Устройство для измерения параметров материалов

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устр-ва путем обеспечения измерения диэл, проницаемости. Устр-во содержит автогенератор 1, Y-циркулятор 2, направленный ответвитель (НО) 3, регулируемый фазовращатель 4, измерительную ячейку (ИЯ) 5 с исследуемым диэлектриком (ИД), блок 6 автоматической стабилизации мощности, состоящий из НО 7, детектора 8, усилителя 9 и управляемого аттенюатора 10, и частотомер 11. В отсутствии ИД сигнал от автогенератора 1 проходит через НО .3 -в цепь ОС. При этом блок 6, изменяя затухание аттенюатора 10, поддерживает постоянный уровень возвращаемой к автогенератору 1 мощности вне зависимости от потерь в ИЯ 5. При помещении ИД в ИЯ 5 происходит смещение генерируемой автогенератором 1 частоты. По смещению частоты, регистрируемой частотомером 11, определяется диэл.проницаемость. За счет введения блоков 2,6,11 исключаются погрешности установки частоты сигнала автогенератора. 1 ил. i (Л со 00 00 ю ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1337825 А1 (51)4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3913673/24-09 (22) 25.04.85 (46) 15.09.87. Бюл. М 34 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро с опытным производством Минского радиотехнического института и Минский радиотехнический институт (72) А.М. Бригидин, F.A. Буевич, и Н.И. Листопад (53) 621.317.353.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

HP 1116371, кл. G 01 N 22/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1113753,кл. С 01 R 27/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 301643, кл. С 01 R 27/06, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устр-ва путем обеспечения измерения диэл. проницаемости. Устр-во содержит автогенератор 1, Y-циркулятор 2, направленный ответвитель (НО) 3, регулируемый фазовращатель 4, измерительную ячейку (ИЯ) 5 с исследуемым диэлектриком (ИД), блок 6 автоматической стабилизации мощности, состоящий из НО 7, детектора 8, усилителя 9 и управляемого аттенюатора 10, и частотомер 11. В отсутствии ИД сигнал от автогенератора 1 проходит через НО,З,в цепь ОС. При этом блок

6, изменяя затухание аттенюатора 10, поддерживает постоянный уровень возвращаемой к автогенератору 1 мощности вне зависимости от потерь в ИЯ 5.

При помещении ИД в ИЯ 5 происходит смещение генерируемой автогенератором 1 частоты. По смещению частоты, регистрируемой частотомером 11, определяется диэл.проницаемость. За счет введения блоков 2,6,11 исключаются погрешности установки частоты сигнала автогенератора. 1 ил.

1 133

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости тонких пленок, синтетических материалов, тканей, резины и других диэлектрических материалов и изделий в процессе их изготовлении и эксплуатации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения диэлектрической проницаемости.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения параметров материалов.

Устройство для измерения параметров материалов содержит автогенератор

1, Y-циркулятор 2, направленный ответвитель 3, регулируемый фаэовращатель 4, измерительную ячейку 5 с исследуемым диэлектриком, блок 6 автоматической стабилизации мощности, включающий направленный ответвитель

7, детектор 8, усилитель 9 и управляемый аттенюатор 10, частотомер 11.

Устройство для измерения параметров материалов работает следующим образом.

В отсутствии диэлектрического материала в измерительной ячейке 5

СВЧ-сигнал от автогенератора 1 через

Y-циркулятор 2 и направленный ответвитель 3 поступает в цепь дополнительной обратной связи, состоящую из фазовращателя 4, измерительной ячейки 5, управляемого аттенюатора 10 и направленного ответвителя 7. Часть

СВЧ-сигнала одновременно через направленный ответвитель 7 поступает в блок 6 автоматичегк и стабилизации мощности, который, автоматически изменяя затухание аттенюатора 10, поддерживает постоянный уровень возвращаемой к автогеHLðàтору 1 мощнос— ти вне зависимости от потерь в изме— рительной ячейке 5.

Перед проведением измерений осуществляется калибровка устройства, заключающаяся в настройке цепи дополнительной внешней обратной связи при помощи фазовращателя 4 в точку, ког— да разность фаз между излученным и отраженным сигналами автогенератора

1 равна нулю. Индикацией правильной калибровки является отсутствие смешения частоты автогенератора 1, измеренной по частотомеру 11, при мини7825 мальном и максимальном затухании аттенюатора 10.

При помещении в измерительную ячейку 5 исследуемого материала или з иэделия происходит смещение генерируемой частоты автогенератора 1, которое регистрируется частотомером 11.

Зная смещение частоты ЛГ, диэлект1р рическую проницаемость Г определяют по формуле

E=(В. f + 1) где  — не который постоянный коэффициент, зависящий от толщины исследуемого материала или иэделия, от частоты и добротности колебательной системы СВЧ-генератора, от параметров цепи дополнительной внешней обратной свя2р зи.

Таким образом, обеспечивается повышение точности измерений, обусловленное тем, что исключается погрешность установки частоты сигнала СВЧ?5 генератора. Так как при измерении диэлектрической проницаемости е условие балланса амплитуд и фаэ в

СВЧ-генераторе не нарушается, то и изменение частоты в автогенераторе абсолютно точно соответствует изме— нению E . При этом точность измерения смещения частоты д f может быть как угодно высокой и определяется точностью используемых измерительных устройств.

Достоинством устройства является также возможность измерения диэлектрических материалов, имеющих малую толщину (порядка 0,1 — 10 10 м), например диэлектрических пленок, подложек и других изделий.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения параметров материалов, содержащее автогенератор, направленный ответвитель, к выходу основного плеча которого подсоединен вход регулируемого фазо5р нращатеJIR BbJxog которого с входом измерительной ячейки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це— лью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измере— ния диэлектрической проницаемости, н нс го введены блок автоматической стабилизации мощности, частотомер и циркулятор, первое плечо которого

iоединено с выходом СВЧ-генератора, Составитель P. Кузнецова

Техред М.Ходанич Корректор A° . Тяско

Редактор И. Рыбченко

Заказ 4127/44 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Подписное

4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1337825

4 второе плечо подсоединено к входу а выход измерительной ячейки через основного плеча направленного ответ- блок автоматической стабилизации вителя, к выходу вспомогательного мощности соединен с третьим плечом плеча которого подкпючен частотометру циркулятора