SU1659834A1 - Device for measuring dielectric parameters of materials - Google Patents
Device for measuring dielectric parameters of materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1659834A1 SU1659834A1 SU884626920A SU4626920A SU1659834A1 SU 1659834 A1 SU1659834 A1 SU 1659834A1 SU 884626920 A SU884626920 A SU 884626920A SU 4626920 A SU4626920 A SU 4626920A SU 1659834 A1 SU1659834 A1 SU 1659834A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- measuring
- input
- electrodes
- sensors
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных измерительных устройств входного динамического контрол диэлектрических параметров ленточных и дисковых носителей информации. Цель изобретени - повышение точности измерений в динамическом режиме путем обеспечени требуемой однородности и напр женности переменного электрического пол в зоне измерений и проведени преобразований потенциальных сигналов, соответствующих максимальным значени м в точках экстремума калибровочной характеристики датчиков.The invention relates to instrumentation engineering and can be used in the construction of precision measuring devices for input dynamic control of dielectric parameters of tape and disk storage media. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements in a dynamic mode by providing the required uniformity and intensity of an alternating electric field in the measurement zone and converting potential signals corresponding to the maximum values at the extremum points of the calibration characteristics of the sensors.
Description
zЁzЕ
ОABOUT
ел юate yu
0000
соwith
-N-N
Потенциальные электроды 1 двух идентичных трехэлектродных датчиков соединены с гармоническим генератором 6, измерительные и компенсирующие 2 и 3 электроды соединены с выводами дифференциальных усилителей 7 и 8, выходы которых соединены соответственно через амплитудные детекторы 9 и 10 с входами сумматора 11 и компаратора 12, выход сумматора 11 соединен с входом т гового детектора 13, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовател 15, выход компаратоИзобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных измерительных устройств входного и динамического контрол диэлектрических параметров ленточых, дисковых носителей информации, примен емых в технике магнитной видеозаписи.Potential electrodes 1 of two identical three-electrode sensors are connected to a harmonic generator 6, measuring and compensating 2 and 3 electrodes are connected to the outputs of differential amplifiers 7 and 8, the outputs of which are connected respectively through amplitude detectors 9 and 10 to the inputs of the adder 11 and comparator 12, the output of the adder 11 connected to the input of the traction detector 13, the output of which is connected to the input of the analog-digital converter 15, the output of the comparator The invention relates to the measuring and control technology and can be Used in the construction of precision measuring devices for input and dynamic control of dielectric parameters of tape and disk information carriers used in the technique of magnetic video recording.
Цель изобретени - повышение точности измерений диэлектрических свойств материала в динамическом режиме активного контрол путем реализации требуемой однородности и напр женности переменного электрического пол в зоне измерений, достигаемой особенност ми построени измерительных датчиков устройства, которые необходимы дл получени последующих эффективных преобразовани.й потенциальных сигналов, соответствующих максимальным значени м в точках экстремума калибровочной выходной характеристикой датчиков.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements of the dielectric properties of a material in the dynamic mode of active control by implementing the required uniformity and intensity of an alternating electric field in the measurement zone, achieved by the construction features of the measuring sensors of the device, which are necessary to obtain subsequent effective transformations of potential signals corresponding to the maximum the values at the extremum points by the calibration output characteristic of the sensors.
На фиг. 1а, б приведена конструкци измерительного датчика устройства; на фиг. 2 - структурна схема устройства; на фиг. 3 - эпюры напр жений, действующих в некоторых точках электрической схемы устройства дл режима равномерного движени измерительного датчика в направлении,ортогональном к контролируемой поверхности.FIG. 1a, b shows the design of the measuring sensor of the device; in fig. 2 is a block diagram of the device; in fig. 3 shows plots of stresses acting at certain points in the electrical circuit of the device for the mode of uniform motion of the measuring sensor in a direction orthogonal to the test surface.
Устройство дл измерени диэлектрических свойств материалов включает в себ два идентичных трехэлектронных измерительных датчика, обьединенных в один блок (фиг. 1), где каждый из них содержит потенциальный 1, измерительный 2 и компенсирующий 3 электроды, заключенные во внешний экран 4 и выполненные в виде тонких металлических дисков равного диаметра , располагающихс на поверхности пр моугольной пластины 5 из изотропного диэлектрика, Измерительный датчик разме- ,щен так, что его рабочие плоскости, смера 12 соединен с входом одновибратора 14, выход которого соединен с вторым входом т гового детектора 13, а второй выход соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател 15, выход которого вл етс выходом устройства, причем датчики выполнены в экране 4, соединенном с общей шиной устройства, а электроды датчиков размещены на поверхност х пластины 5 из изотропного материала, которые расположены в параллельных одна другой плоскост х . 3 ил.A device for measuring the dielectric properties of materials includes two identical three-electron measuring sensors integrated into one unit (Fig. 1), where each of them contains a potential 1, a measuring 2, and 3 compensating electrodes enclosed in an external screen 4 and made in the form of thin metal disks of equal diameter, located on the surface of a rectangular plate 5 of an isotropic dielectric, the measuring sensor is placed so that its working plane, measure 12 is connected to the input of the one-shot 14, the output of which is connected to the second input of the traction detector 13, and the second output is connected to the second input of the analog-digital converter 15, the output of which is the output of the device, the sensors are made in the screen 4 connected to the common bus of the device, and the electrodes of the sensors are placed on the surfaces of the plate 5 of isotropic material, which are arranged parallel to one another in planes. 3 il.
щенные одна относительно другой на рассто ние , не превышающее одной дес той части рассто ни между потенциальным и измерительным электродами, в процессеeach other at a distance not exceeding one tenth of the distance between the potential and measuring electrodes, in the process
измерений равномерно перемещаютс параллельно поверхности исследуемого материала .The measurements are uniformly displaced parallel to the surface of the material under study.
Устройство содержит также генератор 6 гармонических колебаний, первый и второйThe device also contains a generator of 6 harmonic oscillations, the first and second
дифференциальные усилители 7 и 8, первый и второй амплитудные детекторы 9 и 10, сумматор 11, компаратор 12, пиковый детектор 13, одновибратор 14, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15, которые соединены между собой следующим образом.differential amplifiers 7 and 8, first and second amplitude detectors 9 and 10, adder 11, comparator 12, peak detector 13, one-shot 14, analog-to-digital converter (ADC) 15, which are interconnected as follows.
К соединенным между собой потенциальным электродам 1 измерительных датчиков присоединен первый выход генератора 6, второй выход которого соединен с общейThe interconnected potential electrodes 1 of the measuring sensors are connected to the first output of the generator 6, the second output of which is connected to the common
шиной. Измерительные 2 и компенсирующие 3 электроды соединены с входами дифференциальных усилителей 7 и 8, выходы которых соединены через амплитудные детекторы 9 и 10 с входами сумматора 11 иby bus. Measuring 2 and compensating 3 electrodes are connected to the inputs of differential amplifiers 7 and 8, the outputs of which are connected through amplitude detectors 9 and 10 to the inputs of the adder 11 and
компаратора 12, соединенными с входами пикового детектора 13 и одновибратора 14 соответственно, Выход пикового детектора 13 соединен с сигнальным входом АЦП 15, вход запуска которого соединен с выходомthe comparator 12 connected to the inputs of the peak detector 13 and the one-shot 14, respectively, the output of the peak detector 13 is connected to the signal input of the ADC 15, the start input of which is connected to the output
одновибратора 14, и вход установки детектора 13 соединен с вторым выходом одно- вибратора 14.one-shot 14, and the input of the installation of the detector 13 is connected to the second output of the single-vibrator 14.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
.С помощью потенциальных электродов 1, подключенных к генератору 6, в пространстве между рабочей плоскостью каждого датчика и контролируемой поверхностью создаетс переменное электрическое поле. Изменение напр женности этого пол в зазоре вследствие приближени исследуемого материала к датчикам приводит к изменению потенциалов по поверхност мBy means of potential electrodes 1, connected to generator 6, an alternating electric field is created in the space between the working plane of each sensor and the surface to be monitored. The change in the intensity of this field in the gap due to the approach of the material under study to the sensors leads to a change in potentials over the surface.
их измерительных электродов 2. Выходные характеристики электростатических датчиков в зависимости от приближени к ним поверхностей диэлектриков имеют экстремальные значени (минимумы) потенциала, поэтому электроды 2 на определенных рассто ни х от поверхности диэлектрика принимают эти значени . Вычитание сигналов электродов 2 и 3 и последующее усиление разностного CHI нала с помощью усилителей 7 и 8 позвол ет получить на их выходах максимальные значени потенциалов в тот момент, когда выходные сигналы датчиков минимальны. Согласно результатам экспериментальных исследований электростатических датчиков сигнал от каждого из них на некотором интервале рассто ний принимает минимальное значение, которое по мере прохождени датчиком этого рассто ни остаетс практически неизменным. Этот интервал дл рассматриваемых датчиков составл ет примерно одну дес тую часть рассто ни между центрами потенциального 1 и измерительного 2 электродов одного из датчиков.their measuring electrodes 2. The output characteristics of electrostatic sensors, depending on the approach to them of the surfaces of dielectrics, have extreme values (minima) of the potential, therefore, the electrodes 2 at certain distances from the surface of the dielectric take these values. Subtracting the signals of electrodes 2 and 3 and the subsequent amplification of differential CHI with amplifiers 7 and 8, allows to obtain at their outputs maximum values of potentials at the moment when the output signals of the sensors are minimal. According to the results of experimental studies of electrostatic sensors, the signal from each of them at a certain distance interval takes the minimum value, which, as the sensor passes this distance, remains almost unchanged. This interval for the sensors under consideration is approximately one tenth of the distance between the centers of the potential 1 and measuring 2 electrodes of one of the sensors.
Таким образом, в момент нахождени обоих датчиков в пределах указанного интервала рассто ний их сигналы окажутс равными (фиг. За) и выходное напр жение сумматора 11 (фиг. 36) будет пропорционально сумме напр жений, действующих на его входах, а на выходе компаратора 12 по витс импульс (фиг. Зв), передний фронт которого будет соответствовать моменту совпадени потенциалов электрода 2. Од- новибратор 14, запускаемый импульсом компаратора 12, вырабатывает собственный импульс (фиг, Зг) требуемой длительности , поступающий на вход запуска аналого-цифрового преобразовател 15. На информационном входе последнего в этот момент действует измер емое напр жение, величина которого зафиксирована с помощью пикового детектора 13, Режим запоминани детектора 13 устанавливаетс импульсом с выхода одновибратора 14, поступающего на вход установки пикового детектора 13, в течение его длительности (фиг. Зд).Thus, when both sensors are within the specified distance interval, their signals will be equal (Fig. 3A) and the output voltage of the adder 11 (Fig. 36) will be proportional to the sum of the voltages acting on its inputs, and at the output of the comparator 12 a Wits pulse (Fig. Sv), the leading edge of which will correspond to the moment of coincidence of the potentials of electrode 2. The one-oscillator 14, triggered by the pulse of the comparator 12, generates its own pulse (Fig. 3g) of the required duration arriving at the launch input The 15V transducer at the information input of the latter at this moment is affected by the measured voltage, the value of which is fixed by the peak detector 13, the memory mode of the detector 13 is set by a pulse from the output of the one-oscillator 14, which enters the installation input of the peak detector 13, for its duration ( Fig. Rear).
Выходное напр жение устройства представл етс на выходе аналого-цифрового преобразовател 15 в виде-двоичного кода, соответствующего определенному значению диэлектрической проницаемости.The output voltage of the device is represented at the output of the analog-digital converter 15 in the form of a binary code corresponding to a certain dielectric constant value.
