Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации



Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации
Способ для измерения характеристик резонансных структур и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2550593:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технически университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)

Техническое решение относится к технике резонансных радиотехнических измерений для вычисления и мониторинга комплексной диэлектрической проницаемости материалов. Сущность: способ для измерения характеристик резонансных структур заключается в том, что генерируют одночастотное зондирующее колебание, преобразуют его в многочастотное, подают его на вход и принимают с выхода резонансной структуры, перестраивают частоту зондирующего колебания в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры, регистрируют изменения его параметров, по которым определяют резонансную частоту fp, амплитуду Up и добротность Q резонансной структуры. Отличительной особенностью данного способа является то, что зондирующее колебание на входе резонансной структуры формируют как два двухчастотных колебания с двумя парами составляющих равной или попарно равной амплитуды соответственно на частотах f11, f12 и f21, f22 с одинаковой средней частотой fC=(f11+f12)/2=(f21+f22)/2 и разными разностными частотами ΔfP1=f11-f12 и ΔfP2=f21-f22, меньших или одна из которых равна полосе пропускания резонансной структуры, перестраивают среднюю частоту fC, причем в ходе перестройки разностные частоты ΔfP1 и ΔfP2 оставляют неизменными, регистрируют изменение средней частоты зондирующего колебания fC и параллельно измеряют коэффициент модуляции m1 и m2 огибающих сигнала биений между составляющими 1-го и 2-го двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры. По достижении коэффициентом модуляции значения m1=m2=1 измеряют резонансную частоту fP как равную значению средней частоты fC в данный момент времени и измеряют соответствующие ему амплитуды огибающих сигнала биений между составляющими 1-го и 2-го двухчастотных колебаний U1 и U2 на выходе резонансной структуры, далее вычисляют резонансную амплитуду UP резонансной структуры по выражению U p = ( χ 2 U 1 2 U 2 2 ) / ( χ 2 1 ) , где χ=U2ΔfP2/U1ΔfP1, и добротность Q резонансной структуры - Q = f p Δ f P i ( U p / U i ) 2 1 , где i равно 1 или 2. В устройство для измерения характеристик резонансных структур, содержащее последовательно соединенные перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор и детектор, а также контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур, последовательно соединенные с коммутатором первую линию передачи, резонансную структуру и вторую линию передачи, где второй выход коммутатора подключен к входу первой линии передачи, а второй вход коммутатора подключен к выходу второй линии передачи, дополнительно введены перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот, подключенные входами параллельно к выходу детектора, выходами соответственно к первому и второму входам контроллера управления и измерения характеристик резонансных структур, а перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор, контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур и перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления. Технический результат: повышение чувствительности и точности измерений. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 2 прил.

 

Техническое решение относится к способам и устройствам для резонансных радиотехнических измерений, в частности, к способам и устройствам для измерения характеристик резонансных структур, таких как резонансная частота, амплитуда и добротность, которые затем используются для вычисления и мониторинга комплексной диэлектрической проницаемости различных материалов, например, в ходе технологических процессов отверждения термореактивных полимеров. Базовым элементом устройств, реализующих указанные способы измерений, является планарный, линейный или объемный резонансный датчик, у которого меняется резонансная частота, амплитуда и добротность как после его заполнения полимером, так и в силу приобретения полимером в ходе технологического процесса отверждения новых физико-химических свойств и соответствующего изменения его электрофизических характеристик.

Известен способ для измерения характеристик резонансных структур (см. Патент США №6617861 B1 «Устройство и метод для измерения и мониторинга комплексной диэлектрической проницаемости материалов», 324/637, МПК 8 G01R 27/04, 09.09.2003), заключающийся в том, что генерируют одночастотное зондирующее колебание, подают его на вход и принимают с выхода резонансной структуры, перестраивают частоту зондирующего колебания в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры, регистрируют изменения его параметров, по которым определяют резонансные частоту fp, амплитуду Up и добротность Q резонансной структуры.

Устройство, реализующее данный способ, содержит перестраиваемый по частоте генератор, соединенный с коммутатором, детектор, соединенный с контроллером управления и измерения характеристик резонансных структур, а также последовательно соединенные первую линию передачи, резонансную структуру и вторую линию передачи, при этом первый выход коммутатора подключен к входу первой линии передачи, его второй вход к выходу второй линии передачи, а второй выход к входу детектора, перестраиваемый по частоте генератор, коммутатор, детектор и контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления.

Недостатком устройства, применяемого при данном способе, и является использование широкополосного пикового детектора мощности СВЧ диапазона, ширина полосы пропускания которого может достигать 1-10 ГГц и определяется характеристиками обрабатываемых материалов и диапазоном измерений. Спектральное измерение мощности характеризуется малым отношением сигнал/шум, обусловленным как широкой полосой и гомодинным характером приема выходного колебания резонансной структуры, так и наличием интенсивных шумов пикового детектора низкочастотной природы. Все это приводит к появлению дополнительных источников погрешностей измерения характеристик резонансных структур и снижению их точности в целом.

Прототипом технического решения является способ для измерения характеристик резонансных структур (описанный в работе устройства для измерения характеристик резонансных структур, см. Патент РФ №124812 U1 на полезную модель «Устройство для измерения характеристик резонансных структур», МПК G01R 27/04, 25.09.2012), заключающийся в том, что генерируют исходное одночастотное колебание, передают его к резонансной структуре, а с выхода резонансной структуры принимают зондирующее колебание уже на детекторе, на выходе которого образуется сигнал, соответствующий огибающей биений двух составляющих выходного двухчастотного колебания, далее перестраивают среднюю частоту fC зондирующего двухчастотного колебания с заданным шагом в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры с сохранением постоянной в ходе перестройки разностной частоты, регистрируют изменения его параметров, по которым определяют резонансную частоту fp, амплитуду Up и добротность Q резонансной структуры.

