Изобретение относится к средствам нераэрушающего контроля, параметров материалов и может быть использовано для определения физико-механических свойств веществ и материалов и оценки качества готовых иэделий по изменению их диэлектрических характеристик в полосе частот.

Известно устройство контроля ве ществ, материалов и иэделий, основанное на измерении приращений диэлектрического параметра в полосе частот и содержащее многоканальные задающие и приемно-преобразовательные тракты, обеспечивающие выделение информации (фаэовой либо частотной) на двух, сдвинутых на постоянную величину, качакщихся частотах (11.

Недостатком этого устройства является низкая точность из-за сложности обеспечения высокой точности измерения в широком диапазоне частот вследствие трудностей, возникакщих при отделении полезного сигнала от корректирующего воздействия. . 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является диэлькометрический измеритель, основанный на измерении фазового сдвига, пропорциОнального тангенсу угла ди- >О

Ф электрических потерь, по принципу гетеродинирования и содержащий измерительный генератор, мостовую схему, в одно иэ плеч которой включен датчик емкости, фазовый детектор, две цепи, включенные в диагонали моста и содержащие смесители, полосовые фильтры и ограничители, один из которых подключен к опорному, а другой к сигнальному входу фазового детектора, а также ббразцовый генератор, гетеродин, блок развертки, выход которого соединен с частотно-регулирукщим входом гетеродина, усилитель, подключенный к выходу:фазового детектора, индикатор, соответствукщие входы которого соединены с выходами усилителя с выходами усилителя, измерительного генератора и блока развертки, межцу выходом измерительного генератора и входом мостовой схемы и между образцовым генератором и смесителями, подключенными в диагонали моста, включены смесители., соответствукщие входы которых соединены с выходом гетеродина, и фильтры, выделякщие две качакщиеся частоты, сдвинутые ,на постоянную величину 123.

Недостатком известного измерителя является узкий частотный диапазон иэ949541 мере ний, ограниченный полосой пропускания фильтра в канале зондирующего сигнала. Кроме того, наличие трех генераторов (включен гетеродин) в задающей части с частотами, близкими друг другу, приводит к параэитному смешиванию фиксированных частот генераторов (помимо полезного смешивания с частотой гетеродина), причем,. параэитный раз ностный сигнал совпадает по частоте с частотой настройки 10 канала измерения, содержащего фазовый детектор. Поэтом известный измеритель не может обеспечить высокой точности измерения, в частности, объектов с больщим затуханием, поскольку ложный сигнал может превосходить по уровню сигнал измерительной информации.

Цель изобретения. вЂ” повышение точности измерения малых приращений емкос- 20 ти в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в широкополосный диэлькометрический измеритель, содержащий измерительный генератор, фазосдвигающую ячейку с последовательно включенными резистором и датчиком емкости, фазовый детектор, две цепи, состоящие из смесителей и полосовых фильтров, одна из которых включена между выходом измерительного генератора и опор- 0 ным входом фазового детектора, а другая вЂ” между выходом фазосдвигающей ячейки и сигнальным входом фазового детектора, образцовый генератор, выход которого подключен к входам сме- 35 сителей, блок развертки и индикатор, соответствующие входы которого соединены с выходами фазового детектора, измерительного генератора и блока развертки, введены автоматический,40 коммутатор балластная емкость, подклю-. чаемая к времяэадающей цепи образцового генератора через контакты автоматического коммутатора, последовательно соединенные частотный детектор,,45 избирательный усилитель и синхронный детектор, выход синхронного детектора соединен с частотно регулирующим входом измерительнoro генератора, а вход частотного детектора подключен к выходу одного иэ полосовых фильтров параллельно опорному входу фазового детектора, коммутационный генератор, выход которого соединен с опорным входом синхронного детектора и управтяюшим входом автоматического комчу5 гатора, балластная емкость и полосовые фильтры соединены с блоком развертки.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит измерительный генератор 1, фазосдвигаюврую ячейку 2, смесители 3 и 4, автоматический коммутатор 5, образцовый генератор 6, балластную мкость 7, полосовые фильт 5 ры 8 и 9, коммутационный генератор 10 частоты Q, фазовый детектор 11, частотный детектор 12, избирательный усилитель 13 частоты коммутации, синхронный детектор 14, блок 15 развертки и индикатор 16. Фаэосдвигакщая ячейка 2 содержит резистор (R) 17 и дат,вЂ” чик (C) 18 емкости, в зону чувствительности которого вводится исследуемый объект.

Измеритель работает следукщим образом.

