ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
кятш
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ И ТАНГЕНС УГЛА ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ В ДИАПАЗОНЕ
ЧАСТОТ 10э—1010 Гц
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР П О СТАНДАРТАМ
Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
3. А. Валенкевич (руководитель темы); С. К. Артамонова; Т. В. Отрошок
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л. К. Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1986 г. N® 845
тангенса угла диэлектрических потерь tg6 вычисляют с точностью до двух значащих цифр по формуле
tg 8=^ (Ю^-т,), (11)
где А — ослабление, вносимое образцом диэлектрика, измеренное по п. 6.2, дБ;
(12)
/о — резонансная длина резонатора без образца, мм;
Qo — нагруженная добротность резонатора без образца диэлектрика; d — толщина образца диэлектрика, мм. г} вычисляют с точностью до двух-трех значащих цифр по формуле
где Ртор — потери в тсрцевой стенке, к которой примыкает образец диэлектрика;
- потери в противоположной торцевой стенке;
- потери в боковой стенке резонатора с образцом диэлектрика;
Рбок — потери в боковой стенке резонатора без образца диэлектрика;
% — постоянная связи резонатсра (см, п, 5.1).
Отношение потерь вычисляют с точностью до трех значащих цифр по формулам:
ре
* тор__
Р тор
ре
* бок _
Стр. 10 ГОСТ 8.544—S6
где R — радиус резонатора, мм;
U — резонансная длина резонатора с образцом диэлектрика, мм.
Примечания.
1. Радиус резонатора R и нагруженная добротность Qo должны быть указаны в нормативно-технической документации.
2. При оценочных измерениях тангенса угла диэлектрических потерь tg б можно принять Т) = 1.
3. При измерениях тангенса угла диэлектрических потерь tg6>0,001 потери на связь можно не учитывать, т. е. при расчетах принимать Я=0.
Программа расчета относительной диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь tg б на ЭВМ приведена в справочном приложении 7.
7.3. При использовании метода «вариации частоты и типов колебаний» относительную диэлектрическую проницаемость е вычисляют с точностью до трех значащих цифр по формуле (4) и тангенс угла диэлектрических потерь tg б с точностью до двух значащих цифр по формуле (8).
ГОСТ 8.544-86 Стр. It
Измерительная ячейка типа 0Р-2М |
|
/—основание; 2—микрометрическая головка; 3—поршень; 4— образец диэлектрика; 5—фланец; 6—резонатор; 7—поглотитель; в—волновод; 9—отверстия связи |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное
7 в
Диапазон измеряемых значений относительной диэлектрической проницаемости е от 1,5 до 200, тангенса угла диэлектрических потерь tg6 от МО-4 до МО-2;
произведение e \g б не более 0,2.
Измерительная ячейка типа ИЯМТ
1—корпус ячейки 2—электрод из фольги, 3— резиновая прокладка; 4—крышка, 5—коаксиальный раэъем; 5—возбуждающий элемент; 7—образец диэлектрика
ГОСТ 8.544-86 Стр. 13
Технические характеристики ячеек ИЯМТ |
|
Размеры ячейки, мм |
Диапазон измеряемых относительных диэлектрических проницаемостей |
Тип ячейки |
Диаметр |
В ысота |
ИЯМТ-1К |
50 |
10 |
От 2 до 4 |
ИЯМТ-2К |
14 |
10 |
От 4 до 40 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Справочное
Прижимное устройство
7—основание; 2—часовой индикатор; 3—платформа; 4—плавающая прижимная платформа; 5—ручка управления; винтовая пара; 7—корпус
ГОСТ 8.544-86 Стр. 15
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Обязательное
ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА «ВАРИАЦИИ ДЛИНЫ РЕЗОНАТОРА»
1. Образец диэлектрика должен быть выполнен в форме диска диаметром
5012,050 мм (см- чертеж).
2. Отклонение от параллельности торцов образца не более 0,03 мм, отклонение от перпендикулярности боковой поверхности к торцу не более 0,05 мм.
3. Высоту образца d вычисляют по формуле
где X — длина волны на частоте измерения, мм;
R — радиус резонатора, мм;
m — целое число, равное 1, 2, 3____
Высоту образца можно округлить до целого числа, но не более чем на
0 ,ld ± ~
Предпочтительнее для измерений использовать образцы диэлектриков с таким значением d, чтобы пг— 1.
Примечания:
1. Предварительное измерение можно проводить на образцах толщиной I—2 мм.
2. Высоту образца измеряют в десяти точках, указанных на чертеже с погрешностью не более ±0,01 мм. Вычисляют среднее арифметическое значение этих измерений.
4. Обработка образцов не должна изменять свойств материала. Способ обработки должен быть указан в НТД на материал.
5. Нормализация и кондиционирование образцов — по ГОСТ 6433.1-71.