Устройство для реализации описанного выше способа, выбранное в качестве прототипа, содержит последовательно соединенные перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, выполненный как преобразователь одночастотного колебания в двухчастотное, коммутатор и детектор, контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур, а также последовательно соединенные первую линию передачи, резонансную структуру и вторую линию передачи, причем второй выход коммутатора подключен к входу первой линии передачи, а второй вход к выходу второй линии передачи, при этом перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор и контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления.

Описанный выше способ и устройство используют оборудование, применимое в условиях производства и реальных технологических процессов. Его использование позволяет избавиться от шумов низкочастотной природы. Однако недостатком данного способа и устройства является использование широкополосного детектора огибающей СВЧ диапазона, ширина полосы пропускания которого может достигать 100-1000 МГц и определяется значением большей разностной частоты двухчастотного зондирующего колебания. Данная полоса пропускания меньше, чем у аналога, однако, и в этом случае вклад шумов при обработке сигнала на выходе детектора будет значительным, что приводит к снижению чувствительности измерений.

Решаемая техническая задача заключается в повышении чувствительности и точности измерений.

Решаемая техническая задача в способе для измерения характеристик резонансных структур, заключающемся в том, что генерируют исходное одночастотное колебание, передают его к резонансной структуре, а с выхода резонансной структуры принимают зондирующее колебание уже на детекторе, на выходе которого образуется сигнал, соответствующий огибающей биений двух составляющих выходного двухчастотного колебания, далее перестраивают среднюю частоту fC зондирующего двухчастотного колебания с заданным шагом в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры с сохранением постоянной в ходе перестройки разностной частоты, регистрируют изменения его параметров, по которым определяют резонансные частоту fp, амплитуду Up и добротность Q резонансной структуры, достигается тем, что зондирующий сигнал формируют состоящим из двух двухчастотных колебаний соответственно с составляющими f11, f12 и f21, f22 одинаковой амплитуды или попарно одинаковой амплитуды U 11 ' = U 12 ' и U 21 ' = U 22 ' , со средней частотой равной fC=(f12+f11)/2=(f22+f21)/2, затем задают разностные частоты между формируемыми составляющими первого и второго двухчастотных колебаний соответственно ΔfP1=f12-f11 и ΔfP2=f22-f21 как правило меньших или одна из которых равна ширине полосы пропускания резонансной структуры, при этом сама средняя частота подавляется, а на сформированные разностные частоты ΔfP1 и ΔfP2 производится настройка перестраиваемых избирательных фильтров первой и второй разностной частот, затем передают оба двухчастотных колебания к резонансной структуре, на выходе которой происходит изменение амплитуд составляющих, где они становятся неравными в зависимости от взаимного положения их средней частоты fC и резонансной частоты fP, далее оба двухчастотных колебания подаются на детектор, на выходе которого образуются сигналы, соответствующие биениям первого и второго двухчастотных сигналов, соответственно на частотах, равных первой и второй разностным частотам ΔfP1 и ΔfP2, затем подается команда для перестройки средней частоты двухчастотных колебаний с заданным шагом в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры, и в это же время в ходе перестройки регистрируют изменение средней частоты fC двухчастотных колебаний и измеряют коэффициенты модуляции m1 и m2 огибающих и, если при достижении равенства средней частоты fC резонансной частоте fP значения m1 и m2 становятся равными единице, тогда останавливают перестройку частоты fC и определяют резонансную частоту fP как равную значению средней частоты fC в данный момент времени, и измеряют в данный момент времени амплитуду огибающих первой U1 и второй U2 пар двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры, а сам факт равенства коэффициентов модуляции m1 и m2 единице для огибающих сигналов биений первого и второго двухчастотных колебаний с разностными частотами ΔfP1 и ΔfP2, зарегистрированный на выходе перестраиваемых избирательных фильтров первой и второй разностных частот, используется для принятия решения об определении резонансной частоты fP=fC, после чего вычисляют резонансную амплитуду Up резонансной структуры 7 по выражению:

где χ=U2ΔfP2/U1ΔfP1, и добротность Q резонансной структуры 7 по выражению:

где i=1, 2.

Решаемая техническая задача в устройстве для измерения характеристик резонансных структур, содержащем последовательно соединенные перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор и детектор, а также содержащем контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур, последовательно соединенные с коммутатором первую линию передачи, резонансную структуру и вторую линию передачи, где второй выход коммутатора подключен к входу первой линии передачи, а второй вход коммутатора подключен к выходу второй линии передачи, достигается тем, что преобразователь одночастотного колебания в многочастотное выполнен как формирователь двух двухчастотных колебаний с равными или попарно равными амплитудами составляющих, с одинаковой средней частотой и разными разностными частотами и дополнительно введены перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот, подключенные входами параллельно к выходу детектора, выходами соответственно к первому и второму входам контроллера управления и измерения характеристик резонансных структур, а перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор, контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур и перестраиваемые избирательные фильтры и соответственно первой и второй разностных частот имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ измерения характеристик резонансных структур.

На фиг.2 показано спектральное расположение двух двухчастотных колебаний относительно резонансной структуры в случае совпадения их средней частоты с резонансной частотой резонансной структуры, где f11 и f12, f21 и f22 - частоты составляющих двух двухчастотных зондирующих колебаний на выходе преобразователя одночастотного колебания в многочастотное; fc=(f12+f11)/2=(f22+f21)/2 - средняя частота двух двухчастотных зондирующих колебаний; ΔfP1=f12-f11 и ΔfP2=f22-f21 - первая и вторая разностные частоты двухчастотных зондирующих колебаний; fp - резонансная частота резонансной структуры; U1 и U2 - амплитуды составляющих двух двухчастотных зондирующих колебаний, отраженные от или прошедшие через резонансную структуру и выделенные соответственно на первой и второй разностных частотах ΔfP1 и ΔfP2 на выходе перестраиваемых избирательных фильтров и первой и второй разностных частот; UP - резонансная амплитуда резонансной структуры.

