Способ определения коэффициента потерь tgδ диэлектриков



 


Владельцы патента RU 2501028:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения Российской академии наук (ИХКГ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к СВЧ технике, а именно к способам определения коэффициента потерь tgδ диэлектриков методом объемного резонатора. Образец измеряемого диэлектрика помещают в область максимального электрического поля резонатора, возбужденного на моде Е010, измеряют добротность резонатора с образцом и без образца и по результатам измерений судят о значении tgδ диэлектриков. Заявленный способ характеризуется тем, что используют эффект роста добротности системы резонатор-диэлектрик при вводе образца диэлектрика. Если при вводе образца добротность системы увеличивается, собственную добротность резонатора увеличивают до такого максимального значения Q, при котором добротность системы при вводе диэлектрика не меняется, и tgδ образца измеряемого диэлектрика определяют из соотношения: tgδ=(ε-1)/εQ, где ε - диэлектрическая постоянная образца диэлектрика; Q - собственная добротность резонатора, при которой при вводе образца диэлектрика добротность системы резонатор-диэлектрик не меняется; а если при вводе образца добротность системы уменьшается, предварительно уменьшают добротность резонатора до такого значения, при котором при вводе образца добротность системы возрастает, и далее проводят измерения в соответствии с описанной выше процедурой. Технический результат заключается в расширении диапазона измеряемых добротностей и повышении точности измерения коэффициента потерь tgδ диэлектриков. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к СВЧ технике, конкретно, к способам определения коэффициента потерь tgδ диэлектриков методом объемного резонатора.

Известен способ определения коэффициента потерь tgδ диэлектриков методом объемного резонатора путем измерения параметров системы, состоящей из резонатора с помещенным в него диэлектриком. Относительно небольшой по объему образец диэлектрика цилиндрической формы помещают в область максимального электрического поля резонатора с собственной добротностью QC и частотой ω0, возбужденного на моде Е010, при этом ось резонатора совпадает с осью образца, а высота резонатора совпадает с высотой образца. Частоту системы резонатор-диэлектрик, измененную за счет ввода диэлектрика, с помощью механизма подстройки возвращают к частоте ω0. На частоте ω0 измеряют собственную добротность резонатора без образца QC и с образцом Qε и tgδ определяют из соотношения [1]:

t g δ = ( 0.269 / ε ) ( V C / V ε ) ( 1 / Q ε 1 / Q C ) , г д е ( 1 )

ε - диэлектрическая постоянная диэлектрика;

Vε - объем образца диэлектрика;

VC - объем резонатора, в полость которого помещен образец диэлектрика.

Однако при tgδ ~ 1/QC формула (1) дает ошибочные результаты. Ошибка обусловлена тем, что при помещении образца диэлектрика в резонатор не только добавляются потери в образце и уменьшается частота резонатора, но и увеличивается запасенная энергия за счет поля в диэлектрике. При уменьшении частоты при нормальном скин-эффекте уменьшаются потери в стенках резонатора, что приводит к увеличению его добротности [2]. Этот эффект устраняется путем возвращения частоты системы к первоначальной частоте ω0 с помощью механизма подстройки, либо ввода поправочного коэффициента, учитывающего изменение частоты. Потери в образце уменьшают добротность резонатора. Увеличение запасенной энергии, как показано ниже, приводит к росту добротности. За счет совокупного действия указанных факторов добротность резонатора при вводе образца Qε - добротность системы резонатор-диэлектрик может уменьшаться, но для слабопоглощающих диэлектриков может и возрастать, так что Qε≥QC, и подстановка измеренных Qε, QC в соотношение (1) приводит к нефизическим выводам о нулевых и даже отрицательных значениях tgδ образцов диэлектриков [2].

Задачей изобретения является разработка нового способа измерения коэффициента потерь tgδ диэлектриков, позволяющего определить указанный параметр за счет изменения процедуры измерения и использования эффекта роста добротности системы резонатор-диэлектрик с введением образца диэлектрика.

Поставленная задача решается заявленным способом измерения коэффициента потерь диэлектриков, согласно которому в резонатор, возбужденный на моде Бою, в область максимального электрического поля помещают образец измеряемого диэлектрика цилиндрической формы, частоту системы резонатор-диэлектрик с помощью элементов подстройки возвращают к частоте ω0, на частоте Сто измеряют добротность резонатора с образцом, и, если при вводе образца добротность системы начинает возрастать, собственную добротность резонатора увеличивают до такого значения Q, при котором добротность системы Qε при вводе образца перестает увеличиваться и совпадает с собственной добротностью резонатора, и коэффициент tgδ образца измеряемого диэлектрика определяют из соотношения:

t g δ = ( ε 1 ) / ε Q , г д е ( 2 )

ε - диэлектрическая постоянная образца диэлектрика,

Q - собственная добротность резонатора, при которой при вводе образца диэлектрика добротность системы резонатор-диэлектрик не меняется.

