Способ измерения удельного сопротивления анизотропной жидкости

 

Использование: в области физико-химических исследований для измерения сопротивления жидких сред, например, заряженных или анизотропных жидкостей (жидких кристаллов). Способ состоит в измерении амплитуды напряжений на делителе напряжений , состоящем из последовательно соединенных образцового конденсатора и полного сопротивления между электродами , и на полном сопротивлении в горизонтальном и перпендикулярном направлениях на двух частотах входных сигналов каждый, а анизотропию удельного сопротивления рассчитывают по формуле. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4919104/21 (22) 14.03.91 (46) 07.01.93. Бюл, М 1 (71) Научно-исследовательский институт фотоэлектро ники (72) Т.Б.Рзаев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1485113, кл. G 01 N 27/02, 1989. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ АНИЗОТРОПНОЙ

ЖИДКОСТИ (57) Использование; в области физико-химических исследований для измерения сопроИзобретение относится к физико-химическим исследованиям и может быть использовано для измерения сопротивления жидких сред, например заряженных или анизотропных жидкостей. (жидких кристаллов).

Известен способ измерения удельного сопротивления анизотропной жидкости путем пропускания тока по токовым электродам и измерения разности потенциалов между потенциальными электродами, Недостатком этого способа является невозможность исключения влияния на результат измерения реактивной составляющей (электрической емкости) полного сопротивления системы между электродами, которая возникает при взаимодействии электрод — жидкость.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения удельного сопротивления анизотропной жидкости путем измерения тока I и разности потенциалов

Ьу в перпендикулярных направлениях, анизотропию удельного сопротивления . pi -p определяют по формуле,, Ы„„1786004 А1 (st)s G 01 N 27/02, 6 01 R 27/22 тивления жидких сред, например, заряженных или анизотропных жидкостей (жидких кристаллов). Способ состоит в измерении амплитуды напряжений на делителе напряжений, сост. ящем из последовательно соединенных образцового конденсатора и полного сопротивления между электродами, и на полном сопротивлении в горизонтальном и перпендикулярном направлениях на двух частотах входных сигналов каждый, а анизотропию удельного сопротивления рассчитывают по формуле. 2 ил.

fh — P =K, Лм где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Недостаток известного способа (прототипа) заключается в невозможности исключения влияния на результат измерения реактивной составляющей (электрической емкости) полного сопротивления системы, 3 между электродами, которая возникает при Q0 взаимодействии электрод — жидкость. Кро- . 0 ме того, измеряются разные величины, ток: (! и напряжение. (.

Целью изобретения является повыше- р ние точности и упрощение измерения анизотропии удельного сопротивления жидкости.

Цель достигается тем, что по способу измерения удельного сопротивления анизотропной жидкости путем измерения электрических параметров сопротивлений между электродами в перпендикулярных направлениях измеряют амплитуды напряжений на делителе напряжения, состоящем из последовательно соединенных образцовом конденсаторе и двух электродов, между

1786004

25

40

Решения (5) 50 й—

Со (6) С= Со(которыми находится исследуемая жидкость, на двух частотах входных сигналов раздельно во времени, а анизотропию удельного сопротивления жидкости определяют по формуле где Мц =, kn — — отношения ампUto1 0аг

0и Uv. литуд напряжений на делителе 0ю к амплитудам напряжений Ui в перпендикулярном направлении между электродами 7 и 9 ячейки жидкости на двух частотах со1 и а г входных сигналов соответственно;

k1 = —, кг = — — отношения ампли02 0ог

01 02 туд напряжений на делителе Uo к амплитудам напряжений 0- в горизонтальном направлении между электродами 7 и 8 ячейки на двух частотах а1 и аг входных сигналов соответственно; .

P — коэффициент анизотропии удельноro сопротивления жидкости

При вычислениях исключается влияние на результат измерения реактивных составляющих(электрической. емкости) полных сопротивлений между парами электродов в перпендикулярных направлениях, которые возникают при взаимодействии электрод— жидкость. Кроме того, измеряется лишь один параметр — амплитуда напряжений.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы, поясняющие сущность способа измерения удельного сопротивления анизотропной жидкости.