На фиг.3 показана относительная обобщенная расстройка полосы пропускания резонансной структуры, на которой отображена зависимость коэффициента модуляции огибающей биений сигналов первого двухчастотного колебания, полученного на выходе преобразователя одночастотного колебания в многочастотное, прошедшего через или отраженного от резонансной структуры и зарегистрированного на выходе перестраиваемого избирательного фильтра первой разностной частоты, от относительной обобщенной расстройки полосы пропускания резонансной структуры.

В приложении 1 представлен алгоритм управления контроллером управления и измерения характеристик резонансных структур отдельными блоками устройства в ходе измерений через шину управления, в приложении 2 дан алгоритм работы контроллера управления и измерения характеристик резонансных структур для осуществления измерений характеристик резонансных структур.

Устройство для измерения характеристик резонансных структур (фиг.1) содержит последовательно соединенные перестраиваемый по частоте генератор 1, преобразователь 2 одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор 3 и детектор 4, а также содержит контроллер 5 управления и измерения характеристик резонансных структур, последовательно соединенные с коммутатором 3 первую линию передачи 6, резонансную структуру 7 и вторую линию передачи 8, где второй выход коммутатора 3 подключен к входу первой линии передачи 6, а второй вход коммутатора подключен к выходу второй линии передачи 8, причем преобразователь 2 одночастотного колебания в многочастотное выполнен как формирователь двух двухчастотных колебаний с равными или попарно равными амплитудами составляющих, с одинаковой средней частотой и разными разностными частотами и дополнительно введены перестраиваемые избирательные фильтры 9 и 10 соответственно первой и второй разностных частот, подключенные входами параллельно к выходу детектора 4, выходами соответственно к первому и второму входам контроллера 5 управления и измерения характеристик резонансных структур, а перестраиваемый по частоте генератор 1, преобразователь 2 одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор 3, контроллер 5 управления и измерения характеристик резонансных структур и перестраиваемые избирательные фильтры 9 и 10 соответственно первой и второй разностных частот имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления 11.

Изображенными на фиг.1 штриховыми линиями условно показаны первая 6 и вторая 8 линии передачи, выполненные на основе коаксиального кабеля. Соединения между перестраиваемым по частоте генератором 1, преобразователем 2 одночастотного колебания в многочастотное, коммутатором 3 и детектором 4 также показаны штриховыми линиями, поскольку имеют отношения к СВЧ блокам. Тип используемых соединений (полосковый, коаксиальный, волноводный и т.д.) условно не показан, поскольку они могут быть выполнены в любом исполнении, в том числе и интегральном при интегральном объединении всех блоков устройства для измерения характеристик резонансных структур. Система электропитания блоков, входящих в состав устройства для измерения характеристик резонансных структур, условно не показана.

На фиг.2 показано спектральное расположение двух двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры 7 в случае совпадения их средней частоты fC с резонансной частотой fP резонансной структуры 7.

Изображенные на фиг.2 составляющие первого и второго двухчастотных колебаний f11, f21, f22, f12 и их расположение показаны в случае совпадения их средней частоты fC=(f12+f11)/2=(f22+f21)/2 с резонансной частотой fP резонансной структуры 7. Сигнал, зондирующий резонансную структуру 7, в отличие от существующих аналогов и прототипа представляет собой два двухчастотных колебания соответственно с составляющими f11, f12 и f21, f22 с различными разностными частотами ΔfP1=f12-f11 и ΔfP2=f22-f21. Исходные амплитуды составляющих U 11 ' , U 12 ' и U 21 ' , U 22 ' на выходе преобразователя 2 одночастотного колебания в многочастотное равны U 11 ' = U 12 ' = U 21 ' = U 22 ' или попарно равны U 11 ' = U 12 ' и U 21 ' = U 22 ' . В случае совпадения их средней частоты fC с резонансной частотой fP резонансной структуры амплитуды составляющих первого и второго двухчастотных колебаний, отраженные от или прошедшие через резонансную структуру 7, будут равны попарно U1=U11=U12 и U2=U21=U22.

На фиг.3 показана относительная обобщенная расстройка полосы пропускания резонансной структуры. Отображена зависимость коэффициента модуляции m1 огибающей биений сигналов первого двухчастотного колебания, полученного на выходе преобразователя 2 одночастотного колебания в многочастотное, прошедшего через или отраженного от резонансной структуры 7 и зарегистрированного на выходе перестраиваемого избирательного фильтра 9 первой разностной частоты, от относительной обобщенной расстройки полосы пропускания резонансной структуры 7.

Изображенная на фиг.3 зависимость коэффициента модуляции m1 огибающей биений первого двухчастотного колебания на разностной частоте ΔfP1 от относительной обобщенной расстройки полосы пропускания резонансной структуры 7 представлена для случая, когда разностная частота ΔfP1 меньше или равна ширине ее полосы пропускания. Характерной точкой данной зависимости является точка нулевой относительной обобщенной расстройки, которая соответствует равенству средней частоты fC зондирующего колебания резонансной частоте fP резонансной структуры 7. В этом случае коэффициент модуляции m1 огибающей сигнала биений первого двухчастотного колебания на разностной частоте ΔfP1, зарегистрированный на выходе перестраиваемого избирательного фильтра 9 первой разностной частоты, будет равен единице.

Все сказанное выше относится и к зависимости коэффициента модуляции m2 огибающей биений второго двухчастотного колебания с разностной частотой ΔfP2. В этом случае коэффициент модуляции m2 огибающей сигнала биений второго двухчастотного колебания с разностной частотой ΔfP2, зарегистрированный на выходе перестраиваемого избирательного фильтра 10 второй разностной частоты, будет равен единице.