Сущность изобретения заключается в следующем. Вначале вводят образец в резонатор наименьшей добротности, например, со слабо прижатой крышкой, затем увеличивают собственную добротность резонатора, увеличивая прижим крышки. При этом собственную добротность резонатора QC и добротность системы резонатор-диэлектрик Qε измеряют каждый раз после возвращения частоты системы к первоначальному значению ω0. Как показано ниже, при введении в резонатор с собственной добротностью QC образца диэлектрика, у которого коэффициент tgδ<(ε-1)/εQC, добротность системы возрастает, т.е. Qε>QC, если tgδ=(ε-1)/εQC то добротность не меняется, т.е. Qε=QC, и если tgδ>(ε-1)/εQC добротность системы падает, т.е. Qε<QC. Пусть в нашем случае образец повышает добротность. Тогда при повышении собственной добротности QC до некоторого максимального значения Q ввод образца уже не меняет добротности системы и Qε=QC=Q. При этом выполняется условие (2), из которого и можно определить измеряемый параметр tgδ.

Если в резонатор с добротностью QC помещают диэлектрик, у которого коэффициент tgδ>(ε-1)/εQC, добротность системы Qε уменьшается. В этом случае уменьшают собственную добротность резонатора до такого значения QC1, при котором добротность системы при вводе образца возрастает, при этом выполняется условие tgδ<(ε-1)/εQC1. Если при вводе образца в резонатор добротность системы начинает возрастать, далее поступают в соответствии с описанной выше процедурой.

Для обоснования сущности изобретения рассмотрим функциональную зависимость добротности резонатора с образцом Qε от параметров системы. Будем считать, что связи резонатора с внешними линиями малы, и их влияние можно не учитывать [1, 2]. Положим также, что введение образца относительно небольшого объема не меняет структуры поля в резонаторе [1, 2], и что при выбранной геометрии образца и резонатора электрическое поле в образце совпадает с полем в соседних точках резонатора. В этих условиях плотность энергии в образце в s раз больше плотности энергии в соседних точках резонатора [3]. Тогда для собственной добротности резонатора без образца QC и добротности резонатора с образцом Qε выполняются соотношения:

Q C = ω 0 W C / P C , ( 3 )

Q ε = ω 0 ( W C + W ε ( ε 1 ) / ε ) / ( P C + P ε ) , г л е ( 4 )

ω0 - собственная частота резонатора (без образца),

WC - запасенная энергия в резонаторе,

Wε - запасенная энергия в образце,

PC, Рε - мощности потерь соответственно в стенках резонатора и в образце.

При малых Wε/WC, Рε/PC из (3, 4) следует:

1 / Q ε = [ 1 + P ε / P C ( ε 1 ) W ε / ε W C ] / Q C . ( 5 )

Используя соотношение Pε=ωtgδWε [3], из (5) получаем:

t g δ = ( ε 1 ) / ε Q C + ( 1 / Q ε 1 / Q C ) W C / W ε ( 6 ) ω

Для относительно небольшого по объему образца диэлектрика цилиндрической формы, помещенного в область максимального электрического поля резонатора с собственной частотой ω0, возбужденного на моде Е010 так, что ось резонатора совпадает с осью образца, а высота резонатора совпадает с высотой образца, используя соотношение для запасенной энергии в резонаторе цилиндрической формы WC [1], выражение для электрического поля в центре такого резонатора и, соответственно, значение величины Wε [3], из (6) окончательно получаем:

t g δ = ( ε 1 ) / ε Q C + ( 0.269 / ε ) ( V C / V ε ) ( 1 / Q ε 1 / Q C ) ( 7 )

Из последнего выражения видно, что если tgδ<(ε-1)/εQC то (1/Qε-1/QC)<0, и, соответственно, Qε>QC, т.е. при введении такого образца добротность системы Qε растет; если tgδ>(ε-1)/εQC, то уменьшается, если tgδ=(ε-1)/εQC, то добротность не меняется, Qε=QC. Следовательно, выбирая для измерений резонатор с добротностью QC=(ε-1)/εtgδ, достигаем выполнение условия Qε=QC. При таком значении собственной добротности резонатора QC добротность системы Qε при вводе образца не меняется и равна некоторому значению Q: Qε=Q. Если при вводе образца добротность системы не меняется, коэффициент потерь tgδ определяем из соотношения (2).

