Устройство для измерения диэлектрической проницаемости

Устройство для измерения диэлектрической проницаемости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрофизических характеристик твердых и жидких веществ. Изобретение пЬвьшает точность выполняемых измерений. Исследуемый образец 1, предназначенный для преобразования, силы электрического взаимодействия с неоднородным полем в осевую силу растяжения упругого чувствительного элемента 2, выполнен в виде цилиндра из исследуемого вещества . Элемент 2 предназначен для преобра зования осевой силы растяжения в частоту электрических колебаний и представляет собой металлическую струну , верхний конец которой закреплен в опоре 3, а.оба конца электрически связаны с входами электронного автогенератора 7. Постоянный магнит 4 создает магнитное поле, способствующее возбуждению поперечных колебаний , элемента 2. На чертеже также показаны: электроды 5, источник 6 напряжения , измеритель 8 частоты. Диэлектриг ческая проницаемость исследуемого образца определяется по формуле,приведенной в описании изобретения. 1 ил. . (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 0 1 К 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4081682/24-21 (22) 11.05.86 (46) 30.03.88. Бюл. № 12 (72) В.С. Ашанин, О.П. Малофей и А.A. Степанов (53) 621.317.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 788039, кл, С 01 R 27/26, 1979.

Брандт А.А. Исследование диэлект-, риков на сверхвысоких частотах.N.:

Физматгиз, 1963, с. 345. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрофизических характеристик твердых и жидких веществ, Изобретение повьппает точ ность выполняемых измерений. Исследуемый образец 1, предназначенный для

„„SU„„1385 4 А 1 преобразования. силы электрического взаимодействия с неоднородным полем в осевую силу растяжения упругого чувствительного элемента 2, выполнен в виде цилиндра из исследуемого вещества. Элемент 2 предназначен для преобразования осевой силы растяжения в частоту электрических колебаний и представляет собой металлическую струну, верхний конец которой закреплен в опоре 3, a,oáà конца электрически связаны с входами электронного автогенератора 7. Постоянный магнит 4 создает магнитное поле, способствующее возбуждению поперечных колебаний элемента 2. На чертеже также показа- сй ны: электроды 5, источник 6 напряжения, измеритель 8 частоты, Диэлектри-, ческая проницаемость исследуемого образца определяется по формуле,при- С веденной в описании изобретения. 1 ил..

l385094

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения электрофизических характеристик твердых и жидких ве5 ществ.

Целью изобретения является повьпиение точности измерения.

На чертеже схематически изображено устройство. 10

Устройство содержит образец 1,упругий чувствительный элемент в виде металлической струны 2, опору З,постоянный магнит 4, электроды 5, источник напряжения 6, электронный автоге- 15 нератор 7, измеритель частоты 8.

Образец 1 предназначен для преобразования силы электрического взаимодействия с неоднородным электрическим полем в осевую силу растяжения упруго-gp

ro чувствительного .элемента 2 и выполнен в виде цилиндра из исследуемоro вещества.

Упругий чувствительный элемент 3 предназначен для преобразования осевой силы растяжения в частоту электрических колебаний и представляет собой металлическую струну, верхний конец которой жестко закреплен в опоре 3, а концы электрически связаны с входами электронного автогенератора 7.

Опора 3 обеспечивает жесткую .конструктивную фиксацию упругого чувствительного элемента.

Постоянный магнит 4 предназначен для создания постоянного магнитного

35 поля, способствующего возбуждению поперечных колебаний упругого чувствительного элемента 2.

Устройство работает следующим образом.

Электронный автогенератор колебаний 7 возбуждает и поддерживает непрерывные поперечные колебания упруго- 4

ro чувствительного элемента 2 на его резонансной частоте, которая регистрируется измерителем частоты 8. При подключении электродов 5 к полюсам источника напряжения 6 за счет взаимодействия образца 1 с неоднородным электрическим полем происходит дополнительное натяжение упругого чувствительного элемента 2, в результате чего изменяется частота его собственных колебаний. Это изменение частоты, являющееся функцией диэлектрической проницаемости, фиксируется измерителем частоты 8 °

Начальная частота колебаний f а упругого чувствительного элемента 2 с укрепленным на его конце образцом

1 веса P определяется выражением:

1 P

f о 21 ) р8 где 1 — длина упругого чувствительного элемента;

1 плотность материала, из которого изготовлен упругий чувствительный элемент;

S — площадь поперечного сечения упругого чувствительного элемента.

При подключении электродов 5 к источнику 6 возникает взаимодействие образца 1 с неоднородным электрическим полем. Сила взаимодействия направлена в область максимума напряженности электрического поля и равна (E - 1)

{2) где Š— диэлектрическая проницаемость исследуемого вещества, иэ которого изготовлен образец 1;

S, — площадь поперечного сечения образца;

Š— напряженность электрического поля в пространстве между электродами 5;

8,85 10 ф/м.

Формула (2) справедлива, когда напряженность электрического поля на верхнем конце образца 1 равна нулю, что достигается в устройстве соответствующим расположением электродов 5.

Сила F приводит к дополнительному натяжению упругого. чувствительного эЛемента 2, а следовательно, к увеличению erо резонансной частоты поперечных колебаний (3)

Из соотношений (1) — (3) вытекает выражение для определения диэлектрической проницаемости образца

1 + — — у- ((— Е,) (4)

41 Р S

Е Б Е

При измерении диэлектрической проницаемости жидкости образец 1 с известной проницаемостьк) Е< погружают в исследуемую жидкость с проницаемостью

Аналогичный расчет приводит к выражению

1385094

Составитель В. Стукан

Редактор Н. Горват Техред JI.Серцюкова Корректор М. Пожо

Заказ 1411/44 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для измерения диэлект5 рической проницаемости, содержащее упругий чувствительный элемент, укрепленный верхним концом в опоре, а к нижнему концу чувствительного элемента крепится образец, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения и упрощения процесса измерений, в него введены источник напряжения, электроды, автогенератор и измеритель частоты, причем электроды подключены к источнику-напряжения, а упругий чувствительный элемент выполнен в виде расположенной в магнитном поле вибрирующей металлической струны, концы. которой соединены с соответствующими входами электронного автогенератора, к выходу которого подключен измеритель частоты.