Стр. 16 ГОСТ 8.544-86
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Обязательное
ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА «ВАРИАЦИИ ЧАСТОТЫ И ТИПОВ КОЛЕБАНИЙ»
|
Относительная диэлектрическая проницаемость образца в |
Размеры образца, мм |
Тип ячейки |
Диаметр |
Высота |
ИЯМТ-1К |
От 2 до 4 |
ел—0,025 ои-0,050 |
Ю-0,12 |
ИЯМТ-2К |
От 4 до 40 |
14—0,016 1 -0,033 |
|
1. Образец твердого диэлектрика должен быть выполнен в форме диска с размерами, указанными в таблице.
2. Отклонение от параллельности торцев образца — не более 0,03 мм, отклонение от перпендикулярности боковой поверхности к торцу — не более 0,03 мм, микронеровности на торцевой поверхности образца — не более 0,5 мкм.
3. Высоту образца измеряют не менее чем в десяти точках, равномерно распределенных по поверхности образца.
4. Диаметр образца измеряют не менее чем в шести направлениях, расположенных под одинаковыми углами по отношению друг к другу.
5. Обработка образцов не должна изменять свойств материала. Способ обработки должен быть указан в нормативно-технической документации на материал.
6. Нормализация и кондиционирование образцов по ГОСТ 6433.1-71.
ГОСТ 8.544-86 Стр. 17
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Справочное
Значения корней функции Бесселя |
Корень функции Бесселя |
Тип колебаний |
Численное значение корня |
Я, |
Еою |
2,40483 |
Вг |
Ецо |
3,83171 |
в3 |
Егю |
5,13562 |
В* |
Еого |
5,52008 |
Вь |
Езю |
6,38016 |
Be |
Ei20 |
7,01559 |
В7 |
Е410 |
7,58834 |
в$ |
Е220 |
8,41724 |
В9 |
Еоэо |
8,65373 |
В\0 |
Е510 |
8,77142 |
В» |
Е320 |
9,76102 |
Bl2 |
Е130 |
10,1735 |
|
Стр. 18 ГОСТ 8.544-86
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Справочное
ПРОГРАММА РАСЧЕТА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ 8 И ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ tg6 ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА «ВАРИАЦИИ ДЛИНЫ РЕЗОНАТОРА»
DIMENSION Е (2/), TGD (20)
INTEGER Q0 p = Q 141 SQ97 * 9 READ (5,91) R, AL1, AL2, Q0 91 FORMAT (3F7 2,15)
PRINT 92, R, AL1, AL2, Q0 9l2 FORMAT (2X, 2HR = , F6 2,5 H AL1 = , F6 2,5 H AL2 = , F6 2,4 H Q0=, 15) PRINT 93
93 FORMAT (2X, 30 (2H**))
1 READ (5,94, END = 77777) D, AL0, ALE, BL0, AN0, ANE, EMAX
94 FORMAT (7F9 3)
PRINT 95, D, AL0, ALE, BLB, AN0, ANE, EMAX
95 FORMAT (2X, 3H D = ,F7 3,5H AL0-,F7 3,5 H ALE = ,F7 3,5 H BLB = , F7 3, * 5H AN0—, F7 3,5 H ANE-.F7.3.6 H EMAX-, F5.1)
PRINT 96
96 FORMAT (2X, 25 (2H--) )
AL=AL0—ALE B/-P/BLB
CPL= 1 64 * R
AM=0 186* (BLB/R)** 3
AK=rAM/(SQRT (AL1 /AL2) —1) —2.*(AM +1.)
P2—ALE/R* (BLB/CPL)**2 R3== AL0/R* (BLB/CPL)**2 BL-BLB/SQRT (1 + (BLB/£PL)**2)
Z=P*0 25 Y=B/* (AL + D)
Y=SIN (Y)/(B0*D*COS (Y))
M-0
2 M-M+l
IF (M LE 50) GO TO 3 PRINT 97
97 FORMAT (2X, 13HEPS LT EPSMAX)
GO TO 1
3 Z-Z + P/2 XI ==z
Y1 — (SIN (Xl)/COS (X1))/X1 IF (Y1 LEY) GO TO 5
4 Y2 = Y1 X2 — X1
XI = X2—1 E—1 Y1 = (SIN (Xl)/COS (X1))/X1 IF (Y1 LEY) GOTO 6 GO TO 4
5 X2-X1 + 1 E—1
Y2= (SIN (X2)/COS (X2))/X2 IF (Y2GTY) GO TO 6 X1-X2 Y1-Y2
УДК 389.14|083.96):006.354 Группа Т86.8
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Государственная система обеспечения единства измерений ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ И ТАНГЕНС УГЛА ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ Методика выполнения измерений в диапазоне частот 10я—1010 Гц
State system for ensuring the uniformity of measurements Relative dielectric pernittivity and the loss tangent of solid dielectrics Procedure of measure — ments from 109 to 101° Hz
ОКСТУ 0008
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1986 г. № 845 срок введения установлен
с 01.01.87
Настоящий стандарт устанавливает методики выполнения измерений относительной диэлектрической проницаемости г и тангенса угла диэлектрических потерь tg6 твердых диэлектриков: с относительной диэлектрической проницаемостью е от 1,5 до 200 и тангенсом угла диэлектрических потерь tg 6 от 1*10 4 до МО-2 в диапазоне частот 9*109 — 1010 Гц при использовании метода «вариации длины резонатора»;
с относительной диэлектрической проницаемостью е от 2 до 40 и тангенсом угла диэлектрических потерь tg 6 от 5*10~5 до Ы0~3 в диапазоне частот 109— 10ш Гц при использовании метода «вариации частоты и типов колебаний».
