных вторичных обмоток дифференциального датчика удельного сопротивления.

Фазовращатель 4 содержит переменный резистор 7, один вывод которого является входом фазовращателя для сигнала с фазой 90, и постоянный резистор 8, один из выводов которого является входом фазовращателя сигнао ла с фазой 180, при этом вторые выводы переменного 7 и постоянного 8 резисторов объединены и являются выходом фазовращателя.

Удельное сопротивление образца рассчитывают по формуле р = 2 d 2 f: j 3 t p i где p — удельное сопротивление образца, мкОм.см;

5 d — диаметр образца, см; — частота тока в первичных обмотках, кГц; — фазовый сдвиг между током в первичных обмотках и выходным напряжением датчика; — рассчитанная численно и табулированная функция величины tgoL.

Сущность предлагаемого способа

15 заключается в том, что фазовый сдвиг в фазовращателе 4 заранее устанавливают так, чтобы выполнялось соотношение

Так как сС является однозначно функцией величины tgg, легко рассчитать необходимый фазовый сдвиг, зная диаметр образца (например, построив зависимость величины ktg g от (p ) .

Подставляя выражение (2) в формулу (1), получаем (3) 30 т. е. удельное сопротивление образца численно равно частоте генератора 2, которая измеряется цифровым частотомером 5.

Измерения проводят в следующей последовательности, Помещают образец внутрь рабочей катушки дифференциального датчика 1. Рассчитывают по формуле (2) нужный фазовый сдвиг и устанавливают его на фазовращателе 4. Изменяя частоту генератора 2 и регулируя потенциометр 6, добиваются полной компенсации выходного напряжения датчика, наблюдая картину на

4 экране осциллографа 3. После достижения компенсации отсчитывают величину измеряемого удельного сопротивления по цифровому частотомеру 5. Для облегчения компенсации на Х-вход осциллографа 3 подается напряжение с выхода фазовращателя 4 и по виду фигуры Лиссажу на экране можно видеть, что требуется для полной компенсации — изменение частоты генератора 2 или регулировки величины компенсирующего напряжения потенциометром 6.

При использовании генератора 2 низкой частоты с двумя дополнитель3 1265649 ными выходами фазы которьгх составляют 90 и 180 относительно фазы основного выхода, фазовращатель выполняется на двух резисторах 7 и 8; один из которых переменный.

При изменении сопротивления резистора 7 изменяется фаза напряжения на регулируемом потенциометре 6, причем она не зависит от частоты напряжения с выхода генератора 2 низкой частоты. В качестве генератора с дополнительными выходами можно использовать генераторы Гб — 15 и Гб — 26.

Формула изобретения

q = are tg (Г i (Р /Зо1.), где d — диаметр образца;

g фаз ОВый сдвиг между тОкОм В 40 первичных обмотках и выходным напряжением дифференциального датчика; м — рассчитанная численно и табулированная функция величи-. 45 ны tg

1 цатчика, по первичным обмоткам ко,торого пропускают переменный ток, с 2S последующей компенсацией выходного напряжения датчика и расчетом удельного сопротивления образца по фазовому углу компенсирующего напряжения, отличающийся тем, что, с gp целью повьппения быстродействия и упрощения измерений, фазу компенсирующего напряжения устанавливают заранее с учетом диаметра образца такой, чтобы ны компенсирующего напряжен..я, а значение удельного сопротивления образца отсчитывают после достижения компенсации по частоте тока.

2. Устройство для измерения удельного сопрстивления немагнитных материалов, ссдержащее дифференциальный датчик удельного сопротивления, две последовательно включенные первичные обмотки которого подключены к выходу генератора низкой частоты, электронный осциллограф, к У-входу которого подключен один из выходов двух вклнг ченных встречно вторичных обмоток датчика удельного сопротивления, цифровой частотомер, вход которого подключен к выходу генератора низкой частоты, и регулируемый потенциометр, отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия и упрощенчя измерений, в него введен частотно-независимый фазовращатель, вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, а выход — с

Х-входом осциллографа и первым выводом регулируемого потенциометра, средний вывод которого соединен с вторым выводом вторичных обмоток дифф.ренциального датчика удельного сопротивления, а второй вывод — с общей шиной.

3. Устройство по п2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что генератор низкой частоты имеет два дополнительных выхода с фазами 90 и 180 относительно фазы основного выхода, которые подключены к входам частотно-независимого фаэовращателя, состоящего из переменного и постоянного резисторов, при этом выход с о фаэои 90 генератора низкой частоты подключен к первому выводу перемено ного резистора, а выход с фазой 180— к первому выводу постоянного резистора, а вторые выводы переменного и постоянного резисторов объединены и являются выходом частотно-независимого фазовращателя, 1265б49

Фиг.1

Фиг.2

Составитель Н.Михалев

Техред М.Ходанич

Редактор Н.Гунько

L..

Корректор A,Îáðó÷àð

Заказ 5657/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4