Устройство для измерения диэлектрическойпроницаемости жидких диэлектриков

 

1 !

С (11) Союз Советских

Социалистических

Реслублик

КЗОБРЕТЕН ИЯ

К ASTOR CKOivgf <ВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 22.11.74 (21) 2077665/26-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритст—

Опубликовано 30.03.76. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 20.01.77 (51) М. Кл. G 01 К 27/26

Гасударственный квинтет

Совета Министров СССР по делам иэооретеннй и открытий (53) УДК 621.317.335 (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Потапов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИЭЛ ЕКТРИЧ ЕСКОЙ ПРОН ИЦАЕМОСТИ ЖИДКИХ

ДИЭЛЕКТРИКОВ

2 представлена блок — схема

Изобретение относи ся к области аосолютных измерений диэлектрической проницаемости полярных и неполярных жидко.стей в диапазоне частот до 10 Гц.

Известно устройство для измерения диэлектрической проницаемости жидкостей, содержащее задающий генератор, в измерительный контур которого включен первый магазин емкостей, и индикатор резонанса.

Недостатком известного устройства является низкая точность измс1.ения диэлектрической ироницаемости жидкостей, которая ограничивается необходимостью градуировки компенсирующих емкостей и сложностью конструкции переменного отсчс1ного конденсатора.

Целью изобрете|оия является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что в устройство введен преобразователь емкость — частота, вход которого через переключатель соединен с,измерительным контуром, в цепь которого введены второй магазин емкостей, два коммутатора и ключ для разделения упомянутых магазинов емкостей, причем первый коммутатор включен между измерительным контуром и первым магазином емкостей, а второй — между ключом и вторым магазином емкостей.

На чертеже устройства.

Устройство содержит измерительный контур 1, генератор 2, индикатор резонанса 3, преобразователь емкость — частота 4, подключенный к измерительному hîíòóðó 1 через переключатель 5 и содержащий измерительный генератор б и частотомер 7.

Измерительный контур в свою очередь

1р содержит измерительную ячейку 8, коммутатор (переключатель) 9, магазин емкостей 10, ключ 11, коммутатор (переключатель) 12, магазин емкостей 13.

Начальное значение емкости ветви, сод держащей ячейку 8, запоминается магазином емкостей 10, причем индикатором равенства емкостей ячейки 8 и магазина 10 является равенство частот .измерительного геператора б при последовательном подключсgp пии в его контур этих емкостеЙ.

В режиме выравнивания ключ 11 замк ут, пе рекл1очатель 12 находится в правом положении, а переключатель 5 — в верхнем положен ии.

25 После заполнения измерительной ячейки 8 исследуемой жидкостью осуществляется настройка измерительного контура 1 в,резонанс с частотой генератора 2 с помощью магазина емкостей 10. зо При настройке измерительного контура 1

3 в резонанс переключатель 9 находится,в левом положении, переключатель 12 — в правом положении, переключатель 5 — в нижнем положении, а ключ 11 замкнут. После настройки контура 1 в резонанс емкость магазина 10 переносится в контур измерительного генератора б, частота которого измеряется частотомером 7. В режиме измерения частоты ключ 11 разомкнут, переключатель 12 находится в левом положении, а переключатель 5 — в верхнем положении.

После изменения геометрии, а следовательно, и емкости измер ительной ячейки 8 осуществляется настройка измерительного контура 1 в резонанс с помощью магазина емкостей 10 и перенос этой емкости в контур измерительного генератора б аналогично процессу, описанному выше. При этом делается отсчет частоты измери ьльного генерато.ра 6.

Затем измерительная ячейка вакууми руется, и емкость этой ветви переносится в контур измерительного генератора.

Величи на Диэлектр ической проницаемост и в единицах емкости рассчитывас-;тся по формуле:

508756

4 частотой иэмерительного генератора и параметрами контура,нарушается (т. е. нарушается раввнство между собственной частотой колебательного контура . и частотой генератора, содержащего эloT контур).

Чтобы учесть этот эффект, измеряют приращение емкости иезаполненной ячейки и крайних точках диапазона перестройки частоты измерительного генератора б. Отсчет

Ip приращения емкости незаполненной ячейки осуществляется последовательным подключением цепи, содержащей ячейку 8 и магазин емкостей 10, к магазину емкостей 13 в тех его положениях, которым соответствуют ча15 стоты измерительного генЕратора, при этом ключ 11 замкнут, переключатель 12 находится в левом положении, переключатель 5— в верхнем положении, а переключателем 9 последовательно включаются в цепь с,измерительной ячейкой 8 и цепь с магазином емкостей 10, с помощью которого запоминается исходная емкость незаполненной ячейки 8.

Если при частоте f:, измери1ельного генератора приращение емкости незаполненной

2з измерительной ячейки прнводит к изменению частоты этого генератора до значений fpl u

fp2, а п|ри частоте f:., — до значений 43

44, то расчет величины диэлектрической пропицаемост и ведут по формуле: где С, — начальная емкость ветви незаполненной ячейки до изменения ее геометриями (первое фиксированное положение);

С вЂ” емкость ветви с незаполненной

l;g ячейкой после .измспелния ее геометрии (второс фиксированное положение);

С, — емкость магазина 13, соответствующая емкости заполненной ячейки после измснсн ия ее геометрии (второе фиксированное поположение);

С, — емкость м аг азин а 13, соответствующая емкости заполненной ячейки до изменения ее геометрии (первое фикс 1рованпос положение) .

Все значения этих емкостей переносятся и контур измерительного генератсра, поэтому все .их прнращел1ия можпо зафиксировать с большой точностью цифровым частотомером 7.

Так как приращение емкости заполненной измерительной ячейки может быть значительным (из-за большой величины диэлектрической проницаемости жидкости), то правомерность известного соотношения между

1 1

-2 -2

Г (>Ä

Погрешность измерения зависит только от погрешности измерен ия частот, входящих в

40 формулу.

Формула изобрегения

Устройство для измерения диэлектриче45 ской проницаемости жидких диэлектриков, содержащее задаюгций генератор, в измерительный контур которого включен первый магазин емкостей, и индикатор резонанса, отлича ощееся тем, что с целью повышения

;>о точности измерений, в него введен преобразователь емкость — частота, вход которого через переключатель соединен с измерительным контуром, в цепь которого введены второй магазин емкостей, два коммутатора и

55 ключ для разделения упомянутых магазинов емкостей, причем первый коммутатор включен между измери гельным контуром и первым магазином емкостей, а второй— между ключом и вторым магазином емкогп стей.

508756

Ы

Составитель Л. Сорокина

Редактор Т, Никольская Текред Т. Лященко Корректор Е. Хмелева

Заказ 5193 Изд. № 1246 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал