Способ определения непрерывных спектров релаксации материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИсОциАлистинесРЕСПУБЛИК 19 6 01 В 27/26 с 15 1 ,-.1 Е п -,". лРЕТЕ ов А ои анаметоды, ЕРЫВ- ТЕРИАиссле- лимерГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Институт механики полимеЛатвССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕПНЫХ СПЕКТРОВ РЕЛАКСАЦИИ МАЛОВ.,Ы 1 б 917 ных и других материалов, в частности к определению непрерывных спектров механической и диэлектрической реакции этих материалов. Цел ью изобретения я вляется упрощение способа определения непрерывных спектров релаксации. Способ реализуется при помощи устройства, которое содержит перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов, делители частоты 2, 3 и 4, умножители частоты 5, 6 и 7, усилители 8 - 14 с заданным коэффициентом усиления, коммутатор 15, измерительный преобразователь с измеряемым образцом 16 и блок измерения амплитуд сигналов отклика 17. 2 ил.; п=1 М Изобретение относится к исследованию релаксационных свойств полимерных идругих материалов, а именно к определениюю неп реры вных спектров (фун кции распределения времени) механической и 5диэлектрической релаксации (запаздывания) этих материалов.Целью изобретения является упрощение определения спектров релаксации,На фиг, 1 приведена блок-схема устрой) ства для осуществления предлагаемого спо соба, для случая использования семи ч = 7)синусоидальных тестовых сигналов; на фиг,2 - структурная схема измерительного преобразователя с измеряемым образцом для 15случая определения непрерывного спектрадиэлектрической релаксации,Способ может быть осуществлен припомощи устройства (фиг, 1), которое содержит перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов, делители 2-4 частоты,умножители 5 - 7 частоты, усилители 8 - 14 сзаданными коэффициентами усиления, коммутатор 15, измерительный преобразователь с измеряемым образцом 16 и блок 17 25измерения амплитуд сигналов отклика,В случае определения спектра диэлектрической релаксации измерительный преобразователь представляет собойизмерительный конденсатор 18 (фиг, 2), содержащий испытуемый образец диэлектрика 19, а блок 17 - измеритель амплитудныхзначений тока,Способ осуществляют следующим образом. 35Перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов настраивают на частотуйср -1(1)обратной выбранному времени релаксациит, при котором определяют значение непрерывного спектра, Синусоидальный сигнал счастотой О/,р и единичной амплитудойОср(1) = зп(Ю 1:рт) (2)с выхода перестраиваемого генератора 1синусоидальных сигналов подается на вход 45усилителя 11, и кроме того на группу последовательно соединенных делителей 2 - 4 частоты и на группу последовательносоединенных умножителей 5-7 часТоты,Учитывая то, что коэффициенты деления делителей 2 - 4 частоты и коэффициентыумножения умножителей 5 - 7 частоты выбраны одинаковыми и равными ц, на входахусилителей 8-14 появляются синусоидальные сигналы единичных амплитуд, частоты 55которых распределены согласно закону геометрической прогрессии со знаменателемпрогрессии цР(= Уц" (3)где М - число использованных для определения спектра релаксации (запаздывания) синусоидальных тестовых сигналов. Для обеспечения требуемого, т,е. неравномерного распределения амплитуд синусоидальных тестовых сигналов коэффициенты усиления усилителей 8-14 выбирают равны- ми(4) 1 НОЧ) = 9) Н Ю уЪ = агстц н" (чч)литуды Уп сигналов при помощи блока гебраического сумм амплитуд находят зн ции (запаздывания)отклика (8 17, после ирования и ачение спе Ц т) при вр Амп меряют путем ал ренных релакса) из- чего змект ени г=ср и - 1Для получения значенияции(запаздывания) придругимени релаксации (запаздывсинусоидальных сигналов спектра релакса- хзначенияхврения) генератор перестраивают где Ал - постоянные; Но(ЛО/) - модуль комплексной частотной характеристики измерительного преобразователя. ПостоянныеАп (для й = 7, а ц = 4) принимают следующиезначения:А 1 = -0.3441;А 2 = 1,3501;Аз = -0,7811;А 4 = -0,6347;А 5 = 0,6744;А 6 =.-0,3983;А 7 = 0,1368,где отрицательные постоянные означают,что соответствующие значения амплитудсигналов отклика при определении спектрарелаксации (запаздывания) суммируют с отрицательными знаками,С выходом усилителей 8 - 14 синусоидальные тестовые сигналыО. (т) = К.зп(а.т) (6)поочередно через коммутатор 15 поступаютна измерительный преобразователь 16 и вызывают синусоидальные откликиУп(т) = Ук)эп(Опт+ Ъ), (7)где с учетом (4)Уп = Кп НоАи) 11 НфЕ 1.= АпНАи) 1, (8)где Н)Ж) = Н (Ю/) + )Й (Ю/) - комппекснепчастотная характеристика испытуемого образца материала(13) а комплексная частотная характеристика измерительного преобразователя - измерительного конденсатора 18 выражается следующим образом;Но(О/) = )ЧЧСо, (14) где Со - вакуумная емкость измерительного конденсатора 18.Согласно (4) с учетом (14) коэффициенты усиления усилителей 8 - 14 устанавливают равным Кп и А Вlп Со(15) гдеНо 06/п)- модуль комплексной частоной характеристики измерительного преобразователя;Ап - постоя н н ые коэффициенты. Откликом измерительного конденсатора 18, содержащего испытуемый образецЗаказ 3923 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 на другую частоту (1) и повторяют рассмотренные операции.В качестве примера выполнения способа можно рассмотреть определение спектра диэлектрической релаксации при ц = 4,В данном случае Иср = Ф 4 и закон геометрической прогрессии распределения частот синусоидальных тестовых сигналов (3) имеет вид4 п - 4узап =Ю 14" (12)1где Ю 1 -- частота синусоидального.зсигнала на выходе делителя 4 частоты.Комплексной частотной характеристикой испытываемого диэлектрика 19 является комплексная диэлектрическая проницаемость образца диэлектрика 19, на воздействие напряжения является ток через негоп(с) = пазп(йlпт+ рп ) . (16)где амплитуда тока5 тп = М/пСо Е О/)Кп = Ап Е (В/) (17)измеряют при помощи измерителя амплитудных значений тока. Далее по полученным значениям, согласно алгоритму (11) вычисляют значения спектра диэлектриче ской релаксации при выбранном временирелаксации т.Формула изобретения Способ определения непрерывныхспектров релаксации материалов, основан ный на воздействии на измерительный преобразователь, в котором размещен исследуемый материал, синусоидальными тестовыми сигналами и измерении амплитуд сигналов откликов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 20 что, с целью упрощения определения спектров релаксации, частоты тестовых сигналов устанавливают согласно закону геометрической прогрессии со значением частоты среднего члена прогрессии обрат ным заданному времени релаксации, а значение непрерывного спектра релаксации определяют алгебраическим суммированием амплитуд сигналов откликов, при этом амплитуды тестовых сигналов Кп устанавли вают согласно выражению;Ап