Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения как толщины, так и диэлектрической проницаемости. В устройство, содержащее измерительную камеру 1 с активным элементом 2, резистор 3, усилитель 7, операционный усилитель 9, ключи 10, .усилитель 11, элемент памяти 12, индикатор 13. ключ 14, источники питания 15, 17, введены разделительный конденсатор 4, колебательный контур из катушки индуктивности 5 и конденсатора 6, а также высокочастотный детектор 8. Устройство просто в эксплуатации , экономично. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕспуБлик (5!)5 6 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1264109 (21) 4808885/21 (22) 02.04.90 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры и

Саратовский государственный университет им.Н.Г.Чернышевского (72) Д.А.Усанов, А.А.Авдеев, В.Д.Тупикин и Б.Н.Коротин (53) 621,317.335,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1264109, кл. G 01 R 27/26. 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИЧ ЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ,, Ы,, 1705766 А2 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измерения как толщины, так и диэлектрической проницаемости. В устройство, содержащее измерительную камеру 1 с активным элементом 2, резистор 3. усилитель 7, операционный усилитель 9, ключи 10, 16, усилитель 11, элемент памяти 12, индикатор 13, ключ 14, источники питания 15, 17, введены разделительный конденсатор 4, колебательный контур иэ катушки индуктивности 5 и конденсатора 6, а также высокочастотный детектор 8. Устройство просто в эксплуатации, экономично. 1 ил.

1705766

30

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и позволяет производить измерения как толщины, так и диэлектрической проницаемости диэлектрика.

Известно устройство для измерения па, раметров диэлектрических материалов по основному авт. св.. которое содержит измерительную камеру с установленным в ней активным элементом с резистором в цепи питания, индикатор и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к активному элементу, а выход к прямому входу операционного усилителя. выход которого соединен с индикатором и через последовательно соединенные ключ и усилитель, на входе которого включен элемент памяти, с инверсным входом операционного усилителя, СВЧ-переключатель, установленный в измерительной камере источник питания к нему и дополнительный ключ, включенный между входом источника питания и управляющим входом

СВЧ-переключателя, при этом дополнительный ключ механически связан с ключом в цепи элемента памяти(авт. св. М 1264109).

Однако данное устройство позволяет проводить лишь однопараметровые измерения, а именно диэлектрической проницаемости.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения двух параметров диэлектрика.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров диэлектрических материалов по авт. св. М

1264109 введен дополнительно высокочастотный (ВЧ) параллельный колебательный контур, представляющий собой параллельно соединенные конденсатор и катушку индуктивности, включенный через разделительный конденсатор параллельно активному элементу, и высокочастотный детектор, включенный между усилителем и колебательным контуром. Не известно использование для измерения параметров материалов гензратора, работающего одновременно в режиме генерации СВЧ- и

ВЧ-колебаний.

В результате введения в цепь питания измерителя активного элемента, генерирующего СВЧ-колебания, ВЧ-колебательного контура, возникают еще и ВЧ-колебания, т.е. обеспечивается ре:;;им двухчвстотной генерации ВЧ- и СВЧ-колебанил.

Нэ чертеже изображена эквивалентная схема устройства.

Устройство для измерения параметров диэлектоическлх материалов содержит измерительную камеру 1, которая может быть выполнена в виде отрезка прямоугольного волновода, коаксиальной или микрополосковсй линий, диэлектрического резонатора, в которой установлен активный элемент

2, нзпример в виде диода Ганна, СВЧ-гранэистора, лавинно-пролетного диода, туннельного диода и др.

В цепь питания активного элемента включен резистор 3 и через разделительный конденсатор 4 колебательный контур, состоящий иэ катушки 5 и конденсатора 6, между которым и усилителем 7 включен

ВЧ-детектор 6. Выход усилителя соединен со входом операционного усилителя 9, соединенного через ключ 10 с усилителем t1, на входе которого включен элемент 12 памяти. например в виде конденсатора, а выход подключен ко второму входу операционного усилителя 9. выход которого подсоединен к индикаторному прибору t3. В измерительной камере 1 наряду с активным элементом

2 расположен СВЧ-переключатель 14. источник питания 15 к нему, дополнительный ключ 16, источник питания 17, подключенный к активному элементу 2 через резистор

Катушка индуктивмости 5 выполняется в виде, допускающего введение в нее исследуемого диэлектрика, например, может быть через изоляцию намотана на выходной конец отрезка линии передачи, служащего измерительной ка:лерой. Для осуществления г1рижима диэлектрика к катушке используется подпружиненное металлическое основание.

Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов работает следующим образом.

ВЧ-сигнал, модулированный детектируемым активным элементом 2, работающим в автодинном режиме. СВЧ-слгнэлом снимается с колебательного контура, состоящего из конденсатора 6 и катушки индуктивности 5, и через детектор В и усилитель 7 с регулируемым коэффициентом усиления поступа:.т на операционный усилитель 9. На второй вход операционного усилителя 9 поступает сигнал от усилителя

11 с ячейкой памяти 12 на входз. При кратковременном замыкании ключз 10 происходит запоминание ячейкой пзм ll л 12 уровня сигнала. относительно которог з будет производиться отсчот изб-енения сигнала на индикаторном блоке 13 при изменении нагрузки на входе измерительной камеры 1.

При 3aMvxasve rs loso 16 вклю- ается

СБЧ-переключатель 14, производя резкое уменьшение чув=твлтельностл устройства к отраженному от диэлектрика СВЧ-излучеи, ю, При этом с тяпал на индих гор; огл при1705766 боре 13 становится пропорциональным лишь толщине диэлектрика и не зависит от

его диэлектрической проницаемости.

Составитель Д.усанов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор Н. Горват

Заказ 191 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При выключении СВЧ-переключателя

14 устройство становится ччвствительным к отраженному от диэлектрика СВЧ-сигналу и сигнал на индикаторе 13 оказывается пропорциональным диэлектрической проницаемости исследуемого материала.

Таким образом, введение высокочастотного контура в описанное устройство придает ему ноэое качество — обеспечивает возможность проведения двухпараметровых измерений.

Предложенное устройство отличается от известных простотой в эксплуатации, конструктивной простотой, экономичностью, Оно апробировано и готово к серийному выпуску.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров

5 диэлектрических материалов по авт, св. М

1264109, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения как толщины, так и диэлектрической прони10 цаемости диэлектрических слоев. нанесенных на металлическое основание, в него дополнительно введены высокочастотный параллельный колебэтельный контур, включенный через разделительный конденсатор

15 параллельно активному элементу, и высокочастотный детектор, включенный между усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и колебательным контуром.