Выходной сигнал частоты ы с измерительного генератора 1 поступает одновременно на фаэосдвигакщую ячейку 2 и смеситель 3. С помощью автоматического коммутатора 5, управляемого коммутационным генератором 10, к времяэадающей цепи образцового генератора б периодически, с частотой .Р, подключается балластная емкость 7. В результате этого на соответствующие входы смесителей 3 и 4 с образцового

,генератора б поступает напряжение, которое манипулируется по частоте с частотой коммутации Я, принимая зна1 чение частот Ю, и си .

Частоты измерительного 1 к образцового б генераторов выбираются таким образом, что в отсутствие балластной. емкости 7 выполняется условие ш„

1 а минимальная величина балластной емкости выбирается такой,что при подключении ее соблюдается условие оЭ <Ж„, т.е. &q с Ю <<и7

Полосовой фильтр 8 иэ напряжения, поступающего с выхода смесителя 3, выделяет частот но-манипулированный сигнал с частотами,. равными м0 = ц „- Ю0 1 и mq = IM<- I который подается через частотный детектор 12 и избирательный усилитель 13 частоты коммутации Я на сигнальный вход синхронного детектора 14, опорный вход которого соединен с коммутационным генератором 10.

Выделенное синхронным детектором 14 напряжение, амплитуды которого про-. порциональна разности частот и) вЂ” м, используется в качестве регулирующего воздействия, перестраивающего частоту о„ измерительного генератора 1 до тех пвр, пока не выполнится ,условие ОО = Ю0

Таким образом, частота сигнала измерительного генератора 1 в результате автоматической корректировки поддерживается равной

uo<+w

М, Поэтому блок 15 развертки, изменяя ! величину балластной емкости 7 и, слв1 довательно, перестраивая частоту щ1 образцового генератора б, осуществляет частотную развертку зондирующего

Ф сигнала w4. Одновременно с этим

949541 блок 15 развертки служит для перестройки полосовых фильтров 8 и 9, настраивая их на разностную частоту uo< = ю, и подачи напряжения развертки на индикатор 16.

Так как частота ш. измерительного 5 генератора 1 изменяется по закону, задаваемому блоком 15 развертки, с выхода фазосдвигакщей ячейки снимается напряжение, фаза которого зависит от фазочастотных свойств объекта измерения. Это напряжение подается на смеситель 4.

В результате смешивания в смесителе 4 зондирующего сигнала измерительного генератора 1 и сигнала об- 15 разцового генератора 6 на выходе полосового фильтра 9 выделяется напряжение разностной.частоты оо фаза которого зависит от свойств контролируемого параметра объекта из-20 мерения. Это напряженйе подается на сигнальный вход фазового детектора 11, а выходное напряжение полосового фильтра 8, фаза которого не зависит от фазовых сдвигов, вносимых объектом измерения, служит в качестве опорного сигнала фазового детектора 11.

Выделенный фаэовым детектором сигнал поступает на индикатор 16, позволяющий определять фазоючастотную характеристику исследуемого объекта. Напряжение частоты о „, поступающее на один иэ входов индикатора 16, используется для формирования частотных ме= ток.

Формула изобретения

Широкополосный дизлькометрический измеритель, содержащий измерительный генератор, фазосдвигающую ячейку с 40 последовательно включенными резистором и датчиком емкости, фазовый детектор, две цепи, состоящие иэ смесителей и полосовых фильтров, одна из которых включена между выходом измерительного генератора и опорным входом фазового детектора, а другая - между выходом фазосдвигающей ячейки и сигнальным входом фазового детектора, образцовый генератор, выход которого подключен к входам смесителей, блок развертки и индикатор, соответствующие входы которого соединены с выходами фазового детектора, измерительного генератора и блока развертки, отличающийся тем, что, с целью повышения точйости измерения малых приращений емкости в широком диапазоне частот, в него введены автоматический коммутатор, балластная емкость, подключаемая к времязадающей цепи образцового генератора через контакты автоматического коммутатора, последовательно соединенные частотный детектор, избирательный усилитель и синхронный детектор, выход синхронного детектора соединен. с частотно-регулирующим входом измерительного генератора, а вход частотного детектора подключен к выходу одного из полосовых фильтров параллельно опорному входу фазового детектора, коммутационный генератор, выход которого соединен с опорным входом синхронного детектора и управляющим входом автоматического коммутатора, балластная емкость и полосовые фильтры соединены с бло ком развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 429326, кл. G 01 М 27122, 3974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 167672, кл. G О! "N 27/22, 1965 (прототип ).

949541

Составитель В.Стукан

Техред Е.Харитончик Корректор У.Пономаренко

Редактор Г.Кацалап

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 5742/34 Тираж 717 Подписное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий