Способ измерения удельного сопротивления немагнитных материалов и устройство для его осуществления

(51) 4 С фс с 0 ПИСДНИЯ ИЗОВЕКтеНи ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМУ СНИДЕТЕЛЬС(56). Приборы для научных исследований. 1975, В 4, с. 52-63.Варченко А.А., Капель О.М., Крафтмахер Я.А.,Романенко А.М. Науч ныетруды Гиредмета, 1980, т,96, с. 26-40.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ 7 ДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЯЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерениям удельного сопротивления немагнитных веществ, Может быть использовано для определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и электролитов, а такжедля контроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению.Цель изобретения - повьвиение быстродействия и упрощение измерений путем получения прямого цифрового отсчета измеряемого удельного сопротивления. Способ предусматривает размещение цилиндрического образца внутри одной из катушек взаимной индуктивности дифференциального датчика, по первичным обмоткам которого пропускают переменный ток, и обеспечение последующей компенсации выходного напряжения. датчика с расчетом удельного сопротивления образца по фазоаому углу компенсирующего напряжения. Поставленная цель достигается тем, что фазу компенсирующего напряжения устанавливают заранее сФ учетом диаметра обарзца такой, чтобы е вьвтолнвлось соотноиенне сб о д/Зб, где б - диаметр обрввив; ц - фввовыр сдвиг метлу током в вервивнык обмотках и выходным напряжением ДД;сс - рассчитанная численно и табули- ф рованная функция величины йЕр . В описании изобретения приводится устройство для реализации способа. 2 с, и 1 з.п, ф-лы. 2 ил.Изобретение относится к техникеизмерений физических свойств материалов, конкретно к измерениямудельного сопротивления немагнитныхвеществ, и может быть использованодля определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и электролитов, а также дляконтроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению.Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение измерений путем получения прямого цифрового отсчета измеряемого удельногосопротивления.На Фиг.1 представлена структурнаясхема устройства для реализации способа измерения удельного сопротив-ления; на фиг.2 - вариант исполненияФаэовращателя при использовании генератора низкой частоты с двумя дополнительными выводами, фазы напряжеония на которых составляют 90 и 180относительно основного выхода,Устройство содержит дифференциальный датчик 1 удельного сопротивления, один иэ выводов двух последовательно соединенных червичных обмоток которого подключен к первому выходу генератора 2 низкой частоты, аодин иэ выводов двух последовательно, соединенных вторичных обмоток - кпервому входу осциллографа 3, второйвход которого подключен через частотно-независимый Фазовращатель 4 квторому выходу генератора 2 низкойчастоты, к третьему выходу которогоподключен цифровой частотомер 5, приэтом выход Фазовращателя подключенк общей шине через регулируемый потенциометр 6, средний вывод которогоподключен к второму выводу последо.вательно включенных вторичных обмоток дифференциального датчика удельного сопротивления,Фазовращатель 4 содержит переменный резистор 7, один вывод которого является входом Фазовращателя для сигнала с фазой 90 , и постоянный резистор 8, один из выводов которого является входом фазовращателя сигнаола с фазой 180, при этом вторые выводы переменного 7 и постоянного 8 резисторов объединены и являются выходом фазовращателя.Удельное сопротивление образцарассчитывают по формулер = и 2(Р Г/Зсрд где- удельное сопротивление образца, мкОм.см;5 с 1 - диаметр образца, см;Г - частота тока в первичных обмотках, кГц;9 - фазовый сдвиг между током впервичных обмотках и выходным напряжением датчика;М - рассчитанная численно и табулированная функция величины 1 цЫ,Сущность предлагаемого способа 15 заключается в том, что фазовый сдвигв фазовращателе 4 заранее устанавливают так, чтобы выполнялось со- отношение 10 20 89 = й/Зм (2) Так как М, является однозначно функцией величины д, легко рассчитать необходимый фазовый сдвиг, зная диаметр образца (например, построив зависимость величины Ы 1 дот) .Подставляя выражение (2) в Формулу (1), получаем(3) 30 т.