Факт равенства коэффициентов модуляции m1 и m2 единице для огибающих сигналов биений первого и второго двухчастотных колебаний с разностными частотами ΔfP1 и ΔfP2, зарегистрированных на выходе перестраиваемых избирательных фильтров 9 и 10 первой и второй разностных частот, используется для принятия решения об определении резонансной частоты fP=fC.

Рассмотрим осуществление способа и работу устройства для измерения характеристик резонансных структур.

Для начала работы с устройством производят включение блоков к сети электропитания согласно их нормируемому напряжению.

Для измерения характеристик резонансных структур с помощью перестраиваемого по частоте генератора 1 генерируют исходное одночастотное колебание, которое преобразуют в зондирующее колебание в преобразователе 2 одночастотного колебания в многочастотное.

Для этого с контроллера 5 управления и измерения характеристик резонансных структур через шину управления 11 подается команда управления параметрами генерации перестраиваемого по частоте генератора 1 преобразования в преобразователе 2 одночастотного колебания в многочастотное и настройки перестраиваемых избирательных фильтров 9 и 10 первой и второй разностной частот. Алгоритм управления контроллером 5 управления и измерения характеристик резонансных структур отдельными блоками устройства в ходе измерений через шину управления 11 представлен в Приложении 1.

В соответствии с поданной командой зондирующий сигнал в преобразователе 2 одночастотного колебания в многочастотное формируют состоящим из двух двухчастотных колебаний соответственно с составляющими f11, f12 и f21, f22 одинаковой амплитуды U 11 ' = U 12 ' = U 21 ' = U 22 ' или попарно одинаковой амплитуды U 11 ' = U 12 ' и U 21 ' = U 22 ' . Для его формирования в перестраиваемом по частоте генераторе 1 генерируют среднюю частоту равную fC=(f12+f11)/2=(f22+f21)/2. Средняя частота поступает в преобразователь 2 одночастотного колебания в многочастотное, в котором по полученной команде задают разностные частоты между формируемыми составляющими первого и второго двухчастотных колебаний соответственно ΔfP1=f12-f11 и ΔfP2=f22-f21, как правило, меньше или одна из которых равна ширине полосы пропускания резонансной структуры 7. При этом сама средняя частота подавляется. На сформированные разностные частоты ΔfP1 и ΔfP2 производится настройка перестраиваемых избирательных фильтров 9 и 10 первой и второй разностной частот.

Затем передают оба двухчастотных колебания к резонансной структуре 7 через коммутатор 3 и первую линию передачи 6. В обоих двухчастотных колебаниях, проходящих через или отраженных от резонансной структуры 7, происходит изменение амплитуд составляющих, они становятся неравными в зависимости от взаимного положения их средней частоты fC и резонансной частоты fP резонансной структуры 7.

Далее принимают оба двухчастотных колебания после воздействия на резонансную структуру 7 на детекторе 4. При этом возможна реализация двух режимов приема в зависимости от типа резонансной структуры 7, приспособленной для работы на отражение или пропускание.

- При работе на отражение в соответствии с алгоритмом управления по шине управления 11 включают коммутатор 3 по команде с контроллера 5 управления и измерения характеристик резонансных структур в режим «циркулятора», так что отраженные от резонансной структуры 7 выходные двухчастотные колебания через первую линию передачи 6 и первый выход коммутатора 3 поступают на второй выход коммутатора 3 и далее на детектор 4.

- При работе на пропускание в соответствии с алгоритмом управления по шине управления 11 включают коммутатор 3 по команде с контроллера 5 управления и измерения характеристик резонансных структур в режим «двойного Т-моста», так что прошедшие через резонансную структуру 7 выходные двухчастотные колебания через вторую линию передачи 8 и второй вход коммутатора 3 поступают на второй выход коммутатора 3 и потом на детектор 4.

На выходе детектора 4 образуются сигналы, отраженные от или прошедшие через резонансную структуру 7, соответствующие биениям первого и второго двухчастотных сигналов соответственно на частотах, равных первой и второй разностным частотам ΔfP1 и ΔfP2, которые также соответственно выделяются перестраиваемыми избирательными фильтрами 9 и 10 первой и второй разностных частот.

Далее в соответствии с алгоритмом управления подают команду по шине управления 11 с контроллера 5 управления и измерения характеристик резонансных структур на перестраиваемый по частоте генератор 1 для перестройки средней частоты двухчастотных колебаний с заданным шагом в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры 7, и на преобразователь 2 одночастотного колебания в многочастотное для сохранения постоянных в ходе перестройки разностных частот ΔfP1 и ΔfP2.

В ходе перестройки в контроллере 5 управления и измерения характеристик резонансных структур регистрируют изменение средней частоты fC двухчастотных колебаний и измеряют коэффициенты модуляции m1 и m2 огибающих на выходе перестраиваемых избирательных фильтров 9 и 10 первой и второй разностных частот. При достижении равенства средней частоты fC резонансной частоте fP резонансной структуры 7 (фиг.2) значения m1 и m2 становятся равными единице (фиг.3). Тогда останавливают перестройку средней частоты fC и определяют резонансную частоту fP резонансной структуры 7 как равную значению средней частоты fC в данный момент времени, и измеряют в данный момент времени амплитуду огибающих первой U1 и второй U2 пар двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры 7. Алгоритм работы контроллера 5 управления и измерения характеристик резонансных структур для осуществления измерений характеристик резонансных структур представлен в Приложении 2.

На фиг.2 показано спектральное расположение двух двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры 7 в случае совпадения их средней частоты fC с резонансной частотой fP резонансной структуры 7.

