Устройство для измерения диэлектрических свойств материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к втовскомю свидвтвльстви

Союз Советских

Со@иапистим@скик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.01.75 (21) 2091391/23 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.76.Бюллетень №2 (45) Дата опубликования описания 08.12.7

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

3 17.

8) А. В. Бугров, М. В. Кулаков, B. P. Козлов и Е. С. Филатов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский институт химического машиностроения (5 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Устройство относится к электроизмерительной технике и предназначается для определения диэлектрической проницаемости, активных потерь и тангенса угла диэлектрических потерь tg Р различных материалов с целью косвенного контроля их качества.

Известен измеритель комплексной диэлектрической проницаемости, содержащий четырехплечий мост, в двух противоположных плечах которого находятся емкостные датчики, а одна диагональ подключена к генератору. Измерительная диагональ содержит последовательно соединенные делитель напряжения и пропорциональное звено с управляемым коэффициентом усиления. К двум концам делителя подключены параллельно включенные дифференциальный и первый амплитудный вольтметр. Второй амплитудный вальтметр включен между средней точкой делителя и заземленной точкой схемы, Выходной сигнал дифференциального вольтметра подается на управляющий вход пропорционального звена Г1).

Недостаток этого измерителя состоит в том, что он нуждается в двух независимых емкостных датчиках, что не всегда возможно реализовать при измерениях и усложняет конструкцию первичного преобразователя„

Кроме того, измеритель не позволяет измерять автоматически 1я Р материала.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены источник развертывающего напряжения, который соединен со вторым. входом. пропорционального звена, и измеритель минимального амплитудного значения напряжения, который соединен с выходом сумматора.

На фиг. 1 показана принципиальная схема прибора; на фиг. 2 — вариант решения узла прибора.

Прибор содержит генератор 1 высокочастотного напряжения, который псдключен к мосту, Мост содержит емкостный датчик

Ц т с охранным электродом, резисторы 8 т и

Я и комплексную проводимость Д В измерительную диагональ включеноуправляемое пропорциональное звено 2, вход и выход ко5205 торо- о можно менять местами. На управляюший вход звена 2 поступает сигнал от источника развертываюгцего напряжения 3. Выход звена 2 соединен с измерителем 4 минимального амплитудного значения напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Если измеряется сг или, выход,звена подсоединен к той вершине моста, с которой соединен емкостный датчик, при этом в плечо моста, с которым соединяется рабо- 10 чий вход звена, подключается конденсатор или резистор соответственно. Если измеряется ig8 вход и выход звена меняются местами, а в плечо моста подключается конденсатор. !5

Такое построение прибора обеспечивает развертываюшее уравновешивание активного или реактивного тока через датчик и изме— рения остаточного напряжения на элементе, которое пропорционально E или g датчи- 20 ка, соответственно. При обратном включении пропорционального звена нормируется величина реактивного напряжения на элементе моста, и измеряется величина активного напряжения, которое пропорционально Ед о 25

Иа фиг. 1 показана схема возможного подключения звена 2 для измерения

При повороте на 180 пропорционального звена 2 в измерительной диагонали моста к датчику У и резистору будет 0 подсоединен выход звена 2 и вход измерителя 4. минимального амплитудного значения напряжения. При такой коммутации можно измерять E или Ч в .зависимости от характера У2

Если проводимость У сделать чисто активной, т.е. У2 = G, при условии

40 то напряжение Ц на резистор Р будет равно: а

u =v a гс+гшс e — — и

0 i о 1

5 где: Ц вЂ” напряжение генератора 1;

45 — мнимая единица; щ — частота генератора 1, С - рабочая емкость датчика У1, P> — внутреннее выходное сопротивлеление звена 2;

К вЂ” коэффициент передачи звена 2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1). а.с, ¹ 459743 по кл. G 01 27/26 (прототип), 1/6 P = =Р

1 11 z 21 г Ъ 1

51

Так как коэффициент К периодически меняетсч источником. 3, то минимальное ам.— плитудное значение напряжения Ц будет

М тг1 1U =iU Р C о

Таким образом минимальное за период развертывания значение напряжения будет пропорционально Е . Это минимальное значение напряжения определяется измерителем минимального амплитудного:значения напряжения.

В приборе, изображенном на фиг.1, вычитание из измерительного напряжения компенсирующего напряжения производится на ре,зисторе к или К1, т,е. эти резисторьг берут на себя функции алгебраических сумматоров, с которыми сигнал подается на измеритель минимального амплитудного значения напряжения. При выполнении прибора на интегральньгх микросхемах удобнее суммирование напряжений производить на. отдельном сумматоре. В этом случае узел прибора между точками A. и В может быть вьгполнен как показано на фиг, 2. Здесь 5 — сумматор, который производит вычитание напряжений. Выход сумматора 5 соединен с измерителем минимального напряжения 4.

Формула изобретения

Устройство для измерения диэлектрических свойств материалов, содержаг гее генератор, четырехплечевую мостовую схему, одна диагональ которой подключена к генератору, а в измерительную диагональ включено управляемое пропорциональное звено, один из вхоцов которого соединен с вершиной этой диагонали, а выход подключен к сумматору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, в него введены источник развертывающего напряжения, который соединен со вторым входом пропорционального, звена и измеритель минимального амплитудного значения напряжения, который соединен с выходом сумматора.

520551

Риг. f

Составитель Т. Соболева

TexpeltO. Луговая Корректор ll,. Мельниченко

Редактор М. Васильева

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4969/220 Тираж 1029 Подписное

? НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иеобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Рауп ская наб., д. 4, 5