Способ измерения диэлектрической проницаемости материалов
Изобретение относится к способам измерения диэлектрической проницаемости материалов и может быть использовано в электротехнической, радиотехнической и других областях промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерений относительной диэлектрической проницаемости полярных изотропных диэлектрических материалов. Определение проводится на основании макроскопической модели диэлектрика. Разработана макроскопическая модель, связывающая значение диэлектрической проницаемости со значением угла поворота при воздействии внешним полем на температуру среды. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„ f 5204
А1 (51)4 С 01 N 27/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii р„Е/4 KT здп ф2)-2 где
К—
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР t (21) 4364211/25-25 (22) 19.08.87 (46) 07.11.89. Бюл. 9 41 (72) В.А.Амирджанян (53) 537.228.4(088.8) (56) Хиппель А.Р, Диэлектрики и волны. М.: Иностранная литература,1960, с. 150-153.
Там же. с.275-277. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам измерения диэлектрической проницаемости материалов.и может быть использоИзобретение относится к контролю электрических свойств материалов, а именно диэлектрической проницаемости диэлектриков, и может быть использовано в электротехнической, радиотехнической и других областях промышленности. . Цель изобретения — повышение точности измерений относительной диэлектрической проницаемости полярных изотропных диэлектрических материалов на основании макроскопической модели диэлектрика с использованием корреляционных связей между MGKpocKQIIH ческими параметрами.
На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ измерения диэлектрической проницаемости материалов.
Способ осуществляют следующим образом.
Диэлектрик помещают между двумя электродами и создают в нем электрическое поле с известной напряженновано в электротехнической, радиотехни— ческой и других областях промьппленности. Целью изобретения является повышение точности измерений относительной диэлектрической проницаемости полярных изотропных диэлектрических материалов. Определение проводится на основании макроскопической модели диэлектрика ° Разработана макроскопическая модель, связывающая значение диэлектрической проницаемости со значениями угла поворота диполей при воздействии внешним полем на температуру среды. 1 ил . стью. Измеряют температуру окружающей среды (Т) . В качестве электрического параметра материала измеряют средний угол поворота диполей под воздействием внешнего электрического поля. На основании макроскопической модели для полярных диэлектрических материалов определяют диэлектрическую проницаемость по формуле относительная диэлектрическая проницаемость; дипольный момент одного диполя; напряженность электрического поля; постоянная Больцмана; температура среды; средний угол поворота диполей под воздействием внешнего электрического поля.
1520429
Средний угол поворота диполей измеряют оптическими или радиополяризационными методами на установке, изображенной на чертеже. Устройство в виде ячейки Керра содержит источник 1 света, поляризатор 2, электроды 3, анализатор 4 и измеритель 5 светового потока. Ячейка Керра содержит последовательно соединенные источник 1 света, поляризатор 2,электроды 3 с исследуемым образцом, анализатор 4 и измеритель 5 светового потока. Все элементы расположены на одной осевой линии. 15
Ячейка работает следующим образом.
При отсутствии напряжения на электродах 3, т.е. отсутствии напряженности электрического поля между электродами 3, где находится испытуемый материал, а также при параллельности оптических осей поляризатора 2 и анализатора 4, диполи материала ориентированы хаотически, материал не обнаруживает аннзотропии и световые лучи проходят через поляризатор
2, материал, анализатор 4 и, в зависимости от прозрачности материалов, измеритель 5 показывает значение интенсивности светового потока (Ig) . Под воздействием поля диполи
30 материала ориентируются в направлении поля, сам материал становится оптически анизотропным и, следовательно, материал приобретает свойства одноосного. кристалла с оптической осью, ориентированной на определенный угол вдоль поля, и измеритель 5 показывает другое значение интенсивности светового потока (I), Средний угол поворота диполей опре40 деляют по формуле
I = I0cosP, где Х,, I — соответственно значения интенсивности световоro потока на измерителе 5 до и после подачи напряжения на электроды 3, 50
P — средний угол поворота диполей.
Для определения среднего угла поворота диполей непрозрачных полярнык изотропных материалов вместо источника 1 света и измерителя 5 используют, соответственно, антенны излучения (подключенной к генератору) Пример. Определение относительной диэлектрической проницаемости воды с помощью предлагаемой модели. По эффекту Керра определяют
I значение угла поворота диполей, который соответствует определенному значению напряженности электрического поля Е. При Е = 67 1 ° 10 В/м
22 . Из значений Е и Р, а также значения дипольного электрического момента 1, взятого из справочных источников или высчитанного, относительная диэлектрическая проницаемость воды, согласно формуле, равна Я = 76,9.
Формула изобретения
Способ измерения диэлектрической проницаемости материалов, заключающийся в том, что диэлектрик помещают в электрическое поле, измеряют электрические параметры материалов и на основании макроскопической модели определяют относительную диэлектрическую проницаемость, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше-: ния точности, измеряют средний угол поворота диполей при воздействии внешнего поля и температуру окружающей среды и определяют относительную диэлектрическую проницаемость E no формуле
Г— (" о
Е/4 КТ sin p/2)-2 дипольный момент одного диполя; напряженность электрического поля; постоянная Больцмана; температура среды; средний угол поворота диполей под воздействием внешнего электрического поля. где р
К
Т— и приема (подключенной к осциллографу). На осциллографе измеряется амплитуда радиоволн. Средний угол поворота диполей определяется по формуле A = Ao cos P, где А,-, А — соответственно амплитуды радиоволн до и после подачи напряжения на электроды 3;
P — средний угол поворота диполей.
1520429
Составитель Ю.Коршунов
Техред М.Ходанич Корректор М,Пожо
Редактор Н.Тупица
Заказ 6750/45 Тираж 789 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
