SU1071973A1 - Устройство дл измерени диэлектрической проницаемости материалов,покрытых защитной диэлектрической пленкой - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнической, электронной и химической промышленности дл  неразрушающего контрол  качества и определени  диэлектрической проницаемости материалов под слоем защитного диэлектрического покрыти . Известно устройство дл  определени  диэлектрической проницаемости веществ по отношению амплитуд Е компанент отраженной и прошедшей через диэлектрик волн, состо щее йз последовательно расположенных СВЧ генератора, аттенюатора, передающего и приемного рупора, между которыми расположен контролируемый обра зец, детектора и регистрирующего прибора ill . . Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерений диэлектри ческой проницаемости диэлектрических материалов и изделий, покрытых защитной диэлектрической пленкой, св занна  с тем, что дл  указанных структур защитна  пленка вносит нед пустимо большую погрешность в результаты измерений. аиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  диэлеКтрической проницаемости материалов., содержа1дее последовательно соединенные СВЧ генератор, контролируемый образец , делитель волны на две ортогональные составл ющие, выходы которого через первый и второй детекторы соединены соответственно со входами измерител  отношени  напр жений, и индикатор С 21 . Однако известное устройство обладает низкой точностью при измерении диэлектрической проницаемости материалов , покрытых защитной диэлектрической пленкой, внос щей недопустимо большую погрешность в результаты измерений. Цель изобретени  - повышение точ ности измерени  диэлектрической про ницаемости материалов, покрытых защитной диэлектрической пленкой. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  диэлектрической проницаемости материалов , покрытых защитной диэлектри ческой пленкой, содержащее последовательно соединенные СВЧ генератор, клеммы дл  подключени  контролируемого образца, делитель .волны на две ортогональные составл ющие, выходы которого через -первый и второй детекторы соединены соответственно со входами измерител  отнсжгени  напр жений и индикатор, снабжено двум  частотными модул торами, соединенны ми с СВЧ генератором, блоком выборк и хранени  напр жени , включенным между измерителем отнощени  и индикатором , и последовательно соединенными селективным усилителе,, фазовым детектором и формирователем, причем вход селективного усилител  соединен с вторым выходом одного .из детекторов , выход формировател  - с управл ющим входом блока выборки и хранени  напр жени , второй выход первого частотного модул тора соединен с входом опорного сигнала фазового детектора . Суть предлагаемого изобретени  сводитс  к следующему. С помощью одного из модул торов периодически измен ют частоту генератора электромагнитных колебаний по несимметричному пилообразному закону. Одновременно с помощью второго модул тора .частоту генератора измен ют с малой амплитудой, но с более высокой частотой по периодическому закону, а в сигнале одного из детекторов с помс цью усилител  выдел етс  напр жение этой частоты и подаетс  на фазовый детектор. Изменение частоты генератора по пилообразному закону обеспечивает периодическое прохождение величины отношени  ортогональных составл ющих через максимальное значение А дополнительна  модул ци  с более высокой частотой обеспечивает фиксацию момента прохождени  максимуi/ia , так как в этот момент фаза сигнала детектора скачком измен етс  на 180 и фазовый детектор совместно с формирователем вырабатывает импульс , управл ющий работой схемы измерени . Измеренна  в момент прохождени  максимума величина отношени  амплитуд ортогональных составл ющих зависит только от диэлектрической проницаемости исследуемого материала и измерительный прибор может быть непосредственно проградуирован в единицах проницаемости. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Оно содерлшт первый и второй частотные модул торы 1 и 2, выходы которых соединены с входами СВЧ генератора 3, контролируемый образец 4, последовательно соединенные делитель 5 волны на две ортогональные составл ющие , первый детектор 6, измеритель 7 отнсх ени  напр жений, блок 8 выборки и хранени - напр жени , индикатор 9, а также последовательно соединенные второй детектор 10, селективный усилитель 11, фазовый детектор 12, формирователь 13. Устройство работает следуицим образом. Первый модул тор 1 периодически с частотой О. измен ет частоту СВЧ reHepciTopa 3 по пилообразному закону . Одновременно второй модул тор 2

