ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
поскольку потери в диэлектрике становятся плохо различимыми на фоне собственного затухания пол-
новодного тракта.
Широкое применение для исследования диэлектриков со средними (tg δ = 0,1 … 0,01) и ма-
лыми (tg δ < 0,01) потерями нашли методы короткого замыкания и холостого хода. Как показывают ис-
следования, в нормальных температурных условиях метод х.х. обеспечивает несколько большую точ-
ность измерений, чем метод к.з. Относительные ошибки измерения имеют следующие значения:
для метода х.х.
%;5)tg/tg(%;5,0)/(
X.X.Х.Х.
≥
δ
δ
∆
≥εε∆
для метода к.з.
%.8)tg/tg(%;1)/(
К.З.К.З.
≥
δ
δ
∆
≥εε∆
Таким образом, существующие волноводные методы позволяют:
• измерять ε и tg δ диэлектриков при температурах, не превышающих примерно 1800 К (дальней-
шее повышение температуры ограничено нагревостойкостью материалов волноводов, находящихся в
непосредственном тепловом контакте с исследуемым образцом);
• определять tg δ диэлектриков, величина которого не меньше 0,001;
• измерять при нормальной температуре ε с погрешностью до 0,2 … 0,5 %, tg δ с по-
грешностью до 1 … 3 %, с повышением температуры погрешность увеличивается и при температурах
выше 1300 К составляет ±1 … 7 % для ε, ±10 … 25 % для tg δ.
3.5 РЕЗОНАТОРНЫЕ МЕТОДЫ
Резонаторные методы измерения применяются в дециметровом и сантиметровом диапазонах и ино-
гда в длинноволновой части миллиметрового диапазона. Как правило, в дециметровом диапазоне ис-
пользуются коаксиальные резонаторы, имеющие в этом диапазоне приемлемые габариты и доброт-
ность, а на более коротких волнах – объемные резонаторы (цилиндрические или прямоугольные). В ре-
зонаторах осуществляется более сильное взаимодействие между электромагнитным полем и исследуе-
мым веществом, чем в волноводах, что позволяет повысить чувствительность аппаратуры и измерять
параметры веществ с малыми потерями (tg δ = 10
-2
… 5 ⋅ 10
-5
). С другой стороны, резонаторные
методы позволяют исследовать вещества и с большими потерями (tg δ = 0,1 – 1), при этом объем образ-
ца должен быть малым по отношению к объему резонансной полости.
Как известно, теория резонаторных методов основана на решении уравнений электромагнитного поля
для применяемого типа резонатора с учетом влияния на это поле и параметры резонатора диэлек-
трического образца, устанавливаемого в определенном месте резонатора. При малых размерах об-
разца определяется его влияние непосредственно на параметры резонатора (резонансную частоту и
добротность) в предположении, что поле резонатора не деформируется (метод малых возмущений).
В этом случае, как правило, применяются неперестраиваемые резонаторы. Если же объем вносимо-
го образца соизмерим с объемом полости резонатора, то девиация добротности резонатора и его ре-
зонансной частоты оказываются значительными, и тогда резонатор следует выполнять перестраи-
ваемым. Измеряемые параметры резонатора являются исходными для расчета параметров материа-
ла [6, 7, 8].
Существенное влияние на точность определения параметров материала оказывают начальная по-
грешность формы и погрешность определения геометрических размеров резонатора. Если эта погреш-
ность не превышает ±0,01 мм, то в сантиметровом диапазоне волн при измерениях в нормальных усло-
виях погрешность определения ε составляет ±0,3 … 1 % и ±3 – 5% погрешность tg δ. Это несколько ху-
же, чем при волноводных методах измерения. Точность измерения ε и tg δ при повышенных температу-
рах значительно снижается.
Принципиально измерения ε и tg δ при повышенных температурах не отличаются от измерений при
нормальной температуре. Существует лишь разница в конструкции измерительных резонаторов и со-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- …
- следующая ›
- последняя »
