Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 81 стр.

UptoLike

Составители: 

81
записывается в виде индекса сверху, а множитель
g
λ
π
2
опускается.
Энергия системы записывается как сумма энергий в первой и второй областях
21
WWW += , где:
=
+=
V
aa
a
rz
JJ
k
l
EdVEEW
10
3
2
0
2
)1(
2
)1(
1
48
1
π
,
[][]
{
}
rdrKBJAKBJA
l
dVEEW
V
R
rrrr
zr
∫∫
++=
+=
0
2
1212
2
0202
2
)2(
2
)2(
2
48
1
π
.
(3.58)
В результате дальнейших подстановок в уравнение (3.54) и с учетом того, что
ωε
σ
δ
=tg
, где
σ
- проводимость образца, получаем выражения для диэлектрических
констант:
()
()
Ra
dkf
f
00
2
30
16
1
μμ
ε
Δ
+=
,
()
()
=
0
00
2
3
118
QQ
dk
Ra
μμ
ε
,
(3.59)
(3.60)
где
0
Q - добротность пустого резонатора, Q - добротность резонатора с внесенным в
него диэлектриком,
Ra
Ra
Ra
J
K
,
0
,
0
,
0
=
μ
- параметр, являющийся отношением бесселевых
функций первого рода нулевых порядков, при численных значениях a и
R
.
На рис. 29 представлена блок-схема измерительного устройства.
Рис. 29. Блок-схема измерительного устройства.
1 - генератор, 2 - развязка, 3 - аттенюатор, 4 - 2Т-мост, 5 - прецизионный аттенюатор, 6 -
фазовращатель, 7 - частотомер, 8 - стабилизированный источник питания, 9 - согласователь,
10 - резонатор, 11 - смеситель, 12 - усилитель, 13 - вольтметр ВК7-10А.
Рабочий генератор модулируется меандром (Г3-35). Для определения
генерируемой частоты используется волномер типа Ч4-3. Поступающая от генератора
мощность регулируется по амплитуде аттенюатором типа Д2-20. Далее, энергия от
генератора через разветвитель мощности поступает в два канала, один из которых
содержит измерительный резонатор, а второй - компенсационные устройства.
Компенсационный канал состоит из аттенюатора, трансформатора полных
записывается в виде индекса сверху, а множитель 2π опускается.
                                                λg
     Энергия системы записывается как сумма энергий в первой и второй областях
W = W1 + W2 , где:
                               1 ⎛ (1) 2                    l
                                   ⎜ E z + Er(1) ⎞⎟dV = E02 a J 0a J1a ,
                                                2
                       W1 =      ∫
                              8π V ⎝              ⎠        4k3

                                                      {[                    ] + [A J                    ] }rdr .
                                                                                                                     (3.58)
                                                  R
       1                               l
             ∫V ⎛⎜⎝ E r + E z ⎞⎟⎠ dV = 4 ∫0 A2 J 0 + B2 K 0
                      (2) 2 (2) 2                                           2                           2
 W2 =                                            r        r                             r
                                                                                            − B2 K 1r
      8π
                                                                                 2     1




       В результате дальнейших подстановок в уравнение (3.54) и с учетом того, что
        σ , где σ - проводимость образца, получаем выражения для диэлектрических
tg δ =
      ε ′ω
констант:
                                                   16Δf                                                            (3.59)
                               ε ′ = 1+                           ,
                                                           (
                                           f 0 (k3d ) μ 0a − μ 0R
                                                     2
                                                                        )
                                              8                    ⎛1 1 ⎞
                            ε ′′ =                                 ⎜⎜ − ⎟⎟ ,
                                     (k3d ) (μ
                                          2       a
                                                  0   −μ   R
                                                           0   )    ⎝ Q Q0 ⎠                                       (3.60)


где Q0 - добротность пустого резонатора, Q - добротность резонатора с внесенным в
                          K 0a ,R
него диэлектриком, μ0a ,R =       - параметр, являющийся отношением бесселевых
                          J 0a ,R
функций первого рода нулевых порядков, при численных значениях a и R .
     На рис. 29 представлена блок-схема измерительного устройства.




     Рис. 29. Блок-схема измерительного устройства.
1 - генератор, 2 - развязка, 3 - аттенюатор, 4 - 2Т-мост, 5 - прецизионный аттенюатор, 6 -
фазовращатель, 7 - частотомер, 8 - стабилизированный источник питания, 9 - согласователь,
10 - резонатор, 11 - смеситель, 12 - усилитель, 13 - вольтметр ВК7-10А.


     Рабочий генератор модулируется меандром (Г3-35). Для определения
генерируемой частоты используется волномер типа Ч4-3. Поступающая от генератора
мощность регулируется по амплитуде аттенюатором типа Д2-20. Далее, энергия от
генератора через разветвитель мощности поступает в два канала, один из которых
содержит измерительный резонатор, а второй - компенсационные устройства.
Компенсационный канал состоит из аттенюатора, трансформатора полных

                                                                                                                            81