Способ определения диэлектрической проницаемости

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектрической проницаемости образцов с небольшой поверхностной проводимостью. Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения влияния сопротивлений потерь измерительного конденсатора на результат определения величины диэлектрической проницаемости. Сущность способа состоит в том, что измеряют значения амплитуд напряжений на делителе напряжения, состоящем из последовательно соединенных образцового сопротивления и измерительного конденсатора, и на измерительном конденсаторе на двух частотах входных сигналов раздельно во времени, а значение диэлектрической проницаемости исследуемого образца рассчитывают по формуле. Причем исследуемый образец имеет одинаковые размеры с электродами, а измерения проводят в три этапа при различном размещении образца, а именно при наличии между образцом и обкладкой воздушного промежутка, равного по толщине образцу, затем при наличии только образца и далее при наличии между электродами только воздушного промежутка, равного по толщине образцу. В способе относительные изменения емкости конденсатора не зависят от частоты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1597779 (51)5 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д ВТСPCНOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

ЯР

ГОсУДАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334672/24-21 (22) 30. 11. 87 (46) 07.10.90, Бюл. ¹ 37 (72) Ч..О.Каджар и Т.Б.Рзаев (53) 621.317. 75 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 675375, кл. G 01 R 27/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1195286 ° кл. G 01 R 27/26 ь 1986 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектричес- . кой проницаемости образцов с небольшой поверхностной проводимостью.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения влияния сопротивлений потерь измерительного конденсатора на результат определения величины диэлектрической проницаемости.

Изобретение относится к измерениям электрических величин и может быть использовано для определения диэлектрической проницаемости образцов с небольшой поверхностной проводимостью, Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения влияния сопротивления потерь измерительного конденсатора на результат определения величин диэлектрической проницаемости.

Сущность способа состоит в том„что измеряют значения амплитуд напряжений на делителе напряжения, состоящим из последовательно соединенных образцового сопротивления и измерительного конденсатора, и на измерительном конденсаторе на двух частотах входных сигналов раздельно во времени, а значение диэлектрической проницаемости исследуемого образца рассчитывают по формуле. Причем исследуемый образец имеет одинаковые размеры с электродами, а измерения проводят в три этапа при различном размещении образца, а именно при наличии между образцом и обкладкой воздушного промежутка, равного по толщине образцу, заЩ тем при наличии только образца и далее при наличии между электродами только воздушного промежутка, равного С по толщине образцу. В способе относительные изменения емкости конденсатора не зависят от частоты. 2 ил.

На фиг.1 и 2 представлены схемы, поясняющие сущность способа измере.ния диэлектрической проницаемости.

Устройство для осуществления способа содержит генераторы 1 и 2 синусоидального напряжения с частотами ц, и сосоответственно, ключ 3, об разцовое сопротивление 4, измерительный конденсатор 5, который содержит подвижный 6 и неподвижный 7 электроды, исследуемый образец 8, равный по размерам измерительным электродам

6 и 7, воздушный промежуток 9, рав1597779 где К в

По в ®р

К в» =

Uogzz» Ugee.

U osi

К в» ц У

3 ный по толщине исследуемому образцу

8; h — расстояние между электродами

6 и 7; — — — толщина исследуемого образца 8 и воздушного промежутка 9; 5

10 и 11 — измерители напряжений.

Электрическая схема замещения делителя (фиг. 2) состоит из последовательно соединенных образцового сопротивления 4 (фиг. 1) К z» измери- 10 тельного конденсатора 5,-представленного параллельно соединенными конденсаторами емкостью С„ и сопротивлением потерь конденсатора R

Ключом 3 (фиг. 1) подключают генера 15

1 тор 1 с частотой cd. выходного сигнала к делителю напряжения, состоящему из образцового сопротивления Rp u измерительного конденсатора 5, между электродами которого находится об- 20 раэец 8 и воздушный промежуток 9, равный толщине образца, и измеряют амплитуды напряжений на делителе

У в, и на измерительном конденсато,.ре U g>,. Затем ключом 3 к делителю напряжения подключают генератор 2 с частотой ufz выходного сигнала и измеряют амплитуды напряжений на делителе Uppity и на измерительном конденсаторе У,, 30В измерительном конденсаторе 5 сближают электроды, и между ними остается только исследуемый образец 8.

Аналогичным образцом проводят измерения амплитуд напряжений íà двух час-35 татах »д, и и входных сигналов, Амплитуды измеряются: U pgy и U og g — HB делителе, Ug, и Ugq- на измерительном конденсаторе на частотах и)„и

u)q соответственна. 40

Вынимают образец 8 так, что между, электродами б и 7 конденсатора остается воздушный промежуток, равный толщине образца. Так же на двух частотах и2, и си входных сигналов измеряют амплитуды напряжений: Uozz„и

U»zg q на делителе U >„z» U« — на измерительном конденсаторе на двух частотах ю»и м соответственно.

Величину диэлектрической проницаемости Е исследуемого образца определяют по результатам измерений амплитуд напряжений по формуле отношения амплитуд напряжений при наличии между электродами образца и воздушного зазора на двух частотах соответственно;

П Оу» IUó ю

К =П /U — отношения амплитуд напряжений при наличии между электродами образца на двух частотах соответственно; — отношения амплитуд напряжений при наличии между электродами воздушного зазора на двух частотах соответственно.

В качестве измерителей 10 и 11 напряжения используют прецизионные цифровые вольтметры-В3-49, измеряющие среднеквадратичные значения напряжений.

Таким образом, предлагаемая последовательность действия в отдельности позволяет осуществить повышение точности измерения диэлектрической проницаемости за счет ослабления влияния сопротивления потерь конденсатора. При этом относительные изменения емкости конденсатора не зависят от частоты.

Формула изобретения

Способ определения диэлектрической проницаемости образцов путем измерений электрических параметров конденсатора при наличии между его электродами исследуемого образца, имеющего одинаковые размеры с электродами, и воздушного промежутка, равного по толщине образцу, затем при наличии между электродами только образца, а затем при наличии между электродами только воздушного промежутка, равного по толщине образцу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения диэлектрической проницаемости, измеряют значения амплитуд напряжений на делителе напряжения, состоящего из последовательно соединенных образ1597779

Ку

Бор

U91

5 К9<

U o g

U)2

10 где К в1=

=U ops< ц в

Кр = о в ба

U ов1

К

Ц8, 20 Uos 8

25 ветственно. цового сопротивления и измерительного конденсатора, и на измерительном конденсаторе на двух частотах входных сигналов раздельно во времени, а значение диэлектрической проницаемости исследуемого образца рассчитывают по формуле отношения амплитуд напряжений на делителе

U к амплитудам напряжений на измерительном конденсаторе U < при наличии между его электродами исследуемого образца и воздушного промежутка, равного по толщине образцу, на частотах ui,è ы входных сигналов, соответственно; — отношения амплитуд напряжений на делителе

Uog к амплитудам напряжений на измерительном конденсаторе Ug при наличии между его электродами только исследуемого образца на частотах ы, и входных с сиг нал ов, соответственно; — отношения амплитуд напряжений на делителе

Uo> к амплитудам напряжений на измерительном конденсаторе U npu наличии между era электродами только воздушного промежутка, равного по толщине исследуемому образцу, на частотах у, и ы входных сигналов соот1597779

Составитель В.Бобров

Редактор Н.Яцола

Техред Л.Олийнык Корректор M.Кучерявая

Заказ 3051 Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101