Измеритель параметров диэлектрических материалов

Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл, 5 01 Й 27/26 Государственный комитет но делам изобретений и открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к из).1 ерительной технике и может быть использованов радиотехнической промышленности, вчастности для исследования зависимостейпараметров диэлектриков при наложениивнешних воздействий,Известен измеритель параметров диэлектрических материалов, основанный нарезонансном методе, в котором изменение резонансной частоты резонатора ха 10рактеризует диэлектрическую проницаемость 6 , изменение добротности - тангенс угла диэлектрических потерь 3 ь 1 з.Недостатком этого измерителя являетсянизкая точность измерений,15Иэ известных измерителей параметровдиэлектрических материалов наиболееблизким к изобретению по техническойсущности является измеритель, содержащий генератор сверхвысокочастотных(СВЧ) колебаний, генератор пилообразногонапряжения, опорный и измерительныйрезонаторы, сигналы с которых в измерительном блоке, включающем в себя 2схему измерения С и схему измерения 1,З 8преобразуются в постоянное напряжение, величина которого соответствует значениям измеряемых параметров, генератор синхронизации и регистрирующее устройство)21.Недостатком указанного измерителя является малая точность измерения 1 и 3 возникающая в связи со сложностью измерения малых длительностей временных интервалов, соответствующих названному параметру, причем точность измерения8 зависит от пределов изменения б . Причиной, вызывающей этот недостаток, является применение высоко- добротных резонаторов, использование которых позволяет повысить точность измерения с, а также широкий диапазон изменения частоты СВЧ генератора, обеспечивающий измерение 6 в широком диапазоне значений.Целью изобретения является повышение точности измерения 1 р 3 диэлектрических материалов с широким диапазоном3 74633 возможных значений Я нри использовании резонансного метода.Поставленная пель достигается тем, что измеритель параметров диэлектрических материалов, содержащий СВЧ генератор, генератор пилообразного напряжения, измерительный и опорный резонаторы, блоки измерения Я и 1 3 генератор синхронизации и регистратор, введены второй генератор пилообразного 10 напряжения, коммутатор и формирователь постоянной составляющей, причем вход последнего подключен к выходу блока измерения , выход формирователя постоянной составляющей подключен хо 15 входуодного из генераторов пилообразного напряжения, выходы обоих генераторов подхлючены ко входам коммутатора, выход которого подключен ко входу СВЧ генератора а выход генератора синхро низации подключен к управляющим входам обоих генераторов пилообразного напряжения, коммутатора и блоков измерения Я и 13На чертеже представлена структурная 25 схема измерителя параметров диэлехтрических материалов.Измеритель параметров диэлектриковсодержит СВЧ генератор 1, коммутатор 2,генераторы 3 и 4 пилообразного напряжения, измерительный и опорный резонаторы 5 и 6 соответственно, блок 7 измерения Ку 3, блок 8 измерения 6, формирователь 9 постоянной составляющей,35генератор 10 синхронизации и регистрирующее ус тройство 1 1.Генератор 10 синхронизации обеспечивает поочередное измерение 6 и 1 8исследуемых диэлектрических материалов,40поэтому целесообразно привести описаниеработы измерителя отдельно для измерения Я и для измерения 1 ф Ю ,При измерении Я выходные импульсы генератора 10 синхронизации .запускают оба генератора 3 и 4 пилообразного напряжения, но импульс синхронизации, поступающий на управляющий входкоммутатора 2, обеспечивает прохождение на вход СВЧ гейератора 1 только50пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором 3. Частотномодулированный СВЧ сигнал поступает на измерительный резонатор 5, содержащий образец исследуемого диэлектрика, и наопорный резонатор 6. В блоке 8 измерения Я вырабатывается постоянноенапряжение, соответствующее величинеизмеряемого параметра. При измерении 6 1 4блок 7 измерения 1 д отключен импульсом синхронизации, поступившим с генератора 10 синхронизации. Регистратор 13 записывает значение Я диэлектрического образца.Следующий импульс синхронизации, подаваемый на управляющий вход коммутатора 2, разрешает прохождение на входСВЧ генератора 1 только пилообразногонапряжения, выработанного генератором 4,и в связи с тем, что максимальное значение этого напряжения значительно меньше, например в 10 раз, максимального значения пилообразного напряжения генератора 3, изменение частоты СВЧ генератора 1 происходит в значительно меньших пределах. Так, для приведенного примера происходит уменьшение пределов изменения частоты СВЧ генаратора также в 10 раз, что приводит к соответствующему расширению резонансной характеристики резонатора 5. Блок измерения 1 у 3 вырабатывает постоянное напряжение, определяемое величиной 1 у 3 исследуемого диэлектрического материала. Блок измерения б в это время отключен импульсом синхронизации, поступившим с генератора 10. Регистрирующее устройство записывает величину 13 диэлектрического образца. формирователь 9 постоянной составляющей, на вход которого подается выходной сигналблока измерения Е, выработанный в предыдущем цикле, создает пьедестал к пилообразному напряжению, вырабатываемому генератором 4. Необходимость введения в блок измерителя параметров диэлехтрических материалов формирователя 9 связана с тем, что при изменении материалов:с высоким значением Я происходит значительное изменение резонансной частоты измерительного резонатора 5, и отсутствие такого формирователя привело бы к тому, что резонансная частота резонатора 5 могла бы выйти за границы тех пределов изменения частоты СВЧ генаратора 1, которые определяются пилообразным напряжением генератора 4. Применение формирователя 9 постоянной составляющей обеспечивает постоянное слежение за резонансной частотой измерительного резонатора 5.Использование в измерителе параметров диэлектрических материалов формирователя постоянной составляющей и двух. различных генераторов пилообразного напряжения, один из которых, используемый при измерении Я, изменяет5 746 частоту СВЧ генератора в значительно боль,них пределах, чем генератор пилообразного напряжения, используемый при измерении 1 3 , при поочередной их работе и при очередной же работе блоков измерения Я и 1 у 3 позволяет существенно повысить точность измерения 1 3 образцов, имеющих широкий диапазон возможных значений 6 формула изобретенияИзмеритель параметров диэлектрических материалов, содержащий СВЧ генератор, генератор пилообразного напряжения, измерительный и опорный резонаторы, блоки измерения Я и .ф 3 генератор синхронизации и регистратор, отличающийся тем,что,с целью повышения точности измерения уд материалов, имеющих широкий диапазон возможных значений Я, в него ввеЗЗ 1 6дены второй генератор пилообразногонапряжения. коммутатор и формировательпостоянной составляющей, причем входпоследнего подключен к выходу блокаизмерения Я , выход формирователяпостоянной составляющей подключен ковходу одного из генераторов пилообразного напряжения, выходы обоих генераторов пилообразного напряжения подклюо чены ко входам коммутатора, выход которого подключен ко входу СВЧ генератора, а выход генератора синхронизации подключен к управляющим входамобоих генераторов пилообразного на 1 пряжения, коммутатора и блоков измерения 8 и 1 ДО .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР20 Ио 224675, кл. 5 01 Й 31/11, 1968,2, Сборник Электронная техника",1974, сер. 8, вып. 9 (27), с. 75-80.. 4/5 П "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,фили з 3933/33 Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственн по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подлитета ССытийая наб.,