Изображенные на фиг.2 составляющие первого и второго двухчастотных колебаний f11, f21, f22, f12 и их расположение показаны в случае совпадения их средней частоты fC=(f12+f11)/2=(f22+f21)/2 с резонансной частотой fP резонансной структуры 7. Зондирующий резонансную структуру 7 сигнал в отличие от существующих аналогов и прототипа представляет собой два двухчастотных колебания соответственно с составляющими f11, f12 и f21, f22 с различными разностными частотами ΔfP1=f12-f11 и ΔfP2=f22-f21. Исходные амплитуды составляющих U 11 ' , U 12 ' и U 21 ' , U 22 ' на выходе преобразователя 2 одночастотного колебания в многочастотное равны U 11 ' = U 12 ' = U 21 ' = U 22 ' или попарно равны U 11 ' = U 12 ' и U 21 ' = U 22 ' . В случае совпадения их средней частоты fC с резонансной частотой fP резонансной структуры амплитуды составляющих первого и второго двухчастотных колебаний, отраженные от или прошедшие через резонансную структуру 7, будут равны попарно U1=U11=U12 и U2=U21=U22.

На фиг.3 изображена зависимость коэффициента модуляции m1 огибающей биений сигналов первого двухчастотного колебания, полученного на выходе преобразователя 2 одночастотного колебания в многочастотное, прошедшего через или отраженного от резонансной структуры 7 и зарегистрированного на выходе перестраиваемого избирательного фильтра 9 первой разностной частоты, от относительной обобщенной расстройки полосы пропускания резонансной структуры 7.

Изображенная на фиг.3 зависимость коэффициента модуляции m1 огибающей биений первого двухчастотного колебания на разностной частоте ΔfP1 от относительной обобщенной расстройки полосы пропускания резонансной структуры 7 представлена для случая, когда разностная частота ΔfP1 меньше или равна ширине ее полосы пропускания. Характерной точкой данной зависимости является точка нулевой относительной обобщенной расстройки, которая соответствует равенству средней частоты fC зондирующего колебания резонансной частоте fP резонансной структуры 7. В этом случае коэффициент модуляции m1 огибающей сигнала биений первого двухчастотного колебания на разностной частоте ΔfP1, зарегистрированный на выходе перестраиваемого избирательного фильтра 9 первой разностной частоты, будет равен единице.

Все сказанное выше относится и к зависимости коэффициента m2 модуляции огибающей биений второго двухчастотного колебания с разностной частотой ΔfP2. В этом случае коэффициент модуляции m2 огибающей сигнала биений второго двухчастотного колебания с разностной частотой ΔfP2, зарегистрированный на выходе перестраиваемого избирательного фильтра 10 второй разностной частоты, будет равен единице.

Факт равенства коэффициентов модуляции m1 и m2 единице для огибающих сигналов биений первого и второго двухчастотных колебаний с разностными частотами ΔfP1 и ΔfP2, зарегистрированный на выходе перестраиваемых избирательных фильтров 9 и 10 первой и второй разностных частот, используется для принятия решения об определении резонансной частоты fP=fC.

Далее в соответствии с алгоритмом измерений в контроллере 5 управления и измерения характеристик резонансных структур вычисляют резонансную амплитуду Up резонансной структуры 7 по выражению:

где χ=U2ΔfP2/U1ΔfP1, и добротность Q резонансной структуры 7 по выражению:

где i=1 или 2, fp - резонансная частота, fc - средняя частота, Ui - амплитуда огибающей зондирующего колебания, Up - резонансная амплитуда, Q - добротность, m - коэффициент модуляции, Δfpi - разностная частота.

Таким образом, измеряя на выходе перестраиваемых избирательных фильтров 9 и 10 первой и второй разностных частот:

- коэффициенты модуляции m1 и m2 огибающих сигналов биений первого и второго двухчастотного колебания, отраженного от или прошедшего через резонансную структуру 7, определяют резонансную частоту fP=fC при равенстве m1=m2=1;

- амплитуды огибающих первого U1 и второго U2 двухчастотных колебаний, отраженных от или прошедших через резонансную структуру 7, определяют резонансную амплитуду Up при разностных частотах ΔfP1 и ΔfP2 и настройке на резонансную частоту fC=fP;

- далее вычисляют по полученным значениям добротность Q резонансной структуры 7.

Перестраиваемые избирательные фильтры 9 и 10 первой и второй разностных частот выполнены перестраиваемыми для выполнения условия по соответствию значений разностных частот ΔfP1 и ΔfP2, которые должны быть меньше или одна из них равна полосе пропускания резонансной структуры 7.

Устройство для осуществления способа измерения характеристик резонансных структур может быть реализовано на следующих элементах, рассчитанных на работу в СВЧ диапазоне 1-5 ГГц:

- перестраиваемый по частоте генератор 1 - генератор AD9914 фирмы Analog Devices;

- преобразователь 2 одночастотного колебания в многочастотное - N-канальный синтезатор частот ADF4156 фирмы Analog Devices;

- коммутатор 3 - управляемые циркуляторы, двойные Т-мосты или комбинированные устройства фирм Microwave Devices или ФГУП «Исток»;

- детектор 4 - детектор огибающий ADL5511 фирмы Analog Devices;

- контроллер 5 управления и измерения характеристик резонансных структур - микропроцессорный контроллер на базе чипов фирм Atmel, Microchip и т.д.;

- первая и вторая линии передачи 6 и 8 - коаксиальные кабели типа РК, полосковые линии или отрезки волноводов в соответствии с полосой резонансной структуры;

- резонансная структура 7 - устройство может быть реализовано с использованием различных типов структур, конкретный вид которых определяется в зависимости от решаемых задач и, в свою очередь, от вида проводимых измерений: на отражение или на пропускание. Это могут быть полосковые, волноводные, кабельные, плоскостные и объемные резонаторы и т.д.;

- перестраиваемый избирательный фильтр 9 и 10 первой и второй разностных частот - фирма Agilent;

- шина управления 11 - шины, реализующие передачу сигналов управления и данных по протоколам Modbus, RS и других.

