Диэлектрические измерения это:

Диэлектрические измерения
        измерения величин, характеризующих свойства диэлектриков (См. Диэлектрики) в постоянном и переменном электрических полях. К Д. и. относятся измерения диэлектрической проницаемости ε в постоянных и переменных полях, диэлектрических потерь, удельной электропроводности в постоянном электрическом поле, электрической прочности.
         В случае твёрдых диэлектриков Д. и. часто сводятся к измерению ёмкости С плоского электрического конденсатора, между пластинами которого помещён исследуемый диэлектрик. По формуле
        
        (d — толщина диэлектрического образца, S — площадь его боковой грани, k — коэффициент пропорциональности) находят диэлектрическую проницаемость ε. В случае жидкостей и газов измеряют ёмкость системы электродов в вакууме (С0) и в данном веществе (Сε), а затем определяют ε из соотношения: ε = Сε/С0.
         Методы измерения ёмкости и диэлектрических потерь различны для разных частот электрического поля. В постоянном поле и при низких частотах (десятые доли гц) ёмкость, как правило, определяют путём измерений зарядного или разрядного токов конденсатора с помощью баллистического гальванометра (рис. 1).
         В области частот от десятых гц до 107 гц, помимо С, существенно измерение диэлектрических потерь (См. Диэлектрические потери), мерой которых является тангенс угла диэлектрических потерь tg δ. С и tg δ измеряют с помощью мостовых схем, в частности мостов Шеринга.
         В высокочастотной области (от 105 до 108 гц) для измерения ёмкости Сε и диэлектрической проницаемости ε применяют главным образом резонансные методы (рис. 2). Колебательный контур, содержащий образцовый конденсатор (см. Емкости меры (См. Ёмкости меры)), настраивается в резонанс, и определяется соответствующая резонансу величина ёмкости С'. Затем параллельно образцовому конденсатору присоединяют конденсатор с диэлектриком Сε, и контур снова настраивается в резонанс. Во втором случае ёмкость С" образцового конденсатора будет меньше. Ёмкость конденсатора, заполненного диэлектриком Cε, определяется по формуле:
         Cε = C' - С". (1)
         Различные резонансные методы отличаются друг от друга по способу определения tg δ. В методе замещения диэлектрик заменяется эквивалентной схемой, состоящей из ёмкости и сопротивления. Подбирается такое сопротивление R, которое, будучи включено последовательно или параллельно образцовому конденсатору С, ёмкость которого берётся равной ёмкости диэлектрика Сε, даёт такой же резонансный ток в контуре, как и образец диэлектрика. Метод расстройки контура основан на том, что ширина резонансной кривой контура определяется его добротностью Q, связанной с тангенсом угла потерь диэлектрика соотношением:
         tg δ = 1/Q. (2)
         Ёмкость и диэлектрические потери определяют также методом куметра. В данной области частот можно применять также метод биений (См. Биения).
         В области сверхвысоких частот (от 108 до 1011 гц) Д. и. основаны на использовании объёмных резонаторов (См. Объёмный резонатор) и Радиоволноводов, а также на закономерностях распространения электромагнитных волн в свободном пространстве. В случае газообразных диэлектриков измеряют резонансную частоту ω0 и добротность Q0 объёмного резонатора (рис. 3), когда в нём создан вакуум, и те же величины ωε и Qε, когда он целиком заполнен диэлектриком. При этом имеют место соотношения:
         В случае жидких и твёрдых диэлектриков, если они целиком заполняют резонатор, получаются гораздо большие изменения резонансной частоты и добротности. Кроме того, если диэлектрические потери велики, то добротность резонатора становится весьма малой величиной. Это нарушает справедливость формул (3) и (4). Поэтому применяют частичное заполнение резонатора диэлектриком, чаще всего имеющим форму диска или стержня.
         В случае жидких и твёрдых диэлектриков, если они целиком заполняют резонатор, получаются гораздо большие изменения резонансной частоты и добротности. Кроме того, если диэлектрические потери велики, то добротность резонатора становится весьма малой величиной. Это нарушает справедливость формул (3) и (4). Поэтому применяют частичное заполнение резонатора диэлектриком, чаще всего имеющим форму диска или стержня.
         Другой метод Д. и. в области СВЧ состоит в том, что в радиоволноводе устанавливаются бегущая или стоячая электромагнитные волны. Для волновода, заполненного диэлектриком, длина волны λε равна:
        
        где λ0 — длина волны в свободном пространстве, λкр — критическая (предельная) длина волны, зависящая от типа волн и размеров поперечного сечения волновода. Из формулы (5) можно определять ε. При введении диэлектрика в волновод изменяются условия распространения волн и происходит поглощение энергии электромагнитного поля. Это позволяет определить tg δ.
         Существуют два основных метода измерения ε и tg δ с помощью волновода. Первый основан на наблюдении картины стоячих волн в волноводе, нагружённом известным сопротивлением. Второй — на наблюдении поглощения волн, проходящих через диэлектрик. В случае газов, которые имеют ε ≈ 1 и малые диэлектрические потери, ε и tg δ определяют с помощью установки, схематически изображённой на рис. 3. В среднем участке волновода, отгороженном слюдяными окнами, создаётся вакуум, а затем туда вводится газ. При этом в согласии с формулой (5) длина волны уменьшается и положение минимумов стоячей волны смещается. Д. и. жидкостей и твёрдых тел, имеющих ε ≠ 1, осложняются отражением волн на границе воздух — диэлектрик. В этих условиях наблюдают картину стоячих волн на входе заполненного диэлектриком волновода с помощью измерительной линии (См. Измерительная линия). В области миллиметровых, инфракрасных и световых волн измеряют коэффициент отражения или преломления и коэффициент поглощения диэлектрика, откуда находят ε и tg δ.
         Методы измерения удельной электропроводности диэлектриков σ в постоянном поле существенно не отличаются от аналогичных методов для металлов и полупроводников (См. Полупроводники). Для точных измерений очень малых σ используют Постоянного тока усилитель.
         Измерения электрической прочности Епр основаны на измерении напряжения Vnp, которое соответствует наступлению диэлектрического пробоя:
         Епр = Vпр/d, (6)
        где d — расстояние между электродами.
         Лит.: Сканави Г. И., Диэлектрическая поляризация и потери в стеклах и керамических материалах с высокой диэлектрической проницаемостью, М. — Л., 1952; Карандеев К. Б., Мостовые методы измерений, К., 1953; Хиппель А. Р., Диэлектрики и их применение, пер. с англ., М. — Л., 1959; Браун В., Диэлектрики, пер. с англ., М., 1961; Измерения на сверхвысоких частотах, пер. с англ., под ред. В. Б. Штейншлейгера, М., 1952.
         А. Н. Губкин.
        
        Рис. 1. Измерения диэлектрической проницаемости при помощи баллистического гальванометра G.
        
        Рис. 2. Измерения ёмкости Сε и диэлектрической проницаемости ε резонансным методом. Катушка индуктивности L и образцовый конденсатор С образуют замкнутый контур, слабо связанный с генератором переменного тока.
        
        Рис. 3. Волноводные установки для измерения ε и tgδ газов.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Диэлектрические измерения" в других словарях:

  • Электрические измерения —         измерения электрических величин: электрического напряжения, электрического сопротивления, силы тока, частоты и фазы переменного тока, мощности тока, электрической энергии, электрического заряда, индуктивности, электрической ёмкости и др.… …   Большая советская энциклопедия

  • Диэлектрики —         вещества, плохо проводящие электрический ток. Термин «Д.» (от греч. diá через и англ. electric электрический) введён М. Фарадеем (См. Фарадей) для обозначения веществ, через которые проникают электрические поля. В любом веществе,… …   Большая советская энциклопедия

  • Диэлектрическая проницаемость —         величина, характеризующая диэлектрические свойства среды её реакцию на электрическое поле. В соотношении D = εЕ, где Е напряжённость электрического поля, D электрическая индукция в среде, Д. п. коэффициент пропорциональности ε. В… …   Большая советская энциклопедия

  • частота — 3.2 частота: Вероятность появления последствия (возникновения опасного события). Источник: ГОСТ Р ИСО/ТС 14798 2003: Лифты, эскалаторы и пассажирские конвейеры. Методология анализа риска 06.01.15 частота [ frequency]: Число циклов периодического… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • электрическая — 3.44 электрическая [электронная, программируемая электронная] система; Е/Е/РЕ система (electrical/electronic/programmable electronic system; E/E/PES): Система, предназначенная для управления, защиты или мониторинга, содержащая одно или несколько… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • относительная — 3.1.24 относительная vmin или Y (relative vmin or Y): Отношение максимальной нагрузки Emax к минимальному поверочному интервалу весоизмерительного датчика vmin. Это отношение характеризует разрешающую способность весоизмерительного датчика, не… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ток — ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который может протекать длительно по проводнику, устройству или аппарату при определенных условиях без превышения определенного значения их… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ширина — 3.11 ширина (width): Размер самой длинной кромки карты. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК 15457 1 2006: Карты идентификационные. Карты тонкие гибкие. Часть 1. Физические характеристики …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»