Схема на фиг. 1 содержит генераторы 1 и 2 переменного напряжения с частотами е1 ивг соответственно, два ключи 3 и 4, образцовый конденсатор 5, цилиндрйческую полную ячейку 6, выполненную из политетрафторэтилена, штырьевые электроды

7-9 с закругленными концами, выполненные из латуни и установленные в одной плоскости блоки 10, 11 измерения; Электроды

7 и 9 установлены по одной оси, а расстояния между электродами 7 и 8, 7 и 9 одинаковы. Оси электродов перпендикулярны продольной оси цилиндра, Штырьевые электроды расположены на трех вершинах условного квадрата, в плоскости которого лежит продольная ось цилиндра.

При измерении анизотропии удельного сопротивления жидкости подключают клю- 55 чом 4 штырь 8 к общей шине при измерении горизонтального сопротивления, а при измерении перпендикулярного сопротивления — соответственно штырь 9. В каждом из двух случаев измеряют амплитуды напряжений на делителе Uo и среднем электроде 7—

U на двух частотах а1 и сщ входных сигналов соответственно.

На фиг. 2 представлена электрическая схема замещения делителя напряжения, где электрическая проводимость между двумя электродами представлена параллельным соединением конденсатора С и сопротивления жидкости R, которые характеризуют электрическую систему полной проводимости между электродами.

Комплексное напряжение в цепи делителя

1 1

Uo Uâûõ, + Îâûõ (— + j ® C) —., (1)

R jr@Co . где Uo и 08 x — комплексные напряжения на входе и выходе делителя соответственно.

Преобразуя (1), получим — = (1 + — ) + г — с — . (2)

Модули комплексных напряжений есть измеряемые амплитуды напряжений 0о и

U»>. Тогда квадрат модуля {2) будет

, =(1 + — )г+,, (3)

0вых Со д Со и

Условно обозначим отношение амплитуд напряжений через

0о (4)

При измерениях на двух частотах в1 и щг входных сигналов получим систему из двух уравнений с двумя R и С неизвестными (i+ — ) +, — 1 й)1 Со R (5) (" + ) + = "2

С, гС гдг где k1 = —, кг = — — отношения амЯ аа

1 Ог плитуд напряжений на двух частотах а1 и аг входных сигналов соответственно

Таким образом осуществляется раздельное измерение составляющих полного сопротивления между электродами.

1786004

R- »

P= — =

При измерении в горизонтальном направлении определяются отношения напряжений k> и kz на двух частотах в и сог входных сигналов соответственно и определяется сопротивление в горизонтальном направлении — R- согласно выражению (6), При измерении в перпендикулярном направлении определяются отношения напряжений ki) и kg на двух частотах в1 и юг входных сигналов соответственно и определяется сопротивление Й в перпендикулярном направлении согласно выражению (6).

Коэффициент анизотропии удельного соп ротивл ения жидкости

Таким образом, анизотропия удельного сопротивления жидкости определяется лишь амплитудами напряжений. При этом исключается влияние реактивных (емкостных) составляющих полных сопротивлений систем между электродами в перпендикулярных направлениях, что позволяет повысить точность измерений.

Формула изобретения

Способ измерения удельного сопротивления анизотропной жидкости, включающий измерение электрических параметров полных сопротивлений между электродами в перпендикулярных направлениях, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют амплитуды напряжений

5 на делителе напряжений, состоящем из последовательноо соединенных образцового конденсатора и полного сопротивления между электродами, и на полном сопротивлении между электродами в перпендикуляр10 ном и горизонтальном направлениях на двух частотах каждый, а анизотропию удельного сопротивления рассчитывают по формуле

Где kj> =, kQ = отношения BMllUio> «Uim

0п Uu

20 литуд напряжений 0ю — на делителе напряжений и на полном сопротивлении Ui между электродами в перпендикулярном направлении на двух в,со частотах входных сигналов;

25 Uo> Um

kl —, kz = — — отношения ампли1 -Uz туд напряжений на делителе (4 и на полном сопротивлении между электродами О- — в горизонтальном направлении на двух часто30 тах входных сигналов.

1786004 со

Составитель Т.Рзаев

Техред М. Моргентал

Корректор Т.Вашкович

Редактор

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

Заказ 224 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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