Измеритель параметров диэлектрических материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 30.Х1.1966 (Л" 1115613/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.V11.1968. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 10.Х.1968

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

21.317.

Авторы изобретения

А. В. Антонов, В. Г. Батура, Г. И. Гладышев, В. С. Дударенко, Ю. А. Егоршин, В. Г. Смолий и В. М. Шамрии

Научно-исследовательский институт радиотехнических проблем

Заявитель

ИЗМЕРЙТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

ii

Предлагаемый измеритель применяется в радиотехнической промышленности.

Известны устройства для .измерения параметров диэлектриков, содержащие механизм перестройки и цилиндрический резонатор с перемещаемым одним или двумя поршнями.

Однако эти устройства недостаточно точны, так как в качестве измерительного элемента применяют приборы линейного измерения микрометрического и нониусного типа, обладающие при достаточном поле измерений неудовлетворительной точностью или удовлетворительной точностью при недостаточном поле измерений.

Предлагаемый измеритель отличается от известных тем, что поршень .резонатора закреплен неподвижно на цилиндрическом штоке. Корпус резонатора снабжен хвостовиком, соединенным с механизмом грубого и точного перемещения резонатора.

В качестве измерителя перемещения резонатора использован прибор индикаторного типа.

Головка индикаторного прибора опирается на вкладыш, укрепленный в центре торцовой стенки резонатора. Для ввода исследуемого образца в боковой стенке нерабочей части резонатора выполнен прямоугольныи паз. Хвостовик снабжен направляющими для перемещения, резонатора относительно неподвижно закрепленного поршня. Такое выполнение прибора позволяет значительно повысить точность измерений параметров диэлектриков (1 6,e) .

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый измеритель в общем виде; на фиг. 2— резонатор измерителя, в разрезе.

Измеритель параметров диэлектриков выполнен в виде настольного прибора. Он содержит узел резонатора 1 " волноводами 2 за10 питки, механизм 8 грубого и точного перемещения резонатора и пзмерительньш прибор 4 индикаторного типа, снабженный измерительным стержнем 5 с наконечником б и установленный на литом основании 7. Узел резонагора защищен кожухом 8.

Резонатор 9 представляет собой правильный цилиндр, в нижней части переходящий в полый хвостовик. С внутренней стороны хвостовик имеет цилиндрическую направляющую

20 для перемещения резонатора по неподвижному штоку 10 с укрепленным на нем поршнем

I1, а с внешней стороны — резьбовую нарезку 12. В нижней нерабочей частп резонатора выполнен паз 18 для ввода образцов измеряе25 мых диэлектриков, в верхней части он ограничен крышкой 14.

Механизм перемещения позволяет осуществлять как быстрое перемещение, так и тонкую настройку резонатора. Для быстрого переме30 щения маховиком 15 через коническую пару

221083

Зо

55 шестерен 1б и 17 приводят во вращательное движение гайку 18, навинченную HB резьбу 12 хвостовика резонатора и неподвижно соединенную с конической шестерней 17. Гайка 18, вращаясь в неподвижном подшипнике 19 скольжения, сообщает поступательное движение резонатору. От вращательного движения резонатор предотвращает шпонка 20, скользящая в пазу 21. Точная настройка резонатора осуществляется аналогично, но вращательное движение гайке 18 сообщается ручкой 22 через спирально-зубчатую пару 28 — 24 с передаточным числом, обеспечивающим малую величину перемещения резонатора за один оборот ручки. Механизм точной настройки одновременно блокирует механизм быстрого перемещения. Для быстрого перемещения резонатора необходимо ручкой 22 .вывести спирально-зубчатую пару из зацепления.

Для ввода в резонатор измеряемого образца механизмом быстрой подачи резонатор 9 переводят вверх до совмещения плоскости А паза 18 с .горизонтальной плоскостью поршня

11, на которую и помещен измеряемый образец.

Узел резонатора включает также поглотитель 25, пяту 2б для упора наконечника б измерительного прибора, плиту 27, на которой установлены кронштейны 28 и 29, а также втулка 80 с запрессованным в нее штоком 10.

В верхней части резонатора имеются окна 81 ввода и вывода энергии.

Все элементы узла .резонатора, влияющие на точность измерений, выполнены из материала с низким коэффициентом линейного расширения (инвара).

В качестве измерительного прибора индика. торного типа использован оптический вертикальный длинометр типа ИЗВ-2, обеспечиваю щий точность измерений ++ 0,001 мм при поле измерения 100 мм (точность отсчета

0,0005 мм). Для этого плиту 27 устанавливают на шаброванные плоскости, имеющиеся на литом основании ИЗВ-2. Вертикальная ось резонатора совмещается с осью измерительного стержня 5. В этом случае наконечник б измерительного прибора упирается в центр пяты 2б, выполненной из твердого шлифовального материала, После этого узел резонатора закрывается кожухом 8, Методика измерений в и tg6 заключается в следующем. Узел резонатора 1 присоединяется любыми двумя волноводами и волноводнокоаксиальными переходами к генератору СВЧ и к схеме обработки сигнала от резонатора, Третий волновод присоединяется к согласованной нагрузке. Перестраивая длину (высоту),резонатора и следя за сигналом от резонатоgapa, определяют резонансное положение, соответствующее, например, максимуму сигнала от резонатора на индикаторе схемы обработки (при непрерывном режиме генератора) или совмещение резонансной кривой, наблюдаемой на экране осциллографа, с яркостной меткой, получаемой от опорного резонатора (при динамическом режиме генератора). При этом регистрируется показание шкалы Lq< измерительного прибора индикаторного типа (ИЗВ-2) .

Дополнительной перестройкой длины (высоты) резонатора определяются резонансные положения L<>, L<:. на других модах используемой волны (Нщ„п = 1, 2, 3).

Затем определяется величина половины

), длины волны в резонаторе, — = /1.О— г и

Lо / или = /1 03 L02/. г

Добротность Q измеряется при помощи соответствующих схем измерения добротности пустого резонатора на используемом типе волны, например на волне Но;, т. е. в положении L02 добротность будет Qon2

В резонаторе через паз 18 вводится исследуемый образец диэлектрика с известной толщиной d. Определяется положение резонанса

L (или L, L>, Lз) и добротность резонатора с

OOp23IJOM Q,„(HJIH Qu, Qu,, Qu,) .

Путем расчета определяют е, tg б по известным формулам.

Предмет изобретения

Измеритель параметров диэлектрических материалов, снабженный механизмом перестройки, объемным цилиндрическим резонатором, внутрь которого вводится исследуемый образец, и соединенный с резонатором индикатор резонанса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, поршень резонатора закреплен неподвижно на цилиндрическом штоке, корпус резонатора снабжен хвостовиком, соединенным с механизмом точного и грубого перемещения корпуса вдоль штока, в качестве измерителя перемещения;резонатора относительно поршня использован индикаторный прибор, головка которого опирается на вкладыш, укрепленный в центре торцовой стенки резонатора, а для ввода исследуемого образца внутрь резонатора его корпус снабжен прямоугольным пазом, расположенным в боковой стенке нерабочей части резонатора.

221083

Составитель М. Порфи рова

Техред Л. Я. Левина Корректор Н. И. Харламова

Редактор П. Шлайн

Типография, lip. Сапунова, 2

Заказ 28447сб Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4