2015-10-22
861
В работе используется измеритель добротности типа Е9-4. Упрощенная блок-схема этого прибора приведена на рис. 16. В приборе при определении диэлектрической проницаемости (e′) и тангенса угла диэлектрических потерь
Рис.16. Упрощенная электрическая схема резонансного метода измерения
(tgd) диэлектриков использован резонансный метод, основанный на вариации проводимости за счет изменения емкости колебательного контура.
Генератор Г обеспечивает питание последовательного колебательного контура синусоидальным напряжением c частотой от 50 кГц до 50 МГц. Вольтметр V 1 (шкала "Уровень" на панели прибора) служит для контроля и установки уровня подводимого напряжения. Сопротивление R представляет собой эквивалентное активное сопротивление колебательного контура. Сменная катушка индуктивности L позволяет выполнять измерения на различных частотах. Вольтметр V 2 (шкала Q на передней панели прибора) измеряет падение напряжения на емкости контура и проградуирован в единицах добротности (Q). Переменный воздушный конденсатор С0 при установленной частоте приложенного напряжения и фиксированной индуктивности дает возможность настраивать колебательный контур в резонанс. Исследуемый образец материала подключается к клеммам 1 и 2. Для вычисления емкости Сx, и tg d исследуемого образца диэлектрика необходимо дважды настроить контур в резонанс: без образца, определив параметры контура С 1 и Q 1, и с образцом, определив параметры контура С 2 и Q 2.
Очевидно, что при параллельном подключении исследуемого образца Cx к емкости контура С 0, емкость его может быть выражена следующим образом: С 1= С 2+ Сx и Cx = С 1– С 2. По величине емкости образца можно определить диэлектрическую проницаемость изоляционного материала:
- диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков определяется из выражения e′ =Сx / Сx 0;
- для твердых диэлектриков – из формулы емкости для плоского конденсатора e′ =Сxh /(e0 S), где h – толщина диэлектрика; S – площадь электрода.
Тангенс угла диэлектрических потерь tg d x исследуемого образца можно связать с добротностью контура без образца Q 1, и с образцом Q 2:
Q 1 = 1/ tg d1; Q 2 = 1/ tg d2. (19)
При параллельном подключении образца к контуру tgdx образца рассчитывается по формуле:
(20)