При реализации устройства для осуществления способа измерения характеристик резонансных структур все указанные блоки генерации, приема и обработки сигналов могут быть выполнены на едином кристалле в интегральном исполнении.

По сравнению с существующими способами и устройствами (включая прототип) для измерения характеристик резонансных полосковых, волноводных, кабельных, плоскостных и объемных датчиков, которые характеризуются изменениями резонансной частоты, амплитуды и добротности в зависимости от изменения электрофизических параметров материалов, заполняющих их в ходе технологических процессов обработки, например, отверждения полимеров, предложенные способ и устройство с многочастотным зондированием двумя двухчастотными колебаниями резонаторного датчика и измерением коэффициентов модуляции и амплитуд огибающих биений указанных двухчастотных колебаний после отражения от или прохождения через него с дальнейшим вычислением резонансных характеристик не требует применения широкополосного приема, а позволяет обрабатывать сигнал на частотах биений компонент первой и второй пар двухчастотных сигналов, равных разностным частотам между ними, и выделенных перестраиваемыми избирательными фильтрами первой и второй разностных частот, что существенно сужает полосу пропускания приемной части устройства (с сотен МГц до сотен Гц, что определяется полосой пропускания перестраиваемых избирательных фильтров первой и второй разностных частот и шириной линии генерации перестраиваемого по частоте генератора) и соответственно повышает отношение сигнал/шум измерений. Кроме того, полоса пропускания перестраиваемых избирательных фильтров первой и второй разностных частот находится в области минимальных шумов детектора, что соответственно также повышает отношение сигнал/шум измерений.

При прямом детектировании собственные шумы детектора излучения превалируют над внешними и определяют пороговую мощность принимаемого сигнала. Выигрыш по отношению сигнал/шум можно вычислить с помощью следующего выражения:

где S(f) - спектральная плотность шума детектора. При этом выигрыш будет определяться в основном различной природой и уровнем шумов в различных частотных диапазонах, несмотря на некоторое увеличение требуемой полосы пропускания.

Для прямого детектирования диапазона {0, Δfпп} в пик-детекторе - это токовые шумы с распределением вида 1/f и другие мощные шумы и флуктуации низкочастотной природы. Для диапазона {ΔfP2-Δfпп,ΔfP2+Δfпп} детектора огибающей - это дробовой шум малой интенсивности, где Δfпп - полоса пропускания детектора, необходимая для регистрации амплитуды зондирующего колебания после его взаимодействия с резонансной структурой. Для измерений в СВЧ диапазоне выигрыш может составить 1-2 порядка.

При использовании перестраиваемых избирательных фильтров, настроенных на частоты огибающих и имеющих полосу пропускания в несколько сотен Гц, выигрыш по чувствительности может быть увеличен еще на 1-2 порядка. При этом выигрыш будет определяться разницей в полосе пропускания НЧ-фильтра детектора огибающей и перестраиваемых избирательных фильтров, настроенных на первую и вторую разностные частоты.

Кроме того, при реализации способа и устройства из алгоритмов управления его блоками и измерения характеристик резонансных структур, отраженных в Приложении 1 и Приложении 2, были исключены операции, связанные с перестройкой разностной частоты, что позволило упростить их структуру по сравнению с прототипом.

Испытания способа и опытного устройства измерения характеристик резонансных структур были проведены в лаборатории НОЦ «НИЦ прикладной электродинамики» Научно-исследовательского института прикладной электродинамики, фотоники и живых систем (НИИ ПРЭФЖС) КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева на резонансных структурах, выполненных на кабельных коаксиальных решетках Брэгга, изготовленных в НОЦ «Волоконно-оптические технологии» НИИ ПРЭФЖС КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева. Устройства откалиброваны на векторных анализаторах цепей R&S FSH8. Калибровка подтверждена на векторных анализаторах цепей R&S ZWA50 в лаборатории «Электрофизических измерений» Института радиоэлектроники и телекоммуникаций (ИРЭТ) КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева.

Испытания показали, что использование зондирования двумя двухчастотными колебаниями резонансных структур и попарная регистрация амплитуд и коэффициентов модуляции огибающих биений его компонент на выходе перестраиваемых избирательных фильтров разностных частот, позволило достичь отношения сигнал/шум измерений ~60 дБ.

Все это позволяет говорить о достижении решения поставленной технической задачи - повышении чувствительности измерения характеристик резонансных структур.

1. Способ для измерения характеристик резонансных структур, заключающийся в том, что генерируют одночастотное зондирующее колебание, преобразуют его во многочастотное, подают его на вход и принимают с выхода резонансной структуры, перестраивают частоту зондирующего колебания в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры, регистрируют изменения его параметров, по которым определяют резонансную частоту fp, резонансную амплитуду Up и добротность Q резонансной структуры, отличающийся тем, что зондирующее колебание на входе резонансной структуры формируют как два двухчастотных колебания с двумя парами составляющих равной или попарно равной амплитуды соответственно на частотах f11, f12 и f21, f22 с одинаковой средней частотой fC=(f11+f12)/2=(f21+f22)/2 и разными разностными частотами ΔfP1=f11-f12 и ΔfP2=f21-f22, меньших или одна из которых равна полосе пропускания резонансной структуры, перестраивают среднюю частоту fC, причем в ходе перестройки разностные частоты ΔfP1 и ΔfP2 оставляют неизменными, регистрируют изменение средней частоты зондирующего колебания fC и параллельно измеряют коэффициент модуляции m1 и m2 огибающих сигнала биений между составляющими первого и второго двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры, по достижении коэффициентом модуляции значения m1=m2=1 измеряют резонансную частоту fP резонансной структуры как равную значению средней частоты fC в данный момент времени и измеряют соответствующие ему амплитуды огибающих сигнала биений между составляющими первого и второго двухчастотных колебаний U1 и U2 на выходе резонансной структуры, далее вычисляют резонансную амплитуду Up резонансной структуры по выражению:
U p = ( χ 2 U 1 2 U 2 2 ) / ( χ 2 + 1 ) ,
где χ=U2ΔfP2/U1ΔfP1, и добротность Q резонансной структуры по выражению:
Q = f p Δ f P i ( U p / U i ) 2 1 ,
где i=1 или 2,
- fp - резонансная частота;
- fc - средняя частота;
- Ui - амплитуда огибающей зондирующего колебания;
- Up - резонансная амплитуда;
- Q - добротность;
- m - коэффициент модуляции;
- Δfpi - разностная частота.