измен ет частоту СВЧ генератора 3 с более высокой частотой с по закоHyasinoist . Линейно пол ризованное СВЧ излучение с двойной частотной модул цией от генератора направл етс  под углом ф на контралирует-шй образец 4, причем плоскость пол ризации падающей, волны выбираетс  равной 45° относительно плоскости падени . Таким образом в падающей волне имеютс  две равные по величине оротогональные составл ющие: лежаща  в плоскости падени  и перпендикул рны к ней. Отраженное от исследуемого образца под тем же угломер излучение попадает в делитель 5, выполненный на основе одномерной проволочной решетки. Он раздел ет отраженную, волну на две ортогональные составл ннцие; лежащую в плоскости падени  и ортогональной ей и направл ет их на детекторы б и 10. Напр жени  с детекторов 6 и 10 одновременно поступают на входы измерител  7 отношени  напр жений.

Одновременно сигнал с одного детектора 10 через селективный усилитель 11 поступает на измерительный канал фазового детектора 12. Сигнал на опорный канал фазового детектора подаетс  с второго выхода первого частотного модул тора 1. В мс лен-г прохождени  величины отноаени  амплитуд ортогональных составл ющих q через максимальное значени фаза сигнала, поступакицего с селек тивного усилител  11 на фазовый детектор 12 скачком измен етс  на 180 В этот мсжент формирователь 13 вырабатывает управл к ций импульс, который запускает блок 8 выборки и хранени  напр жени . Устройство выборки и хранени  напр жени  измер ет и запоминает напр жение, которое

имеетс  в момент прихода управл ющего импульса на выходе измерител  7 отнс цени  напр жений. Напр жение с выхода устройства выборки и хранени  поступает на индикатор, шкала которого градуируетс  в единицах диэлектрической проницаемости.

За базовое устройство принимаетс  серийно выпускаемый в СССР измеритель параметров диэлектриков Б9-6

0 ТУ 7В2 730.000, который позвол ет с погрешностью ±2% измер ть диэлектрическую проницаемость однородных материалов. Наличие защитной диэлектрической пленки на поверхности исS следдуемого материала приводит к дополнительной погрешности, величина которой определ етс  параметрами и свойствами защитной пленки и может в дес тки раз превышать погрешность известного устройства при измерении

0 диэлектрической проницаетчости материалов без защитной пленки.

Основным преимуществом предлагае5 мого устройства  вл етс  более высока  точность С±1%У измерений диэлектрической проницаемости материалов, покрытых защитной диэлектрической пленкой, за счет того, что в ходе измерений полностью исключаетс  вли 0 ние защитной пленки. Повышение точности достигаетс  за счет того,что в предлагаемого устройстве измен ют частоту падающего излучени  и измер ют отношение амплитуд q,ортогональных составл ющих отраженной от исследуемого материала СВЧ волны при такой частоте излучени , при которой величина cj определ етс  только диэлектрической проницаемостью исследуемого материала и не зависит от параметров и свойств защитной пленки.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ, ПОКРЫТЫХ ЗАЩИТНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛЕНКОЙ, содержащее последовательно соединенные СВЧ генератор, клеммы для подключения контролируемого образца, делитель волны на две ортогональные составляющие, выходы которого через первый и второй детекторы соединены соответственно с входами измерителя отношения напряжений и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя частотными модуляторами, соединенными с СВЧ генератором, блоком выборки и хранения напряжения, включенным между измерителем отношения и индикатором, и последовательно соединенными селективным усилителем, фазовым детектором и формирователем, причем вход селективного усилителя соединен с вторым выходом одного из детекторов, выход формирователя - с управляющим входом блока выборки и хранения напряжения, второй выход первого частотного модулятора соединен с входом опорного сигнала фазового детектора.

   СО

   ФО >