Измеритель параметров диэлектрических материалов

,ЯО 1651238 А 1 щ) С 01 К 27/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТй АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ераторст содержит г блок 3, ре ления, вкл(56) А 9 7463 (54) И тво СССР 6, 1978,В ДИЭЛВКТ счетчик 12равляемыйимпульсов,импульсов и веден я к иэмериыть испольЙ Физике. же выпал ующих имп яемаго на зован Целью я повыше- и быстроволя ра йствиях на ора 1, 3 з.п. ф-лы, 1 ил. итель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(22) 03,03. 9 3 0-" 9 Бюл 9 19 , Н. Крылов, В, Н, Скри Скорабогат 21,317,.33 (088.8) вторское свкдетельс 31, кл, С 0 Е 27/2 3 БРИТЕЛВ ПРЛМЕТРОРИЧЕСКИХ ИАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение отнаситстельной технике и может б о в экспериментальна изобретения являетсние точности измерения прпротекающих внешних возде исследуемым диэлектрик. ен ревонатор 2, ги ратор 4, блок управючающий преобразователь 5,6, регистр 7, схему 8, генератор изменяющегосявключающий ключи 10 и 11, преобразователь 13, упгенератор синхронизирующихвключающий генератор 14 делитель 15, частотомерблока управления, а такие генератора синхрониэильсов и генератора изме- ряжения управляемыми поэать следящую управляемую язь управляемого генера10 15 20 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной физике, в частности для исследования параметров диэлектриков и плазмы приизучении влияния быстропротекающпхвнешних воздействий.Цель изобретения - повышение точности измерений при быстропротекающих внешних воздействиях по исследуемый диэлектрик,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема. измерителя параметров диэлектрических материалов.Измеритель параметров диэлектрических материалов содержит генератор 1 СВЧ, измерительный резонатор 2,блок 3 измерения, регистратор А, блокуправления, включающий цифроаналоговый преобразователь 5, компаратор бргистрпоследовательного сдвига,схему 8 совпадения, счетчик 9, генератор изменяющегося напряжения, включающий первый 10 и второй 11 ключи,реверсивный счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь 13", управляемый генератор синхронизирующих импульсов, включающий генератор 1 имгульсов и делитель 15 частоты, частотомер 16,Выход генератора 1 последовательно соединен с резонатором 2, блоком 3измерений и регистратором 4. К первому выходу блока 3 измерений последовательно подключены блок управлениягенератор изменяющегося напряжения.,управляющий вход генератора СВЧ 1,Второй выход блока 3 измерения подключен к управляемому генераторусинхронизирующих импульсов, выходкоторого соединен с блоком управления и генератором изменяющегося напряжения, Выход генератора СВЧ 1через частотомер 16 соединен с вто.рым входом блока 3 измерения, а выходизмерительного резонатора. - с вторымвходом блока управления. Блок управления выполнен в виде последовательно соединенных второго цифроаналогового преобразователя 5, компаратора 6, регистра 7 последовательного сдвига, схемы 8 совпадения и счетчика 9.Генератор изменяющегося напряжения выполнен в виде последовательно соединенных цифроаналогового преобразователя 13, реверсивного счетчика 25 ЗО 35 ,1 О 45 5 О 55 12, ключей 10 и 11, включенных один параллельна другому, На вход ключей 10 и 11 с счетчика 9 падаются противоположные уровкевые напряжения, обесгечивающие поочередную их рабату, На ключи 10 и 11 также поступают сицхронизирующие импульсы с управляемого генератора сикхронизирующих импульсов. Ключ 10 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 12, а ключ 11 - к вычитаюшему, Цифровой кад с реверсивного счетчика 12 поступает ца цифроаналоговый преобразователь 13, напряжение на выходе которого управляетчастотой генератора СВЧ 1. Управляемый генератор синхронизирующих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных генератора 1 ч импульсов и управляемого цифровым кодомделителя 15 частоты. Измеритель параметров диэлектрических материалов работает следующим образом. Сигнал СВЧс генератора 1 поступает на измерительный резонатор 2 и частотомер 16.С выхода этих блоков сигналы, пропорциональные функции коэффициента передачи резонатора 2 от частоты И(Г),поступают на вход блока 3 измерения,в котором по сдвигу максимума резокансной кривой определяется Я материала образца, а па изменению коэффициента передачи определяется вц аматериала, Информация о Я и 8 б образца поступает на регистратор (гдеЯ - диэлектркческая проницаемость,ц 3 - тангенс угла потерь),Генератор СВЧ 1, управляемый генератором изменяющегося напряжения,перестраивается в диапазоне изменения коэффициента передачи измерительного резонатора 2., Для слежения заположением резонансной кривой реализована обратная связь, включающаяпоследовательно соединенные блок управления, генератор изменяющегосянапряжения, генератор СВЧ 1 и измерйтельный резонатор 2.Управление следящей обратнойсвязью осуществляется следуюшим образом. Скоростью свипирования по частоте генератора 1 СВЧ управляет сигнал, приходяший на вход генератораизменяющегося напряжения с управляемого генератора сицхронизирующихимпульсов, который, в свою очередь,управляется цифровым кодом, пропорциональным изменению С; ва времени15 55 и прихсдящим с второго выхоца блока измерения.