Соотношение (7) отличается от (1) на величину (ε-1)/εQC, т.е. к известному выражению [1] для tgδ вводится поправка. Измеренные значения величины tgδ по обычному способу - прототипу оказываются заниженными. В этой связи некоторые известные в литературе данные по поглощению в диэлектриках подлежат корректировке в сторону увеличения потерь.

Далее рассмотрим изменение параметров системы в процессе ввода слабопоглощающего образца диэлектрика со значением tgδ<(ε-1)/εQC в резонатор с переменной увеличивающейся собственной добротностью QC. Вначале при малых QC при вводе такого образца добротность системы Qε будет возрастать. Однако в дальнейшем диэлектрик вводится в резонатор с все большим значением добротности QC. При некотором значении добротности QC=Q выполняется условие Qε=QC=Q. В этом случае для определения tgδ следует использовать соотношение (2).

Таким образом, в соответствии с изобретением процедура измерения коэффициента потерь диэлектриков заключается в следующем. В резонатор с известной добротностью вводят образец диэлектрика, частоту системы возвращают к исходному значению ω0 и измеряют добротность Qε. Подстройку частоты осуществляют способом, который практически не вносит дополнительных потерь и искажения структуры поля, например, прогибом стенки резонатора. Если при вводе образца добротность системы начинает возрастать, то tgδ<(ε-1)/εQC, и в этом случае собственную добротность резонатора увеличивают до такого значения Q, при котором добротность системы после ввода образца перестает увеличиваться и достигает этого же значения. Измеряя Q при известном значении £ из соотношений (2) определяют коэффициент потерь tgδ образца измеряемого диэлектрика. Если при вводе образца добротность системы уменьшается, предварительно уменьшают добротность резонатора до такого значения, при котором при вводе образца добротность системы начинает возрастать, и далее поступают в соответствии с описанной выше процедурой.

Экспериментальное сопоставление известного и нового способов измерения было проведено для образцов из кварцевого стекла с ε=3.8 и цилиндрического резонатора, возбужденного на моде Е010. Добротность резонатора меняли в диапазоне от ~4000 до ~7000, регулируя прижим его фланцев. При полностью прижатой крышке добротность резонатора составляла ~14000, расчетная добротность ~16000. Частота пустого резонатора составляла ω0/2π=2.418 ГГц, частота резонатора с диэлектриком ωε/2π=2.267 ГГц.

Таблица
Номер измерения Собственная добротность резонатора QC Добротность системы резонатор-диэлектрик Qε Коэффициент потерь tgδ образца диэлектрика
Известный способ (формула 1) Предлагаемый способ (формула 2)
1 4160 4630 <0 -
2 5550 5850 <0 -
3 6350 6550 <0 -
4 6500 6600 <0 -
5 6700 6680 ~0 1.1×10-4
6 7190 7050 >0

В приведенной серии измерений 1-6 прижимом верхней крышки собственная добротность резонатора менялась от 4160 до 7190, при этом добротность резонатора с образцом менялась от 4630 до 7050. По данным измерений 1-5 из соотношения (1), т.е. из обычного способа измерения, следует нефизичный вывод об отрицательном или нулевом значении величины tgδ образца измеряемого диэлектрика. При использовании соотношения (1) по данным измерения 5 получаем заниженное значение величины tgδ измеряемого диэлектрика на 1.1×10-4, по данным измерения 6 - на 1.0×10-4.

Правильное значение величины tgδ образца измеряемого диэлектрика получаем по предлагаемому способу, в соответствии с которым в процессе постепенного увеличения собственной добротности резонатора находится такая точка, в которой добротности резонатора без образца и с образцом сравниваются. В данном случае по соотношению (2) для измеренного образца кварца со значением ε=3.8 по результатам измерения 5 находим:

tgδ=1.1×10-4.

Таким образом, предлагаемый способ измерения, использующий эффект роста добротности системы резонатор-диэлектрик при вводе образца диэлектрика позволяет расширить диапазон измеряемых добротностей, повысить точность измерения коэффициента потерь tgδ диэлектриков.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.А. Брандт. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.:ГИФМЛ, 1963.

2. В.Н. Егоров. Резонансные методы исследования диэлектриков на С.В.Ч. //ПТЭ. 2007. №2. с.5-38.

