Устройство для определения коэффициента анизотропии по диэлектрической проницаемости

 

342I38

П И СА Н И Е

ЗОБ РЕТЕН ИЯ

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт. свидетельства № лено 04.Ч.1970 (№ 1434948/18-10) исо.ед ине.нием заявии №

M. Кл. G Olr 27/26 оритет бликовано 14.Ч11972. Бюллетень ¹ 19 а опубликования описания 21Х111.1972

УДК 621.317.335(088.8) Авторы изобретения

И. Г, Матис и К. А. Бергманис

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

НН ИЗОТРО П И И ПО ДИЭЛ ЕКТРИЧ ЕСКОЙ ПРОН И ЦАЕМОСТИ

Изобретение относится к области определения диэлектрических свойств материалов, а именно к определению ориентации молекулярных цепей и их агрегатов в полимерных материалах по их диэлектрической проницаемости. Такие задачи возникают, например, при исследовании прочности ориентированных полимерных материалов, определении внутренних напряжений и пр.

Известно устройство для определения диэлектрической проницаемости накладным конденсатором, которое может быть применено для определения диэлектрической проницаемости в различных направлениях осей анизотропии.

Однако, использование известного устройства в целях определения коэффициента анизотропии по диэлектрической проницаемости, приводит к следующим серьезным недостаткам.

Во-первых, для определения коэффициента анизотропии необходимо сделать два замера в различчых направлениях осей анизотропии, для чего необходимо переставить электроды накладного конденсатора, после чего подсчитать отношение обоих замеров и определить результат контроля, что значительно снижает оперативность. Во-вторых, при измерении не учитывается влияние диэлектрической проницаемости в третьем направлении осей анизотропии, перпендикулярном плоскости электродов, и толщины контролируемого материала, что снижает точность измерений.

Предлагаемое устройство свободно от указанных нсдостатков, т. е. позволяет провести измерение без персстановки электродов и с непосредственным цифровым отсчетом, за счет включения второго измерительного канала, который содержит второй накладной конденсатор с электродами, сдвинутыми относительно электродов первого накладного конденсатора па угол осей анизотропии,,подключенный в контур второго измерительного генератора, выход которого вместе с выходом

15 второго опорного генератора подключен ко входу второго смесителя, а выход последнего через делитель частоты подключен к управляющему входу цифрового частотомера.

На чертеже приведена блок-схема устрой2Q ства (конструкция измерительного конденсатора, предназначенного для определения коэффициента ортогональной анизотропии по диэлектрической проницаемости).

Измерительный конденсатор, образованный

25 из заземленного 1 н высокопотенциальных 2 и 8 электродов включен в контур измерительного гснератора 4, а измерительный конденсатор, образованный из того же заземленного электрода 1 и высокопотенциальных электроЗО дов 5 и б, сдвинутых относительно электродов

342138

2 и 8 на 90, включен в контур измерительного генератора 7. Выход измерительного генератора 4 и выход опорного генератора 8 подключены ко входу смесителя 9, выход которого в свою очередь подключен к счетному входу цифрового частотомера 10. Выход измерительного генератора 7 и выход опорного генератора 11 подсоединены ко входу смесигеля 12, а выход последнего через делитель частоты 18 подключен к управляющему входу цифрового частотомера 10.

Устройство работает следующим образом, Измерительные электроды 1, 2, 8, б прикладываются к исследуемому материалу и в нем возбуждается электрическое поле. Причем электроды 1 — 8 создают поле, силовые линии которого замыкаются в плоскости XOZ (ось

Z перпендикулярна плоскости электродов и на чертеже не показана), а электроды 1, б, б создают поле, силовые линни которого замыкаются в плоскости YOZ. Таким образом, емкость первого измерительного конденсатора (образованного электродами 1, 8) и соответственно частота измерительного генератора 4 определяются среднегеометрическим значением диэлектрической проницаемости в направлении х и z (Е„.Е„емкость второго измерительного конденсатора (образованного электродами 1, б, б) и, соответственно частота измерительного генератора 7 — среднегеометрическим значением диэлектрической проницаемости в направлении у и z (VE,,Е,), Частота опорных генераторов 8 и 11 постоянна и подобрана выше начальной частоты соответствующего измерительного генератора 4 или 7, т. е, генератора с измерительными электродами находящимися в воздухе, на величину, которая соответствует изменению частоты данного измерительного генератора при изменении контролируемой диэлектрической проницаемости на половину единицы, т. е. где f,„, и f — частота соответственно опорного генератора 8 или 11.

fo> и for — начальная частота соответственно измерительного генератора 4 или 7.

С, и С вЂ” относительные рабочие емкости измерительного генератора 4 или 7.

С учетом того, что отношения рабочей емкости к емкости контура у обоих генераторов равны, после запуска цифрового частотомера 10 с приложенными к исследуемому ма5 териалу измерительными электродами 1, 2, 8, б, б код его станет равным: л„ f01 з б Б.

Лг V

10 где и коэффициент деления делителя 18, Следует обратить внимание, что на результат измерений не влияет диэлектрическая про15 ницаемость Е, в направлении, перпендикулярном плоскости электродов. Следовательно, результат измерения не зависит от величины, ее, что в свою очередь, устраняет влияние толщины контролируемого материала, также

20 определяющего значения диэлектрической проницаемости Е,. Путем подбора множителя: и =10, f01

Лг

25 где Й вЂ” количество знаков за запятой в единицах отношения диэлектрических проницаемостей Е„ и Е„, и снабжением импульсного счетчика цифрово30 го частотомера квадратичной матрицей, результат измерения — код У вЂ да непосредственный цифровой отсчет в единицах измеряемой величины — коэффициента анизотропии.

Предмет изобретения

Устройство для определения коэффициента

40 анизотропии по диэлектрической проницаемости, содержащее измерительный генератор, в контур которого включен накладной конденсатор и опорный генератор, выходы которых через смеситель соединены с цифровым

45 частотомером, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и упрощения измерений, оно снабжено вторым измерительным генератором, в контурах которого включен накладной конденсатор, электроды которого сдвину50 ты относительно электродов накладного конденсатора первого измерительного генератора на угол осей анизотропии и вторым опорным генератором, причем выходы обоих генераторов связаны с цифровым частотомером через

55 второй смеситель и делитель частоты.

342138

Составитель Л. Устинова

Техред Л. Богданова

Редактор В. Левятов

Корректор E Исакова

Заказ 2408/9 Изд. № 1004 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2