SU561151A1 - Dielectric Characteristics - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК(54) DIELECTRIC CHARACTERISTICS METER

Изобретение относитс  к технике изкте- рени  параметров диэлектриков. Известны измерители активной проводимости диэлектрика, работакшдие по методу генератора с шунтирующим диодом fl. Однако такие устройства обладают низкой точностью. Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству  вл е1 с  измеритель диэлектрических характеристик , имеющий LC - генератор, колебательный контур которого шунтирован электровакуумным диодом, причем выходной сигна генератора подаетс  на блок сравнени  частот, туда же подаютс  колебани  вспомогательного генератора, а к выходу блока сравнени  частот подключен индикатор совпадени  частот 2J. Процесс измерени  диэлектрических характеристик с помошью этого устройства сводитс  к следующему. Устанавливают одинаковые значени  частот основного и вспомогательного генераторов, затем подключают параллельно колебательному контуру генератора с шунтируюшим диодом исследуемый образец. При этом частота генерировани  уменьшаетс , поэтому восстанавливают с помошью градуированного конденсатора переменной емкости контура прежнюю частоту генерации. По изменению тока через диод определ ют активную про- водимость образца. Отсчет емкости образца производ т по шкале градуированного конденсатора. Процесс исследовани  частотных характеристик диэлектриков с помошью такого устройства занимает врем  пор дка полутора-двух часов. Поэтому наблюдаетс  плоха  повтор екгость результатов при измерении характеристик веществ, параметры которых непосто нны по времени. Целью предложенного изобретени   ьл етс  автоматизаци  измерений диэлектрических характеристик. Дл  этого в устройство, содержа11:ее генератор с шунтирующим диодом и вс11эм: гательный генератор, выхоаы которьх П(.1Д- кльочены ко входам блока сравнени  частот, введены блок формироватги  си {хрои,,са, св занный с генераторо и с шунтируюилк.) диодом, запомлкаю1Ш:е устройстпо и yiii,iii-The invention relates to a technique for the measurement of parameters of dielectrics. Known meters of the active conductivity of the dielectric, working according to the method of the generator with a shunting diode fl. However, such devices have low accuracy. The closest in technical essence to the proposed device is e1 with a dielectric characteristics meter having an LC-oscillator whose oscillating circuit is shunted by an electrovacuum diode, the generator output signal is fed to the frequency comparison unit, the auxiliary oscillator is outputted there as well 2J coincidence indicator connected. The process of measuring the dielectric characteristics with the help of this device is as follows. The same frequencies of the main and auxiliary generators are set to the same, then the sample under test is connected in parallel with the oscillating circuit of the shunt diode generator. At the same time, the frequency of generation is reduced, therefore, the former frequency of generation is restored with the help of a graduated variable capacitor of the circuit. The active conductivity of the sample is determined from the change in current through the diode. The sample capacitance is measured on a graduated capacitor scale. The process of studying the frequency characteristics of dielectrics with the help of such a device takes about one and a half to two hours. Therefore, there is a poor repetition of the results when measuring the characteristics of substances whose parameters are not constant over time. The purpose of the proposed invention is to automate the measurement of dielectric characteristics. To do this, a device containing 11: its generator with a shunt diode and all 11: a supportive generator, the output of which is P (.1D- are connected to the inputs of the frequency comparison unit, the unit formating is inserted, connected to the generator and to the shuntyruner. a) diode, I will remember 1W: e device and yiii, iii-

аема  лищш за;и,1-11жки .ьсов, .м ход запом:-г:1аЮ1:;егО усгпэйсгва соединен выходом схемь; сравиенпй частот, а его выход - с усправл юшим входом управл еой аинии задержки импульсов, tsxoa которой j одключен к вь;ходу б.лока формироиаии  инхроимпульсо{5, а выход - к запускаюи.им входам обоих гхэнерйторов. Кроме этого в контур генератора с шунтирующим диодом веден динамический конденсатор, располо- ю енный на валу двигател  и св занный с локом формировани  синхроимпульса, iAema lishshsh for; and, 1-11zhki. Hs,. m move zapom: -r: 1A1:; his Usgpeysgva connected output circuit; the frequencies are equal, and its output is with the control input of the pulse delay control, tsxoa which j is connected to the drive, the process of the power supply unit is formed {5, and the output is started by the inputs of both power generators. In addition, a dynamic capacitor located on the motor shaft and connected to the sync pulse shaping lock, i