2. Устройство для измерения характеристик резонансных структур, содержащее последовательно соединенные перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор и детектор, а также содержащее контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур, последовательно соединенные с коммутатором первую линию передачи, резонансную структуру и вторую линию передачи, где второй выход коммутатора подключен к входу первой линии передачи, а второй вход коммутатора подключен к выходу второй линии передачи, отличающееся тем, что преобразователь одночастотного колебания в многочастотное выполнен как формирователь двух двухчастотных колебаний с равными или попарно равными амплитудами составляющих, с одинаковой средней частотой и разными разностными частотами и дополнительно введены перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот, подключенные входами параллельно к выходу детектора, выходами соответственно к первому и второму входам контроллера управления и измерения характеристик резонансных структур, а перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор, контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур и перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для ответвления и регистрации прямой и отраженной микроволновой мощности в квазиоптическом зеркальном тракте большой мощности (1-500 кВт) при длительности импульса СВЧ 1-100 мс, в диапазоне частот 30-80 ГГц.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения емкости и активного сопротивления. Сущность изобретения заключается в снижении погрешности определения емкости и сопротивления за счет применения нескольких измерений с последующей их статистической обработкой.

Изобретение относится к устройствам для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим, в частности преформ, преимущественно в процессе инфузии, и может найти применение при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов как простой, так и сложной геометрической формы и различных размеров, в которых в качестве наполнителя могут быть использованы, например, преформы из стекло- или углеволокна.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании переносных устройств поиска присоединений с поврежденной изоляцией сетей постоянного оперативного тока.

Изобретение относится к технике электрических измерений и может быть использовано для измерения израсходованного ресурса электрической изоляции электрооборудования.

Изобретение относится к контролю электрических параметров и может быть применено в авиационной технике. Устройство состоит из основного блока и универсального соединителя.

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к устройствам контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока. Устройство контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока содержит фильтр низкой частоты, вход которого подключен к контролируемой сети, источник опорного напряжения, индикатор и компараторы аварийной и предупредительной сигнализации.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения параметров RC-двухполюсников и может использоваться при физико-химических исследованиях жидкостей, в системах контроля диэлектрических характеристик веществ и материалов с большим удельным сопротивлением, а также при создании измерительных средств контроля качественных показателей моторных масел.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля электрофизических параметров полупроводниковых приборов, и может быть использовано для измерения емкости любого двухполюсника.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения сопротивления заземляющего устройства и его составляющих: сопротивления растеканию заземляющего устройства и сопротивления границы раздела металл-грунт.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения емкости и активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин емкостными и резистивными датчиками и передачи результата измерения по радиоканалу. Микроконтроллерное устройство для измерения емкости и сопротивления и передачи результата измерения по радиоканалу содержит микроконтроллер (МК) 1, образцовый резистор 2 (Ro), емкостный датчик 3 (Сх), например, влажности воздуха, резистор 4 (измеряемое сопротивление Rx), например термосопротивление, конденсатор образцовой емкости 5 (Со), резистивный делитель, состоящий из резисторов 6 и 7, выход 8 передачи двоичного кода. Резисторы 2 и 4 первыми выводами подключены к не инвертирующему входу аналогового компаратора МК 1 и первым обкладкам емкостного датчика 3 и конденсатора 5 образцовой емкости, первые выводы резисторов 6 и 7 делителя напряжения подключены к инвертирующему входу аналогового компаратора МК 1, вторые выводы резисторов 2 и 4 подключены, соответственно, к первому и второму выходам МК 1, вторые обкладки емкостного датчика 3 и конденсатора 5 образцовой емкости подключены, соответственно, к третьему и четвертому выходам МК 1, вторые выводы резисторов 6 и 7 делителя напряжения подключены соответственно к пятому и шестому выходам МК 1, выход передачи результата измерения МК 1 подключен к входу приема двоичного кода радиомодуля 8, дискретный выход радиомодуля 8 подключен к входу управления энергосберегающим режимом МК. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика содержит: (см. чертеж) резистор 1 (R1), резистор 2 (R2), резистор 3 (R3) резистор 4 (R4), т.е. резистивный датчик, резистор 5 (R5) и микроконтроллер 6. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, резисторы 3 и 4 первыми выводами подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, второй вывод резистора 4 и первый вывод резистора 5 подключены к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 1 и 3 подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 2 и 5 подключены ко второму цифровому выходу микроконтроллера 6. Выход аналогового мультиплексора микроконтроллера 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), встроенного в микроконтроллер 6. Технический результат заключается в повышении точности. 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации автомобильной техники и может быть использовано для диагностирования работоспособности электрической проводки автомобильной техники и поиска неисправностей при ремонте. Устройство для диагностирования разъемных электрических контактных соединений содержит мост сопротивлений, одним плечом которого является диагностируемое сопротивление, измерительный прибор, источник электрического тока, соединенный к двум вершинам моста, дополнительно содержит два конденсатора, два ключа, дифференциальный усилитель. При этом конденсаторы соединяют входы усилителя с вершинами моста, ключи соединены параллельно с конденсаторами, а измерительный прибор соединен с выходом дифференциального усилителя. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет возможности диагностирования флуктуации переходного сопротивления контактов по шумовой составляющей тока, а также в повышении чувствительности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, емкости и напряжения. Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления, емкости и напряжения в двоичный код содержит четыре резистора, два генератора, управляемые напряжением и снабженные входами разрешения генерирования, и микроконтроллер; первые выводы резисторов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам микроконтроллера, вторые выводы первого и второго резисторов подключены к входу управления напряжением первого генератора, вторые выводы третьего и четвертого резисторов подключены к входу управления напряжением второго генератора, выходы генераторов подключены к счетным входам встроенных в микроконтроллер первого и второго двоичных счетчиков. Техническим результатом является повышение точности преобразования сопротивления, емкости и напряжения в двоичный код. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения параметров прибора СВЧ, включающий измерение в n точках рабочей полосы частот его комплексных параметров рассеяния, моделирование его в рабочей полосе частот в виде эквивалентной схемы, содержащей активные и реактивные элементы, каждый из которых описывают соответствующим параметром, не зависящим от частоты, определение собственно параметров посредством математической процедуры. Причем эквивалентную схему прибора СВЧ представляют в виде Т-образного соединения трех комплексных сопротивлений Z1, Z2, Z3, при этом комплексное сопротивление Z3 включают параллельно, а комплексные сопротивления Z1 и Z2 включают последовательно входу и выходу прибора СВЧ слева и справа относительно комплексного сопротивления Z3 соответственно, каждое из трех комплексных сопротивлений представляют последовательным соединением активного элемента - сопротивления, которое описывают параметром Ri, и двух реактивных элементов - индуктивности, которую описывают параметром Li, и емкости, которую описывают параметром Ci, а определение собственно параметров осуществляют посредством двух математических процедур, при этом в первой определяют три комплексных сопротивления в n точках рабочей полосы частот, во второй - собственно параметры прибора СВЧ Ri, Li и Ci из соответствующих математических формул. Технический результат заключается в существенном упрощении способа и повышении точности определения. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ включает преобразование измеряемой электрической величины и отсчет измеренной электрической величины. При этом возбуждают открытый резонатор электромагнитными колебаниями, воздействуют преобразованной электрической величиной на открытый резонатор, измеряют резонансную частоту открытого резонатора и по измеренной частоте открытого резонатора, производят отсчет величины измеряемой электрической величины. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение точности измерения электрической величины. 1 ил.

