Изобретение относитс к устройствам дл измерени в зкоупругих свойс твердых тел, а именно внутреннего трени и модул Юнга, и может быть применено в радиотехнической, полупроводниковой , авиационной, машиностроительной и других отрасл х промышленности дл лабораторных исследований и заводских испытаний металлических , полупроводниковых, компози ционных и других материалов. Известно устройство дл измерени в зкоупругих свойств полимерных материалов , принцип действи которого основан на электростатическом возбуждении изгибных колебаний в консольно закрепленном образце и после дующем их измерении, содержащее исследуемый образец, возбуждающий и приемный преобразователи, низко-и высокочастотные генераторы, детекто или девиометр, амплитудньй дискриминатор , счетчик Cl 3 . Недостаток указанного устройства св зан со значительным уровнем потерь энергии в зажиме образца. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устр ство дл измерени физико-механических характеристик, содержащее низкочастотный генератор, усилитель мощности , измерительную чейку, предста л ющую собой диск с двум возбуждающими и двум регистрирующими электро дами и систему регистрации. Электроды расположены на диске в одном направлении , причем два средних исполь зуютс дл возбуждени изгибньис коле баний в исследуемом образце, а два крайних - дл измерени амплитуды эт колебаний. Исследуемый образец свобо но покоитс на двух стекл нных нит х толщиной 0,07 мм укрепленных с помощью отжига специальной пасты на стекл нном диске между возбуждающими и регистрирующими электродами. Расст ние между нит ми выбираетс таким образом, чтобы они располагались в узлах сто чих волн, возбуждаемых и регистрируемых по изменению емкости между образцом и соответствующими электродами. Устройство работает следунидим образом. Переменное напр жение с низкочастотного генератора усиливаетс и подаетс на возбуждающие электроды измерительной чейки. Изменением частоты возбуждающего напр жени производитс настройка колебаний образца в резонанс. Измерительные электроды и образец представл ют собой емкость, включенную в колебательный контур высокочастотного генератора . В этом случае сигнал высокочастотного генератора модулируетс собственной частотой механических колебаний образца. Затем этот сигнал детектируетс , усиливаетс , наблюдаетс и фотографируетс на экране осциллографа, а затем обрабатываетс и математически обсч;;тываетс Г J. Недостатки данного устройства заключаютс в неудобстве при исследовании ориентационной зависимости внутреннего трени и модул Юнга, св занном с возможностью измерени необходимых величин только в одном кристаллографическом направлении, низкой точности измерений при исследовании высокодобротных, например, полупроводниковьк материалов, обусловленной потер ми упругой энергии в местах касани исследуемого образца со стекл нньми нит ми. Кроме того, как в процессе отжига пасты, так и при измерении температурных зависимостей происходит изгиб нитей из-за теплового расщирени , что приводит к увеличению ошибки измерений. Цель изобретени - повьщ1ение точности измерений и обеспечение возможности исследовани анизотропных образцов. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени в зкоупругих свойств твердых тел, содержащем низкочастотный генератор, усилитель мощности, измерительную чейку, представл ющую собой диск с двум возбуждающими и двум регистрирующими электродами и систему регистрации , исследуемый образец расположен на четырех диэлектрических опорах в виде конусообразных выступов , наход щихс в узлах сто чих волн, а возбуждающие и регистрирующие электроды расположены попарно в двух взаимно перпендикул рных направлени х . На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - устройство измерительной чейки. Устройство (фиг.1) включает низкочастотный генератор 1, усилитель мощности 2, измерительную чейку 3, ключ 4, фазовый детектор 5, селек|ТИвный 6 и широкополосный 7 усилите ли, дискриминатор 8, счетчик 9. Измерительна чейка 3 (фиг.2) представл ет собой кварцевый диск 10, на который напьтены два возбуждающих 11,12 и два регистрирующих 13,14 электрода, с четырьм диэлект рическими опорами 15 в виде конусообразных выступов высотой 0,07 мм, на которых располагаетс исследуемы образец 16. Опоры 15 изготовлены из кварца того же состава и одной плав ки, т.е. имеют одинаковый коэффицие линейного расширени , что и диск 10 и вварены в него. Рассто ние между опорами 15 выбрано таким, чтобы в точках их касани с образцом 16 находились узлы сто чих волн, возбуждаемых и регистрируемых с помощью электродов 11-14. Такое положение образца 16 контролируетс по специальным рискам 17. Схема включени положение ключа 4 1 и П (фиг.1), предусматривает попарное (11,13 и 12,14) использование возбуждающих 11,12 и регистрирующих 13,14 электродов в двух взаимно перпендикул рных направлени х, что позвол ет измер ть внутреннее трение и модуль Юнга на одном образце в дв кристаллографических направлени х. Устройство работает следующим образом. Исследуемый образец 16 располагаетс на опорах 15 и центрируетс по рискам 17. Ключ 4 устанавливаетс в положение 1. Изгибные колебани возбуждаютс от низкочастотного генератора 1 через усилитель мощности 2 с помощью возбуждающего электрода 11. Вариацией частоты генератора 1 производи с настройка в резонанс по максимум амплитуды колебаний образца 16, пос чего возбуждающа система отключает с (система отключени не показана). Затухающие собственные колебани образца 16 измен ют емкость системы образец - измерительный электрод 13, котора включена в колебательный контур высокочастотного генератора т.е. происходит модул ци высокочастотного сигнала низкочастотным. Этот сигнал Поступает на вход детектора 5, где выдел етс его низкочастотна составл юща , котора затем усиливаетс с помощью селективного 6 и широкополосного 7 усилителей и подаетс на регистрирующее устройство, состо щее из амплитудного дискриминатора 8 и .счетчика 9. Затем ключ 4 переводитс в положе|ние П. В этом случае изгибные колебани в образце 16 возбуждаютс от генератора 1 через усилитель 2 с помощью возбуждающего электрода 12, а регистрируютс электродом 14. Обработка этого сигнала производитс по описанному способу с помощью детектора 5, селективного 6 и широкополосного 7 усилителей, амплитудного дискриминатора 8, счетчика 9. Таким образом, при попарном включении возбуждающего и регистрирующего электродов по вл етс возможность на одном и том же образце измер ть в зкоупругие свойства твердых тел в двух взаимно перпендикул рных крис таллографических направлени х. Использование диэлектрических опор позвол ет заменить линейный контакт на точечный, что повышает точность измерений . Так, дл прототипа фон устройства составл ет пор дка 5-10 предлагаемого устройства - 5-10 погрешность измерени внутреннего трени в интервале температур 150800 К составл ет 2-5% против у прототипа. При этом отпадает необходимость в очень сложной технологической операции подклейки нитей. ,
75
W