3. Ю.В. Пименов. Линейная макроскопическая электродинамика. Долгопрудный: Издательский Дом Интеллект, 2008.

1. Способ определения коэффициента потерь tgδ диэлектриков, согласно которому образец диэлектрика цилиндрической формы вводят в область максимального электрического поля резонатора с частотой ω0, возбужденного на моде Е010, при этом ось резонатора совпадает с осью образца, высота резонатора совпадает с высотой образца, а объем образца много меньше объема резонатора, частоту системы резонатор-диэлектрик с помощью элементов подстройки возвращают к частоте ω0, на частоте ω0 измеряют добротность системы резонатор-диэлектрик и tgδ определяют из расчетного соотношения, характеризующийся тем, что, если добротность системы резонатор-диэлектрик больше собственной добротности резонатора, собственную добротность резонатора увеличивают до такого значения Q, при котором добротность системы резонатор-диэлектрик при вводе образца диэлектрика не меняется, и tgδ образца измеряемого диэлектрика определяют из соотношения: tgδ=(ε-1)/εQ, где ε - диэлектрическая постоянная образца диэлектрика; Q - собственная добротность резонатора, при которой при вводе образца диэлектрика добротность системы резонатор-диэлектрик не меняется; а если при вводе образца добротность системы уменьшается, предварительно уменьшают собственную добротность резонатора до такого значения, при котором при вводе образца добротность системы возрастает, и далее поступают в соответствии с описанной выше процедурой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что собственную добротность резонатора регулируют прижимом его крышки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения сопротивления и индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения эквивалентных параметров CG-двухполюсников. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при физических исследованиях механизмов затухания акустических волн в твердых телах и в технике при разработке и производстве акустических ВЧ и СВЧ резонаторов и фильтров.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности может быть использовано в спектроскопии диэлектриков для исследования диэлектрических характеристик веществ, знание которых необходимо при дистанционном электромагнитном зондировании, диэлектрическом каротаже, изучении молекулярного строения вещества.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. .

Изобретение относится к технической диагностике агрегатов машин, имеющих замкнутую систему смазки, и предназначено для анализа содержания продуктов загрязнения в работающем масле и экспресс-диагностики технического состояния машин.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения скорости потока газа или жидкости резистивными подогреваемыми датчиками. .