На чертеже представлена ф 1 К1Шональна  хема измерител  диэлектрических характеристик .5The drawing shows f 1 K1Standal hema dielectric characteristics meter .5

Измеритель диэлектрических характеристик содержит генератор 1, представл ющий собой усилитель 2, охваченный положительной обратной св зью 3 и нагруженный на колебател1Л1ый контур 4, измерительную 29  чейку .5, представл ющую собой цилиндрический конденсатор, заполненнь й исследуемым образцом; шунтирующий электровакуумный диод 6, вспомогательный генератор 7, блок сравнени  частот 8, запоминающее25The dielectric characteristics meter contains a generator 1, which is an amplifier 2, covered by a positive feedback 3 and loaded on an oscillator circuit 4, a measuring 29 cell .5, which is a cylindrical capacitor filled with the sample under study; shunt electrovacuum diode 6, auxiliary generator 7, frequency comparison unit 8, memory 25

устройство 9, линию задержки импульсов 10, формирователь синхроимпульсов 11 и двигатель 12. Лини  задержкиЮ состоит из управл емого ждущего мультивибратора 13, дифференцируюидей цепи 14и ждуи1его 30 мультивибратора 15. Двигатель 12 служит дл  вращени  конденсатора переменной емкости контура 4 и запуска блока формиро-i вани  синхроимпульсов 11.the device 9, the pulse delay line 10, the driver of the clock pulses 11 and the motor 12. The delay line consists of a controlled standby multivibrator 13, a differentiation of the circuit 14 and the waiting 30 multivibrator 15. The engine 12 serves to rotate the variable capacitor of the circuit 4 and start the shaping unit i sync pulses 11.

Устройство работает следующим образом. Импульс запуска от .ДифЕ бр нцирующей цепи 14, синхронизирован -п.1й с периодом обращени  динамического конденсатора С поступает на управл емый ждущий мультип вибратор 13. От заднего фронта его импульса запускаетс  через дифференцирующую цепь 14 ждулций мультивибратор 15. Импульсы последнего запускают основной 1 и вспомогательный 7 генераторы. Когда измерительна   чейка 5 отключена, частота колебани  обоих генераторов устанавливаетс  одинаковой. В этом случае сигнал на выходе блока сравнени  частот 8 отсутц ствует.The device works as follows. The trigger pulse from the .different blistering circuit 14, synchronized -p.1th with the dynamic capacitor C circulation period, goes to the controlled waiting multiplex vibrator 13. From the falling edge of its pulse, it starts through the multivibrator waiting circuit 14. The pulses of the latter trigger the main 1 and auxiliary 7 generators. When measuring cell 5 is turned off, the oscillation frequency of both generators is set to the same. In this case, the signal at the output of the frequency comparison block 8 is absent.

Падение напр жени  U-j-Ha резисторе К пропорционально току, проход щему через диод 6.The voltage drop of the U-j-Ha resistor K is proportional to the current passing through diode 6.

При включении измерительной  чейки параллельно колебательному контуру 4 мгновенное значение частоты генератора When switching on the measuring cell parallel to the oscillatory circuit 4, the instantaneous value of the generator frequency

1 уменьщаетс  пропорционально емкости образца, и на выходе блока сравнени  часгот 8 по вл етс  сигнал, пропорциональный разности частот1 decreases in proportion to the capacitance of the sample, and a signal proportional to the frequency difference

,-.,, -.,

r-:u: i : - |;илебаний генератора 7, i мгнинеина  частота колебаний в импул се генератора 1Этот сигнал п))собразуетс  в ттраиллющее напр жение U|,, которое запоминаетс  устройством 9.r-: u: i: - |; and oscillations of the generator 7, i instantin oscillation frequency in the generator impulse 1 This signal n)) is gathered into the voltage of the device U |, which is memorized by the device 9.

