Способ определения непрерывных спектров релаксации материалов
Изобретение относится к технике исследования релаксационных свойств полимерных и других материалов, в частности к определению непрерывных спектров механической и диэлектрической реакции этих материалов. Целью изобретения является упрощение способа определения непрерывных спектров релаксации. Способ реализуется при помощи устройства, которое содержит перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов, делители частоты 2, 3 и 4, умножители частоты 5, 6 и 7, усилители 8-14 с заданным коэффициентом усиления , коммутатор 15, измерительный преобразователь с измеряемым образцом 16 и блок измерения амплитуд сигналов отклика 17. 2 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК. Ы 1 б91 720 А1 (я)5 G 01 N 3/32, G 01 R 27/26
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ. СССР с-:"- 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
- 1 a, - .
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О
M
О,р/ (21) 4070200/21 (22) 05.03,86 (46) 15.11,91. Бюл. N. 42 (71) Институт механики полимеров АН
ЛатвССР (72) В.Д.Штраус и А.В,Калпиньш (53) 621.317.619 (088.8) (56) Отнес P.. Эноксон П. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы.
М.; Мир, 1982, с. 428. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ СПЕКТРОВ РЕЛАКСАЦИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике исследования релаксационных свойств полимерных и других материалов, в частности к определению непрерывных спектров механической и диэлектрической реакции этих материалов. Целью изобретения является упрощение способа определения непрерывных спектров релаксации. Способ реализуется при помощи устройства, которое содержит перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов, делители частоты
2, 3 и 4, умножители частоты 5, 6 и 7, усилители 8 — 14 с заданным коэффициентом усиления, коммутатор 15, измерительный преобразователь с измеряемым образцом
16 и блок измерения амплитуд сигналов отклика 17. 2 ил.
1691720
Изобретение относится к исследованию релаксационных свойств полимерных и других материалов, а именно к определениюю неп реры вных спектров (фун кции распределения времени) механической и диэлектрической релаксации (запаздывания) этих материалов.
Целью изобретения является упрощение определения спектров релаксации.
На фиг. 1 приведена блок-схема устрой) ства для осуществления предлагаемого спо соба, для случая использования семи (N = 7) синусоидальных тестовых сигналов; на фиг, 2 — структурная схема измерительного преобразователя с измеряемым образцом для случая определения непрерывного спектра диэлектрической релаксации.
Способ может быть осуществлен при помощи устройства (фиг, 1), которое содержит перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов, делители 2 — 4 частоты, умножители 5 — 7 частоты, усилители 8 — 14 с заданными коэффициентами усиления, коммутатор 15, измерительный преобразователь с измеряемым образцом 16 и блок 17 измерения амплитуд сигналов отклика, В случае определения спектра диэлектрической релаксации измерительный преобразователь представляет собой измерительный конденсатор 18 (фиг. 2), содержащий испытуемый образец диэлектрика 19, а блок 17 — измеритель амплитудных значений тока, Способ осуществляют следующим образом.
Перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов настраивают на частоту
t(/(.p =—
1 (1)
1 обратной выбранному времени релаксации т, при котором определяют значение непрерывного спектра. Синусоидальный сигнал с частотой Wcp и единичной амплитудой
Ucp(t) = э!п(Э/ pt) (2) с выхода перестраиваемого генератора 1 синусоидальных сигналов подается на вход усилителя 11, и кроме того на группу последовательно соединенных делителей 2 — 4 частоты и на группу последовательно соединенных умножителей 5-7 часТоты.
Учитывая то, что коэффициенты деления делителей 2 — 4 частоты и коэффициенты умножения умножителей 5 — 7 частоты выбраны одинаковыми и равными ц, на входах усилителей 8-14 появляются синусоидальные сигналы единичных амплитуд, частоты которых распределены согласно закону геометрической прогрессии со знаменателем прогрессии q
Ф/и = W>q"; и = 1,...N, (3) где N — число использованных для определения спектра релаксации (запаздывания) синусоидальных тестовых сигналов. Для обеспечения требуемого, т,е. неравномер5 ного распределения амплитуд синусоидальных тестовых сигналов коэффициенты усиления усилителей 8-14 выбирают равными и
А
10 К" 1Н. jW„1, (4) где Ап — постоянные; H<(JW) — модуль комплексной частотной характеристики измерительного преобразователя. Постоянные
Ап (для N = 7, à q = 4) принимают следующие
15 значения:
A> = -0.3441;
Аг = 1,3501;
Аз = -0,7811;
А4 = -0,6347;
Аь = 0,6744;
As = -0,3983;
Ат = 0,1368, где отрицательные постоянные означают, что соответствующие значения амплитуд
25 сигналов отклика при определении спектра релаксации (запаздывания) суммируют с отрицательными знаками, С выходом усилителей 8 — 14 синусоидальные тестовые сигналы
30 U, (t) = K,sin(w,t) (6) поочередно через коммутатор 15 поступают на измерительный преобразователь 16 и вызывают синусоидальные отклики
Уп(т) = Y()sin(W()t+ (/)и ), где с учетом (4)
У = К IH0()Па) II H()W/ I.= Ап) Н()ЕЕа) 1. (8) гае HQW) = Н (W)+ )H (W) — комппекснаа частотная характеристика испытуемого образца материала
t H(jW) =
; (9) Н W
p = arctg н" (w) (10)
Амплитуды Уп сигналов отклика (8) измеряют при помощи блока 17, после чего путем алгебраического суммирования измеренных амплитуд находят значение спектра релаксации (запаздывания) L(t) при времени г=
1 / /ср
L(r)=(Y,,! и =1
Для получения значения спектра релаксации(запаздывания) придругих значениях времени релаксации (запаздывания) генератор синусоидальных сигналов перестраивают
1691720 (13) а комплексная частотная характеристика измерительного преобразователя — измерительного конденсатора 18 выражается следующим образом;
Hp()W) = JWCp, (14) где Cp — вакуумная емкость измерительного конденсатора 18.
Согласно (4) с учетом (14) коэффициенты усиления усилителей 8 — 14 устанавливают равным
Кп и
W Co (15) где I НЯМ) — модуль комплексной частоной характеристики измерительного преобразователя;
А„— постоя н н ые коэффициенты.
Откликом измерительного конденсатора 18, содержащего испытуемый образец. Составитель В.Стукан
Редактор Ю,Середа Техред М,Моргентал Корректор И,Муска
Заказ 3923 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патен-", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 на другую частоту (1) и повторяют рассмотренные операции.
В качестве примера выполнения способа можно рассмотреть определение спектра диэлектрической релаксации при ц = 4.
В данном случае W 4п — 4 Wn =W14 п (12) 1 где W> — — частота синусоидального з сигнала на выходе делителя 4 частоты. Комплексной частотной характеристикой испытываемого диэлектрика 19 является комплексная диэлектрическая проницаемость образца диэлектрика 19, на воздействие напряжения является ток через него In(t) = ImnsIn(Wnt+ pn ) (16) где амплитуда тока 5 1тп = МlпСо! f gW) I Kn = An Е gW)I (17) измеряют при помощи измерителя амплитудных значений тока. Далее по полученным значениям, согласно алгоритму (11) вычисляют значения спектра диэлектриче10 ской релаксации при выбранном времени релаксации t. Формула изобретения Способ определения непрерывных спектров релаксации материалов, основан15 ный на воздействии на измерительный преобразователь, в котором размещен исследуемый материал, синусоидальными тестовыми сигналами и измерении амплитуд сигналов откликов, отличающийся тем, 20 что, с целью упрощения определения спектров релаксации, частоты тестовых сигналов устанавливают согласно закону геометрической прогрессии со значением частоты среднего члена прогрессии обрат25 ным заданному времени релаксации, а значение непрерывного спектра релаксации определяют алгебраическим суммированием амплитуд сигналов откликов, при этом амплитуды тестовых сигналов Кп устанавли30 вают согласно выражению;