С первого выхода блока 3 измерения на блок управления поступает цифр роной код., пропорциональный сд и определяющий пороговый уровень для сравнения с сигналом на выходе измерительного резонатора 2, определяя амплитуду изменения напряжения на выходе генератора изменяющегося напряжения,Цифровой код, поступающий с первого выхода блока 3 измерения, в цифроаналоговом преобразователе 5 преобразуется в напряжение, которое устаан.",.:вает опорный уровень срабатывания комп:р:;:-ора 6, сравнивающего ега с напряж;.вием на выходе измерительного резонатора 2, На регистр 7 последоватепьнага сдвига подается единичное уровневое напряжение при превышении напряжения с выхапа изме - рительнога резонатора и нулевое при ега более низком уровне.Регистр 7 последовательного сдвига и схема 8 совпадения выполнены так чта захват системой слеженич происходит при наборе в регистре 7 определенного цифрового кода, совпадающего ранее устанавлснным в схеме 8 совпадения. При срабатывании схемы 8 совпадения иа счетчик 9 подаетсл единичный уровень, изменяющий его состояние на пративаположное.Управление частотой синхронизирующих импульсов осуществляется сблока 3 измерения. При увеличенииВд материала образца происходитуменьшение коэффициента передачи измерительного резонатора 2 и уменьшение его добротности, что приводитк необходимости снижения пороговогоуровня,Изменение Я материала приводит ксдвигу резона.нснай частоты измерительного резонатора 2, При быстропротекающем внешнем воздействии наматериал образца изменения Е, азначит, и резонансной частоты могутбыть отслежены только в том случае,если скорость набора исходных данныхв виде и(Г) увеличится, что в данномизмерителе реализуется за счет управления частотой синхронизирующихимпульсов,Экспериментальные исследованияизмерителя диэлектрических свойств материалов показали, что по сравнению с известными устройствами пред в .лагаемый измеритель обеспечивает повышение быстродействия и точностиопределения Я и гд 3 материалов резонансным методом при изучении влияния на материалы быстропрот каюшихвнешних воздействий, Наприм.р использование даннога измерителя позволяет провести измерение диэлектрических свойств материалов при внешнем воздействии изменения температуры нагрева со скоростью 1000 Е/мини точностью определения по Е 33, а попэ с 207,6 армула изобретения 1, Измеритель параметров диэлсктрически; материалов, содержащий генератор СВЧ, выход которого последовательно соединен с измерительным резонаторам, блоком измерения и регистратором, частотомер, вход которого соединен с выходом генератора СВЧ, а выход - с вторым входом блока измерения, генератор синхронизирующихимпульсов и генератор изменяющегосянапряжения, соединенные последовательно, О т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения при быстропратекающих внешнихвоздействиях на исследуемый диэлектрический материал введен блок управления, а генератор синхронизирующих импульсов и генератор изменяемога напряжения выполнены управляемыми,причем первый вход блока управлениясоединен с первым входом блока измерения, второй вход его соединен свыходом измерительного резонатора,третий вход соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов,четвертый и пятый входы блока управпения соответственно являются входами для подачи сигналов "Установка кода и "Начальная установка", первый и второй выходы блока управления соответственно соединены с вторым и третьим входами генератора изменяющегося напряжения, выход которого . соединен с управляющим входом генератора СВЧ, а управляющий вход генератора синхронизирующих импульсав соединен с вторым выходом блока измерений.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок уп1 б 5 1238 4, Устройство но п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что управляемый генератор синхронизирующих импульсов содержит генератор имнуль" сов и делитель частоты, соединенные последовательно, причем вход управ - ляемого генератора синхронизирующих импульсов соединен с вторым входом делителя частоты, выход его - с выходом делителя частоты. Корректор Н.Ревская Заказ 1605 Тираж 424 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 равления содержит последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, компаратор, регистр последовательного сдвига, схему совпадения, счетчик, причем первь 1 й вход5 блока управления соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй вход соединен с вторым входом компаратора, третий вход соединен с вторым входом регистра последовательного сдвига, четвертый вход соединен с вторым входом схемы совпадения, пятый вход соединен с вторым ВхОдОИ счетчика а первый и Второй выходы его соединены соответственно с первым и вторым выходами счетчика.3. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что генератор изменяющегося напряжения содержит первый и второй ключи, выходы которых соответственно соединены с перСоставитель В.ЕжовРедактор А.Козориз Техред А,Кравчук вым и вторым входами реверсивногосчетчика, выход которого последовательно соединен с цифроаналоговымпреобразователем, причем первый ивторой входы генератора изменяющегося напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первогои второго ключейа выход его соединен с выходом цифроаналоговогопреобразователя.