Изобретение относится к технике измерения электрических параметров полупроводниковых приборов и может быть использовано для контроля их качества. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано для измерения физических величин, контролируемых резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением, содержит первый резистор 1 (R1), второй резистор 2 (R2), третий резистор 3 (R3), четвертый резистор 4 (R4), управляемый напряжением и снабженный входом разрешения генерирования генератор 5 и МК 6. Первые выводы резисторов 1, 2, 3 и 4 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам МК 6, вторые выводы резисторов 1, 2, 3 и 4 подключены к входу управления напряжением генератора 5, выход которого подключен к счетному входу встроенного в МК 6 двоичного счетчика, пятый выход МК 6 подключен к входу разрешения генерирования генератора 5. Технический результат заключается в повышении чувствительности. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности может быть использовано в спектроскопии диэлектриков для исследования диэлектрических характеристик веществ, знание которых необходимо при дистанционном электромагнитном зондировании, диэлектрическом каротаже, изучении молекулярного строения вещества. В способе измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидких и сыпучих тел в широком диапазоне частот в одной ячейке, используемой в диапазоне частот выше 100 МГц как отрезок коаксиальной линии, а в диапазоне ниже 1 МГц как цилиндрический конденсатор, при этом в диапазоне частот выше 100 МГц диэлектрическая проницаемость вычисляется через измеренные значения комплексного коэффициента передачи электромагнитной волны (параметра матрицы рассеяния S12), а в диапазоне частот ниже 1 МГц - через измерение полной проводимости, новым является то, что для измерений в диапазоне частот 0,3-100 МГц используется дополнительный отрезок коаксиальной линии волновым сопротивлением 50 Ом сечения, большего, чем у ячейки, внутренний диаметр внешнего проводника которой определяют по формуле D 1 = d 1 exp ( Z 01 60 ) , где d1 - внешний диаметр корпуса ячейки; Z01 - волновое сопротивление дополнительного отрезка коаксиальной линии, в которой размещена ячейка, при этом ячейку включают как цилиндрический конденсатор в разрыв внутреннего проводника дополнительного отрезка коаксиальной линии, имеющего два СВЧ разъема, к центральным проводникам которых подключены с одной стороны центральный проводник ячейки, а с другой стороны - корпус ячейки через согласующий переходник в виде отрезка конической линии волновым сопротивлением 50 Ом, и производят его калибровку, для чего определяют параметры эквивалентной схемы дополнительного отрезка коаксиальной линии с расположенной в ней пустой ячейкой, затем заполняют ячейку исследуемым веществом и в диапазоне частот 0,3-100 МГц измеряют комплексный коэффициент передачи (параметр матрицы рассеяния S12) и по формулам, связывающим КДП с параметром S12, определяют КДП. Данный способ измерения КДП обеспечивает ее измерение в одной ячейке с низкой погрешностью во всем частотном диапазоне от 1 кГц до 6000 МГц. 9 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста Уитстона методом широтно-импульсной модуляции содержит первый резистор 1, второй резистор 2 (он же резистивный датчик), третий резистор 3, четвертый резистор 4, пятый резистор 5, шестой резистор 6, RC-фильтр 7 и микроконтроллер 8. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к входу RC-фильтра 7, выход которого подключен к первому входу АК микроконтроллера 8, первый вывод резистора 5 подключен ко второму выводу резистора 2 и к первому выводу резистора 6, второй вывод резистора 5 подключен к выходу ШИМ микроконтроллера 8, первые выводы резисторов 3 и 4 подключены ко второму входу АК микроконтроллера 8, вторые выводы резисторов 1, 3, 4 и 6 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому дискретным выходам микроконтроллера 8. Технический результат заключается в повышении точности микроконтроллерного измерительного преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения. Устройство для измерения свойства диэлектрического материала содержит генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент, соединенный выходом со входом фазовращателя, передающую и приемную антенны, детектор, подключенный выходом к блоку обработки информации, и аттенюатор. Для достижения технического результата введены первый и второй волноводные тройники и второй развязывающий элемент, причем выход генератора электромагнитных колебаний соединен с первым плечом первого волноводного тройника, второе плечо которого подключено к входу первого развязывающего элемента, выход фазовращателя через аттенюатор соединен с первым плечом второго волноводного тройника, второе плечо которого подключено к приемной антенне, третье плечо второго волноводного тройника соединено со входом детектора, третье плечо первого волноводного тройника через второй развязывающий элемент соединен с передающей антенной. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано для измерения электрофизических параметров материалов. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности до порядка 1 микрометра, а также повышении чувствительности до уровня, достаточного для определения параметров материалов с диэлектрической проницаемостью в диапазоне 1.5÷400 и проводимостью в диапазоне 2·10-2 Oм-1·м-1÷107 Ом-1·м-1.Заявленное устройство содержит СВЧ-генератор с подключенным к нему прямоугольным волноводом, имеющим измерительное устройство с волноводной резонансной системой в качестве оконечного устройства, причем оконечное устройство содержит емкостную металлическую диафрагму, согласно решению на емкостную металлическую диафрагму наложен плоскопараллельный образец диэлектрика с площадью, равной площади фланца волновода, а на образец диэлектрика наложен зонд в виде металлической проволоки с длиной от 12 до 20 мм и диаметром от 0,1 до 0,5 мм с заостренным концом, изогнутым под прямым углом, отрезок зонда большей длины расположен на диэлектрической пластине перпендикулярно щели в диафрагме, отрезок зонда с заостренным концом меньшей длины перпендикулярен плоскости образца диэлектрика, при этом толщина плоскопараллельного образца диэлектрика t выбрана из условия t ε 〈 〈 λ в , где λв - длина волны основного типа в волноводе, ε - диэлектрическая проницаемость пластины. 3 ил., 1 прим. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров диссипативных CG-двухполюсников - эквивалентов емкостных измерительных преобразователей. Устройство содержит первый и второй источники образцового напряжения, электронный коммутатор, измеряемый CG-двухполюсник. Новым является использование для измерения параметров CG-двухполюсников электронного ключа, интегратора, переменного резистора R, операционного усилителя, инвертирующего триггера Шмидта, измерителя временных интервалов и измерителя напряжения. Технический результат заключается в повышении чувствительности к малым емкостям измерительного преобразователя на низких частотах. 3 ил.

Изобретение относится к технике измерения диэлектриков методом объемного резонатора при нагреве в диапазоне температур до 2000°C. Устройство содержит цилиндрический резонатор, ограниченный с одной стороны торцевой стенкой волновода СВЧ, а с другой стороны подвижным поршнем со штоком, загрузочное окно для установки образца исследуемого материала, измеритель температуры, подвод защитного газа, механизм перемещения поршня со штоком. При этом торцевая стенка волновода СВЧ выполнена водоохлаждаемой, а нагреватель содержит ряд трубчатых элементов из графита с односторонним выводом на токоподводы. Поршень установлен на полом составном штоке, нагреваемая часть которого выполнена в виде тонкостенной трубы из термостойкого материала, а другая в виде трубы с водяным охлаждением и снабжена фланцем с уплотнительной прокладкой. Причем к водоохлаждаемой части штока герметично подсоединен оптический пирометр, а шток закреплен на платформе модуля линейного перемещения. Механизм перемещения поршня со штоком включает два последовательно работающих модуля линейных перемещений с электромеханическими приводами, совмещенных с единым датчиком измерения перемещений, а подвод защитного газа размещен в зоне окуляра пирометра. Технический результат заключается в повышении точности измерения параметров диэлектриков при температурах до 2000°C и автоматизации процесса измерения. 1 ил.

Изобретение относится к технике измерения диэлектриков методом объемного резонатора при нормальной температуре. Устройство содержит волновод СВЧ, резонатор с цилиндрической частью, ограниченный с одной стороны торцевой стенкой волновода СВЧ, а с другой стороны короткозамыкающим поршнем с возможностью осевого перемещения внутри резонатора, механизм перемещения поршня и блок радиоизмерительного оборудования. При этом волновод СВЧ, цилиндр резонатора и механизм перемещения установлены в едином цилиндрическом корпусе. Цилиндр резонатора установлен внутри корпуса с возможностью осевого перемещения и снабжен зажимами для фиксации в корпусе, а поршень посредством штока закреплен на платформе модуля осевого перемещения с приводом от серводвигателя, совмещенного с измерителем линейного перемещения. Серводвигатель оснащен системой автоматического управления, связанной с радиометрическим блоком фиксации резонансного положения поршня. Технический результат заключается в повышении точности измерения параметров диэлектриков и автоматизации процесса измерения. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. В частности, оно может быть использовано в радиочастотных резонансных датчиках. Способ измерения заключается в том, что периодически на вход резонатора подают колебания с частотой, изменяющейся дискретно с заданным шагом в прямом и обратном направлении по симметричному закону в диапазоне изменения измеряемой резонансной частоты. При этом формируют случайный сигнал, которым модулируют колебания, подаваемые на вход резонатора, фиксируют в каждом полупериоде этих изменений экстремум АЧХ резонатора и соответствующую этому экстремуму частоту и определяют резонансную частоту как среднее значение зафиксированных частот экстремумов за n-ое количество периодов указанных изменений, которое рассчитывают по формуле n≥(Δf/δa)2/8, где Δf - шаг перестройки частоты колебаний, подаваемых на вход резонатора; δa - требуемая абсолютная погрешность определения резонансной частоты. При этом модулируют случайным сигналом амплитуду колебаний, подаваемых на вход резонатора. Технический результат - повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного или синхронного двигателя. Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя содержит (фиг.) МК 1, делитель напряжения 2, управляемый источник опорного напряжения 3, первый управляемый ключ 4, индикатор 5, источник постоянного напряжения 6, диагностируемую обмотку электродвигателя 7, второй ключ 8 и образцовую индуктивность 9. Первый вывод источника постоянного напряжения 6 подключен к первым выводам индуктивностей 7 (диагностируемая обмотка электродвигателя) и 9 (образцовая индуктивность), вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «верхнем» (подключается индуктивность 7), либо в «нижнем» (подключается образцовая индуктивность 9) положении. Первый вывод второго ключа подключен ко вторым выводам первого управляемого ключа и делителя напряжения. Вывод управления первого ключа подключен к МК 1, вход управления источника опорного напряжения 3 подключен в выходу широтно-импульсного модулятора (на фиг. не показан) МК 1, выход источника опорного напряжения 3 подключен к первому входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) МК 1, ко второму входу аналогового компаратора МК 1 подключен средний вывод делителя напряжения 2, первый крайний вывод делителя напряжения 2 подключен к первым выводам первого управляемого ключа 4 и источника постоянного напряжения 6, индикатор 5 подключен к выходу соответствующего порта МК 1. Технический результат заключается в повышении точности устройства за счет организации сравнения ЭДС самоиндукции образцовой и диагностируемой обмоток. 1 ил.
Наверх