Изобретение относится к области наноэлектроники и может быть использовано в различных областях наноиндустрии. Заявлен способ исследования температурной зависимости электрического сопротивления пленочных образцов при нагреве. Для нагрева пленочного образца и измерения его электрического сопротивления образец помещают в кварцевый реактор, содержащий корпус, на внешней поверхности которого бифилярно намотан резистивный нагреватель, а в стенке корпуса, в центральной его части, установлена термопара с возможностью измерения температуры упомянутого образца. Причем образец внутри корпуса устанавливают в С-образных зажимах с плоскими губками, которые выполняют из вольфрамовой проволоки. С-образные зажимы раскрепляют на растяжках, которые выполняют в виде пружин из вольфрамовой проволоки меньшего диаметра. После чего при помощи резистивного подогревателя, размещенного на поверхности корпуса, производят нагрев образца до заданной температуры. Через С-образные зажимы и растяжки на образец подают измерительный ток и определяют напряжение. Необходимое расстояние от поверхности образца до измерительного элемента термопары и его центрирование по отношению к термопаре осуществляют при помощи упомянутых растяжек. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике. Заявленный кварцевый реактор для исследования температурной зависимости электрического сопротивления высокорезистивных объектов, преимущественно, пленочных образцов из нанокомпозиционных материалов, содержит корпус, на внешней поверхности которого бифилярно намотан резистивный нагреватель; внутри корпуса на растяжках, выполненных в виде пружин из вольфрамовой проволоки, установлены C-образные зажимы с плоскими губками для размещения исследуемого образца, выполненные из вольфрамовой проволоки, причем в стенке корпуса, в центральной его части, установлена термопара с возможностью измерения температуры упомянутого образца, размещаемого в C-образных зажимах. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. Согласно способу возбуждают колебания в резонаторе на фиксированной частоте. При изменении начальной собственной частоты резонатора в фиксированных пределах [ f p 1 ,   f p 2 ] определяют его амплитудно-частотную характеристику, вычисляют площадь под ней, по которой судят о значении измеряемой физической величины. Причем в качестве резонатора применяют волноводный резонатор с оконечной нагрузкой с реактивным сопротивлением Хн, площадь под амплитудно-частотной характеристикой находят согласно соотношению , где - начальное, при номинальном значении измеряемой физической величины, значение Хн, [Хн1, Хн2] - фиксированные пределы изменения Хн0, соответствующие фиксированным пределам [ f p 1 ,   f p 2 ] , - амплитуда колебаний в волноводном резонаторе при величине Хн0 оконечной нагрузки. Технический результат заключается в упрощении процесса измерения. 2 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к строительству воздушных линий электропередачи и заземляющих устройств. Для проектирования и строительства линий электропередачи проводятся изыскательские работы, при этом исследуется местность, определяются характеристики грунта, в том числе электрическое сопротивление земли. Для измерений электрического сопротивления земли в котловане предложена упрощенная конструкция измерительного устройства, состоящего из двух симметрично изогнутых штанг, соединенных шарниром. На штангах закрепляются измерительные электроды, штепсельные разъемы и провода, соединяющие их. Для измерений устройство устанавливается в котлован, подключаются измерительные приборы, с помощью рукояток штанги разводятся к стенкам котлована, электроды внедряются в землю, производятся измерения. Техническим результатом является повышение точности измерений электрического сопротивления земли, снижение массы измерительного устройства и времени, затрачиваемого на измерения. При этом предлагается измерять электрическое сопротивление непосредственно в котловане перед установкой опоры, а результаты измерений использовать при монтаже заземляющего устройства. 2 ил.
Наверх