е. удельное сопротивление образцачисленно равно частоте генератора 2,которая измеряется цифровым частотомером 5.Измерения проводят в следующейпоследовательности, Помещают образец внутрь рабочей катушки дифференциального датчика 1. Рассчитываютпо Формуле (2) нужный фазовый сдвиги устанавливают его на фазовращателе 4, Изменяя частоту генератора 2и регулируя потенциометр 6, добиваются полной компенсации выходного напряжения датчика, наблюдая картину на 45 экране осциллографа 3, После достижения компенсации отсчитывают величину измеряемого учельного сопротивления по цифровому частотомеру 5. Дляоблегчения компенсации на Х-вход осциллографа 3 подается напряжение свыхода фазовращателя 4 и по виду 4 игуры Лиссажу на экране можно видеть,что требуется для полной компенсации - изменение частоты генератора 2или регулировки величины компенсирующего напряжения потенциометром 6.При использовании генератора 2низкой частоты с двумя дополнительными выходами фазы которых составляют 90 и 180 относительно фазыосновного выхода, фазовращатель выполняется на двух резисторах 7 и 8;один из которых переменный.При изменении сопротивления резистора 7 изменяется фаза напряжения на регулируемом потенциометре 6,причем она не зависит от частотынапряжения с выхода генератора 2низкой частоты, В качестве генератора с дополнительными выходамиможно использовать генераторы Гб - 15и Гб - 26,1 О Формула изобретения ср = агссдРсР /ЗК),где Й - диаметр образца;( - фазОВыи сдВиг между током В 40первичных обмотках и выходнымнапряжением дифференциальногодатчика;м - рассчитанная численно и табулированная функция величи-. 45ны йд,выходное напряжение датчика компенсируют изменением частоты тока в первичных обмотках датчика и величи 1. Способ измерения удельного сопротивления немагнитных материалов 20 путем размещения цилиндрического образца внутри одной из катушек взаимной индуктивности дифференциального цатчика, по первичным обмоткам ко,торого пропускают переменный ток, с 25 последующей компенсацией выходного напряжения датчика и расчетом удельного сопротивления образца по фазовому углу компенсирующего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с ЗО целью повышения быстродействия и упрощения измерений, фазу компенсирующего напряжения устанавливают заранее с учетом диаметра образца такой, чтобы35 ны компенсирующего напряжен,.я, а значение удельного сопротивления образца отсчитывают после достижения компенсации по частоте тока.2. Устройство для измерения удельного сопротивления немагнитных материалов, ссдержащее дифференциальный датчик удельного сопротивления, две последовательно включенные первичные обмотки которого подключены к выходу генератора низкой частоты, электронный осциллограф, к У-входу которого подключен один из выходов двух вклнг ченных встречно вторичных обмоток датчика удельного сопротивления, цифровой частотомер, вход которого подключен к выходу генератора низкой частоты, и регулируемый потенциометр, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощенчя измерений, в него введен частотно-независимый фазовращатель, вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, а выход - с Х-входом осциллографа и первым выводом регулируемого потенциометра, средний вывод которого соединен с вторым выводом вторичных обмоток диффренциального датчика удельного сопротивления, а второй вывод - с общей шиной. 3. Устройство по п.2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что генераторнизкой частоты имеет два дополнительных выхода с фазами 90 и 180относительно фазы основного выхода,которые подключены к входам частотно-неэависимого фаэовращателя, состоящего из переменного и постоянного резисторов, при этом выход сМо1 раэои 90 генератора низкой частотыподключен к первому выводу переменоного резистора, а выход с фазой 180 -к первому выводу постоянного резистора, а вторые Выводы переменного ипостоянного резисторов объединены иявляются выходом частотно-независимого фазовращателя,1265 б 49 Составитель Н.МихалТехред М.Ходанич Корректор А.Обручар тор Н,Гунь каз 5657/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектн 40 Тираж 72 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 3035, Москва, Ж, РПодписо комитета СССРй и открытийушская лаб;, д, 4/5