При пост 71лении сигнала c. на управл ющий вход фо эмировател  11. длительность импульсов последнего увеличиваетс , в результате чего происходит задержка запуска генератора 1 и 7..With the post 71 signal c. to the control input of the photo emitter 11. the duration of the pulses of the latter increases, as a result of which a delay in the start of the generator 1 and 7 occurs.

При этом мгновенное значение емкости динамическотх) конденсатора в момент запуска генераторов уменьшаетс . Замкнута  система имеет тенденцию к уравниванию частот f и 1д,где f о - const-.At the same time, the instantaneous value of the capacitance of the dynamic capacitor) at the moment of starting the generators decreases. A closed system tends to equalize the frequencies f and 1e, where f o is const-.

TajvHM образом, реакци  замкнутой система  вл етс  характеристикой приращени  мгновенного значени  емкости колебательного контура и,пропорциональна емкости образца.In this way, the closed loop response is a characteristic of the increment of the instantaneous capacitance of the oscillating circuit and is proportional to the capacitance of the sample.

Отсчет проводимости образца осуществл етс  по прирашению тока через щунтиру юший диод.The sample conductivity is measured at the current increment through a shunt diode.

При выполнении услови  i{ «, где - длительность импульса запуска,When the condition is satisfied, i {“, where is the duration of the start pulse,

Т - период обращени  конденсатора С|, погрешность от непосто нства частоты кс лебаний генератора 1 за врем  ty , можно минимизировать в достаточт-юй степени.T is the inversion period of the capacitor C |, the error due to the inconsistency of the frequency cc of oscillations of the generator 1 during the time ty, can be minimized to a sufficient degree.

Claims (2)

1. Измеритель диэлектрических характеристик , содержащий генератор с щунти- руюишм диодом и вспомогательный генератор , выходы которых подключены ко входам блока сравнени  частот, о т л и ч а в щ и и с   тем, что, с целью автоматизации измерений, в него введены блок формировани  синхроимпульса, св занный с генератором с шунтируюишм диодом; запомина- I юн1ее устройство и управл ема  лини  задержки импульсов, причем вход запоминающего устройства соединен с выходом блока сравнени  частот, а его выход - с управл юишм входом управл емой линии задержки имггульсов, вход которой подключен к выход блока фор,{ировани  синхроимпульсов, а выход к запускающим входам обоих генераторов ,1. Measuring the dielectric characteristics, containing a generator with a shunty diode diode and an auxiliary generator, the outputs of which are connected to the inputs of the frequency comparison unit, so that in order to automate the measurements, a unit sync pulse shaping associated with a shunt diode generator; a memorized IU is the device and a controllable pulse delay line, the memory input is connected to the output of the frequency comparison unit, and its output is connected to the control input of the controlled imgguls delay line, the input of which is connected to the output of the form unit, {sync pulse, and output to the trigger inputs of both generators, 2. Устройство по п. 1, отличаю щ е е с   тем, что в контур генератора с и1унтируюишм диодом введен динамичесдсий конденсатор,расположенный на валу двигател  и св занный с блоком формиро- с1П1хроимпульса.2. A device according to claim 1, characterized by the fact that a dynamic capacitor is inserted into the circuit of the generator with an uni-dioor diode and located on the motor shaft and connected to the unit forming a 1P1 pulse. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:Sources of information taken into account in the examination: 1, Момот Е. Г. Генератор с шунтируюшим циодом и его применение, М., Госэнергоиэдат , 195 9. 1, Momot EG. Generator with shunt cyclo and its application, M., Gosenergoiedat, 195 9. 2. Буравлев В. В. Бала клеев В. fl. Со- лог н И. X. Генератор с шунтирующим дио дом дл  диэлектрических измерений в диапазоне О,1-1ОО МГц,Измерительна  техника , 1972, №7.2. Buravlev V.V. Bala of glues V. fl. Solov NI. X. Shunt diode generator for dielectric measurements in the range O, 1–1OO MHz, Measuring equipment, 1972, No. 7.