180076. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés tetszőleges konzisztenciájú dielektrikumok veszteségi ellenállásának tetszőleges frekvencián történő meghatározására
3 180076 4 amely nem az anyag veszteségével van összefüggésben. Szabó Géza és társai a rövidhullámú tartományokig alkalmazható rádiófrekvenciás anyagvizsgáló műszert készítettek, amelynél egy Hartley oszcillátor rezgőkörébe helyezték a vizsgálandó anyagot és az oszcillátor rezgési amplitúdójának íaltozfeából valamint a segédrezgőkör elhangolásából következtettek az anyag tulajdonságaira (148 670 és 149 345 számú magyar szabadalmi leírások). Dr. Pungor Ernő és társai nagy veszteségű anyagok in situ történő mérésére tranzisztoros oszcillomtriás készüléket dolgoztak ki, amely Colpítts-oszcillátorral a Szabó Gézáéhoz hasonló módon volt használható (154 475 számú magyar szabadalmi leírás.) Dr. Pungor Ernő és társai folyadékok vizsgálatára osztott kapacitású mérőcellát alkalmaztak a berendezés időbeni stabilitásának ellenőrzésére és az esetleges nullpontvándorlás azonnal történő kompenzálásának lehetővé tételére (155 147 számú magyar szabadalmi leírás). A 158 932 számú magyar szabadalom rezgő Lecher vezeték nyitott végén villamos erőtér hatásának teszi ki a vizsgálandó anyagot és a csomóponti feszültségek csökkentéséből következtet az anyag tgő veszteség! tényezője értékére. Valamennyi eljárás közös jellegzetessége, hogy az anyag veszteségi ellenállása által az oszcillátor rezgőköréből elvont energiát vagy közvetlenül a nagyfrekvenciás körben határozza meg, vagy a nagyfrekvenciát egyenirányítva referencia feszültséggel hasonlítja össze, és így következtet az anyag nagyfrekvenciás tulajdonságaira. A találmány szerinti műszer szakít a hagyományos encrgiavisszatáplálásos oszcillátor (Hartley, Colpitts, stb.) kapcsolásokkal és a mérő frekvenciát a vizsgálandó anyagot tartalmazó, a megkívántfrekvenciához alkalmas, tetszőlegesen választott rezgőkör (hagyományos L—C, Lecher, csőtáp vonalas, üregrezonátoros, stb.) R veszteségi ellenállásának negatív ellenállással történő kompenzálásával állítja elő. A találmány szerinti mérőberendezés egy mérőrezgőkörhöz kapcsolt mérőcellát és ugyancsak a rezgőkörhöz kapcsolt rezgésinélikátort- tartalmaz. A rezgőkörhöz egy negatív ellenállású tartománnyal rendelkező kapcsolási elem csatlakozik, továbbá egy tápegységgel összekötött áramforrás kimenete egyrészt a negatív ellenállású tartománnyal rendelkező kapcsolási elemre, másrészt egy feszültségindikátor bemenetére van kapcsolva. A kompenzáló negatív ellenállást praktikusan tunnel-diódával (vagy bármilyen más, negatív ellenállású tartománnyal rendelkező kapcsolási elemmel, például Backward-diódával, tetrádával, stb.) valósítjuk meg. A mérőkor pozitív R veszteségi ellenállását kompenzáló, annak abszolút értékével megegyező negatív ellenállás értékét a tunnel-dióda egyenáramú munkaponti adataiból frekvencia függetlenül kapjuk, bármilyen kialakítású rezgőkör esetén is, 2 A hagyományos eljárások a tgS =--------vesztecoCR ségi tényező mérésénél empirikus úton, kalibrációs görbével mértek, mivel a kondenzátor fegyverzetei közi bevitt anyag s permittivit-ása a C kapacitás — e-A/d összefüggés alapján a tgS veszteségi tényező — -— összefüggésben a C kapacitás értécoCR keire is hatással volt, a C kapacitás értékének megváltozása következtében az w = - körfrekvencia y LG is eltolódott, ezzel együtt a Z = ŸL/C rezonanciaellenállás megváltozása miatt az oszcillátor rezgési amplitúdója is módosult. Az eljárások alkalmazhatóságát mindezek ellenére az tette lehetővé, hogy a különböző zavaró hatások között nagyságrendi eltérések voltak, így kalibrációs görbék segítségével ezek hatása climinálható volt. A találmány szerinti műszer mérési elvéből következően kalibrációs görbe nélkül, a nagyfrekvenciás körtől különválasztva, egyenfeszültség méréssel állapítja meg a mérőkör R veszteségi ellenállását. A mérés elvének ismeretében kiviteli példák és rajzok alapján részletesen ismertetjük a műszer felépítését. A rajzokon az 1. ábra a mérőberendezés tömbvázlata és a 2, ábra a mérőberendezés elvi villamos kapcsolási rajza. Az 1. ábrán látható, hogy a mérő 2 rezgőkör az 1 mérőcellával, a 3 rezgésindikátorral és a negatív ellenállású tartománnyal rendelkező 4 kapcsolási elemmel van összekötve. Egy 7 tápegységgel összekötött változtatható feszültségű, stabil 5 áramforrás kimenete egyrészt a 4 kapcsolási elemre, másrészt egy 6 feszültségindikátorral csatlakozik. A 3 rezgésindikátor külső ellenőrző vagy regisztráló műszer számára a 8 csatlakozással van ellátva. A mérőberendezés működése az 1. ábra alapján a következő: A méréshez szükséges 1000 MHz nagyságrendű frekvenciát a negatív ellenállású tartománnyá1 rendelkező 4 kapcsolási elem állítja elő. A mérő 2 rezgőkört az 1 mérőcellában lévő vizsgálandó aryag Rv veszteségi ellenállásával terheljük. A 2 rezgőkör terhelése diszkrét elemekből álló rezgőkör esetében praktikusan egy kondenzátor fegyverzetei közé elhelyezett vizsgálandó anyaggal történhet. Lecher rendszer esetén a 2 rezgőkör terhelése a nj itott végre helyezett anyagmintával, üregrezonátor esetén az üregbe bevitt anyagmintával, lehetséges. A 2 rezgőkörbe alkalmasan kapcsolt negatív ellenállású tartománnyal rendelkező 4 kapcsolási elemmel a 2 rezgőkör veszteségét kompenzáljuk, és a rezgésamplitúdó nagyságát 3 rezgésindikátorral észleljük. A negatív ellenállású tartománynyal rendelkező 4 kapcsolási elem munkapontjának beállítása a folyamatosan változtatható feszültségű 5 áramforrással történik, amelynek kimenő feszültségét a fi feszültségindikátor méri, és vesztcségi el- Icnállásértékre skálázva mutatja. A mérőberendezés táplálását a 7 tápegység végzi. Az 5 áramforrás feszültségét állandó értéken tartva az ellenőrző vágj’ regisztráló műszer számára létesített 8 csatla-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