Все узлы функциональной электрической схемы предлагаемого устройства (фиг. 2) могут быть построены по типовым радиотехническим схемам с применением интегральных микросхем.All nodes of the functional circuitry of the device (Fig. 2) can be constructed according to standard radio circuits using integrated circuits.
Блок датчиков представл ет собой металлический корпус, играющий одновременно роль экрана, внутри которого размещены электростатические датчики (фиг. 1 и 2), могущие перемещатьс один относительно другого и точно фиксироватьс в любомThe sensor unit is a metal case, which simultaneously plays the role of a screen, inside which electrostatic sensors (Figs. 1 and 2) are placed, which can move relative to each other and precisely fixed in any
положении. Задние величины смещени рабочих плоскостей датчиков осуществл етс с помощью незаземленной металлической пластины (так как в данном случае металл можно рассматривать как диэлектрик сposition The rear values of the displacement of the working planes of the sensors are carried out using an ungrounded metal plate (since in this case the metal can be considered as a dielectric with
0 диэлектрической проницаемостью Ј-, а интервал рассто ни , при прохождении которого минимальные значени потенциалов измерительных электродов не мен ютс , вл етс самым узким.0, the dielectric constant Ј-, and the distance interval, with the passage of which the minimum values of the potentials of the measuring electrodes do not change, is the narrowest.
5 Применение устройства, например, в аппаратуре входного контрол ленточных носителей информации, в САР видеомагнитофонов или ФЭПИНС (содержащих схожие кинематические узлы ЛПМ, от качества и5 The use of the device, for example, in the equipment of the input control of tape media, in the SAR of video recorders or PEPNS (containing similar kinematic LSM nodes, on the quality and
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884626920A SU1659834A1 (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Device for measuring dielectric parameters of materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884626920A SU1659834A1 (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Device for measuring dielectric parameters of materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1659834A1 true SU1659834A1 (en) | 1991-06-30 |
Family
ID=21418129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884626920A SU1659834A1 (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Device for measuring dielectric parameters of materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1659834A1 (en) |
-
1988
- 1988-12-27 SU SU884626920A patent/SU1659834A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Ns 853513. кл. G 01 N 27/60. 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4370616A (en) | Low impedance electrostatic detector | |
US3928796A (en) | Capacitive displacement transducer | |
US4878017A (en) | High speed D.C. non-contacting electrostatic voltage follower | |
US4928057A (en) | High speed D.C. non-contacting electrostatic voltage follower | |
US4006404A (en) | Pulsed plasma probe | |
US4147981A (en) | Electrostatic voltmeter probe positioned on the outside of a housing and vibrated by a piezoelectric transducer within the housing | |
US4999570A (en) | Device for making non-contacting measurements of electric fields which are statical and/or varying in time | |
US4165483A (en) | Capacitive pick-off circuit | |
SU1659834A1 (en) | Device for measuring dielectric parameters of materials | |
Vosteen | A review of current electrostatic measurement techniques and their limitations | |
US4072896A (en) | Apparatus for measuring the electron escape potential of metal surfaces | |
Hagiwara et al. | A self-balance-type capacitance-to-DC-voltage converter for measuring small capacitance | |
SU1112318A1 (en) | Device for measuring material electrostatic charges | |
US3187253A (en) | Apparatus for measuring the straightness of travel of a movable member | |
Palmer | A New Electrostatic Field Measuring Instrument | |
SU1100583A1 (en) | Device for measuring charged layer potential | |
SU622165A1 (en) | Method of measuring moving tape carrier deformation | |
SU1017907A1 (en) | Dielectric material thickness meter | |
RU1798736C (en) | Device for measurement of electric potential of charged surface | |
SU1155967A1 (en) | Device for testing specimen for electrostatic charging | |
Shattuck | Capacitance‐Type Displacement Probe | |
SU1390578A1 (en) | Method of determining potential of a charged dielectric surface | |
SU1170397A1 (en) | Autocompensating device for geoelectrical prospecting station | |
SU1018023A1 (en) | High voltage measuring device | |
RU2028636C1 (en) | Electrostatic field strength measuring device |