148670. lajstromszámú szabadalom • Univerzális rádiófrekvenciás anyagvizsgáló készülék
2 148.670 ték. Ily módon veszteség mérési kapcsoláshoz jutunk, amely igen egyszerűen kivitelezhető és olcsón előállítható és kifogástalanul pótolja kis kapacitások (200—300 pF-ig a jelenlegi kapcsolási értékekkel) vizsgálatánál a különböző drága hídkapcsolású műszereket, mint pl. a Schering-hidat, amilyeneket jelenleg veszteség mérésére használnak. A találmány tárgya tehát olyan univerzális rádiófrekvenciás anyagvizsgáló készülék, amelynek mérőműszere és áramellátó tápegysége van, mérőcellával dolgozik és alkalmas folyékony és szilárd halmazállapotú anyagok vizsgálatára vezetőképesség!, dieléktramos állandó, továbbá veszteségi szög mérése utján és Hartley (hárompont) kapcsolású oszcillátora, egy az oszcillátor rezgés amplitúdóját szabályozó segédrezgőköre és a segédrezgőkör elhangolását végző hangolható kondenzátora van. A készülék mérési elve .azon alapul, hogy a vizsgálandó anyagot a készülékhez kapcsolt kapacitív vagy induktív mérőcellába helyezzük. A mérőcella egy oszcillátorról táplált rezgőkör egyik tagja. A készülékkel a mérőcella kapacitás vagy induktivitás változását (meddő komponens) vagy a mérőcella veszteségét (valós komponens) mérjük. Ebből a mérési elvből látható, hogy a készüléknek rezgőköri elhangolódást és rezgőköri veszteséget kell jeleznie. A készülék működését a mellékelt példaképpeni vázlatos rajzok alapján magyarázzuk. Az 1. ábra a készülék egy példaképpeni kivitelének blokk diagramja. A 2. ábra a készülék egy példaképpeni kapcsolási rajzát mutatja. A 3a., b., c. ábrák az oszcillátor cső anódáramának változását mutatják a mérőkapcsokra helyezett kapacitás függvényében, a készülék három különböző érzékenységű beállításánál, végül a 4a. és b. ábrák tg s mérési diagramokat mutatnak a készülék két különböző érzékenységű beállítása mellett. Az egyes ábráknál azonos részek jelölésére azonos számokat használunk. Amint az 1. ábrából látható, a készülék 1 stabilizált anódpótlóból táplált 2 oszcillátorból áll. Az oszcillátor- rezgéseinek amplitúdója 3 deprez műszeren leolvasható. A műszer érzékenységét 4 kapcsolóval — különböző 5 shuntok kapcsolásával változtatni lehet. Az oszcillátor rezgéseinek amplitúdóját 6 amplitúdó szabályozó segédrezgőkörben 7 forgókondenzátorral lehet szabályozni. A 6 amplitudószabályozó egységhez kapcsolódik 8 mérőcella közvetlenül, vagy közvetve, attól függően, hogy 9 átkapcsoló 10 (I. állás) vagy 11 kontaktushoz (II. állás) kapcsolja. Az I. állásban 10 kontaktuson keresztül közvetlenül kapcsolódik a segédrezgőkörhöz, míg a 9 átkapcsoló II. állásában a mérőcella a 2 oszcillátoron keresztül közvetve kapcsolódik a 6 szabályozó egységhez. A 9 átkapcsoló I. állásában a 3 műszer a meddőkomponens (kapacitás, vagy induktivitás) változásokat jelzi, míg a II. állásában együtt jelzi a meddő és valós komponens változásokat. Minthogy a 9 átkapcsoló I. állásában a 8 mérőcella a 7 kondenzátorral párhuzamosan kapcsolódik, így a mérőcella kapacitás változása ugyanúgy hat, mint a 7 kondenzátor változása. A 9 átkapcsoló II. állásánál a 8 mérőcella szintén kapcsolódik a 7 kondenzátorhoz, de veszteségei ez esetben terhelik a 2 oszcillátort, amelynek amplitúdója ezáltal csökkenni fog és ez a csökkenés a 3 műszeren jelentkezik. A működési elvet a 2. ábrán látható kapcsolási vázlat alapján világítjuk meg. Amint a rajzból látható, egy triódának kapcsolt 12 elektroncső — például EF 80 típusú cső — három pont oszcillátor kapcsolásban — az ismert Hartley kapcsolásban —• dolgozik, előnyösen kb. 3—5 MHz frekvencián, amely oszcillátor kapcsolást úgy módosítottunk, hogy az oszcillátor rezgéseinek amplitúdója szabályozható legyen. Ezt azáltal érjük el, hogy a 2 oszcillátor rezgőköréhez még egy 6 szabályozó rezgőkört kapcsolunk, amely 13 indukcióból és 14 kapacitásból áll. így a vezérlő rácsra jutó feszültség, úg; mint két feszültség különbsége, illetve összege áll elő. Ha a 6 rezgőkör 15 becsatlakozási pontja által két részre bontott 16 oszcillátor-induktivitásnak részeit 17 és 18-cal jelöljük, úgy a vezérlő rácsra jutó váltófeszültség Ugi = Ui7 + Ui3, ahol Ui7 illetőleg ujs a 17, illetőleg 13 induktivitáson létrejövő feszültség. Az ui3 feszültség előjelváltása akkor következik be, ha a 13, 14 kört hangoljuk és elérjük a 16 induktivitásból és 19 kapacitásból álló oszcillátor kör rezonancia-frekvenciáját. Ugyanis a 13, 14 kör impedanciája a 16, 19 oszcillátor kör frekvenciája fölé hangolva induktív jellegű, majd a rezonancia ponton áthaladva kapacitív jellegű lesz. így a rezonancia környezetében a 13, 14 rezgőkör inpedanciájának fázisa —• 90°-ról + 90°-ra vált ^ át, ennek megfelelően a rezgőkör kapcsain. levő feszültség fázisa is 180°-kal megváltozik. A feszültség nagysága a rezonancia ponttól való távolságától függ. Aláhangolásnál, tehát negatív ui3 feszültség esetén elérhető az az állapot, amikor Ul7 = Ui3. Ilyenkor u„i = 0 és a rezgések megszűnnek. A 13, 14 rezgőkör hangolása 7 kondenzátor segítségével történik, amely váltóáramú szempontból a rezgőkörhöz kapcsolódik és együttesen képezik a 6 szabályozó egységet. A gyakorlatban célszerűen a 13, 14 rezgőkör a 2 oszcillátor kétszeres frekvenciájára van hangolva, hogy az U13 feszültség ne legyen túl nagy az oszcillátor kör feszültségéhez képest, mert csak az u 17 feszültség nagyságát kell elérnie. A készülékkel történő mérések közben a 6 kör rezonancia frekvenciára van hangolva, majd az elhangolás következtében változik U13, és ennek függvényében változik a 2 oszcillátor amplitúdója is. A 12 cső anód árama a vezérlő rácsán levő váltó feszültségtől függ, így az anód áram nagysága jelzi az oszcillátor körben levő váltó feszültség nagyságát, A 3a., b. és c. ábrákon látható 22a, 22b, 22c görbék az oszcillátorcső anódáramát mutatják pl. egy ÉF 80 típusú cső használata esetén. A görbék az la anód áram változást mutatják a 7 kapacitás, illetve a 20, 21 kapcsokra helyezett 8 mérőcella kapacitás (Cx ) függvényében a 9 kapcsoló I. állásánál. A görbe meredek-