Относительные погрешности измерения при доверительной вероятности 0,99 не должны превышать:
при использовании метода «вариации длины резонатора»;
± 1 % для е от 1,5 до 5;
±2 % для е от 5 до 20;
±3 % для е более 20;
±(15+ для tgS ;
произведение e*tg5 — не более 0,2;
при использовании метода «вариации частоты и типов колебаний»: ±0,3 Кв % — для е;
±(20+ip-)%—Для
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
© Издательство стандартов, 1986
ГОСТ 8.544-86 Стр. 19
GO ТО 5
6 DO 8 1 -1,2#
X=(XI+X 2)f05
YY= (SIN (X)/COS (X))/X IF (YY.GT Y) GO TO 7 \ I =-YY XI-X GO TO 8
7 \2—YY X2= \
8 CONTINUE
E (M) = (BL/CPL)*'2-F (X-BL/(P"D))' *2 AN2^ (X/(B# D)) <2 TG2= (SIN (X)/COS (X))'”2 AF= (AN2 + TG2) / (1. + TG2—YY)
PI = AN2* (i. +TG2) / (AN2+TG2)
AF= (1. + P1 + P2+AK)/(2. + P3+AK)
AN-AN0—ANE
TGD (MJ^AF^AU?* (Ш** (AN/2£)—AP)/(E(M) *D*Q0) IF (E (M) LT.EMAX) GO TO 2 M=M—I
PRINT98, (E (I), 1=1, M)
PRINT 99, (TGD (I), 1=1, M)
98 FORMAT (6X, SHE (I)=, 10F104, (/\8F\24))
99 FORMAT (6\, 7HTGD (I) =, IPI0Elfe.2, (1Р1/Е1Я2)) PRINT 98
GO TO 1 77777 CONTINUE STOP END
I. Описание задачи
Предложенная программа вычисляет значения относительной диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлекфических потерь tg6 твердых диэлектриков по формулам настоящего стандарта (пп. 7 1, 7.2). Для решения трансцендентного уравнения tg* tg P0(L -d)
—=- - используется градиентный метод.
2. Описание программы
Программа написана на алгоритмическом языке ФОРТРАН и реализована на ЕС ЭВМ.
В программе используются следующие стандартные функции:
SQRT — вычислить корень квадратный вещественного аргумента;
SIN — вычислить синус угла (вещественный аргумент в радианах);
COS — вычислить косинус угла (вещественный аргумент в радианах).
За один проход программа обсчитывает одно измерение. Трансляция и редакция программы осуществляются за 11, 16 с, обработка одного измерения осуществляется за 0,78 с.
3. Сообщения об ошибках
Программа сообщений об ошибках не вырабатывает.
Стр. 2 ГОСТ 8.544-86
1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
1.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений:
генераторы СВЧ типов Г4—78, Г4—79, Г4—80, Г4—81, Г4—82, Г4—83, с диапазоном частот от 1,1 до 10,5 ГГц и нестабильностью частоты выходного сигнала за любые 15 мин работы, не превышающей 3-10~4;
частотомер электронно-счетный типа 43—54 с преобразователем ЯЗЧ-57 с диапазоном измеряемых частот 0,7—12 ГГц и относительной погрешностью измерения частоты синусоидальных сигналов, не превышающей ±5*10~7;
аттенюатор волноводный поляризационный типа ДЗ—ЗЗА с погрешностью измерения, не превышающей ±0,1 дБ; детекторная головка типа Э7—6, КСВН не более 1,5; ферритовые вентили типа Э6—44, КСВН не более 1,5; микроамперметр типа М95 по ГОСТ 8711-60, класса точности 1,5;
анализатор спектра типа СЧ-27 с диапазоном частот 0,01 — 39,6 ГГц;
измерительные ячейки;
типа ОР-2М (справочное приложение 1);
типов ИЯМТ-1К, ИЯМТ-2К (справочное приложение 2);
прижимное устройство (справочное приложение 3).
Примечав и е. Допускается применять средства измерений, точность которых не менее указанной в стандарте.
2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Измерения относительной диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь tg6 образцов, имеющих форму диска, следует выполнять методом «вариации длины резонатора» или методом «вариации частоты и типов колебаний».
2.2. Метод «вариации длины резонатора»
2.2.1. Метод определения относительной диэлектрической проницаемости е основан на измерении разности резонансных длин резонатора до и после помещения в резонатор образца диэлектрика при фиксированной частоте измерения. Для измерений должен быть применен круглый цилиндрический резонатор, в котором возбуждается магнитный тип колебаний Hoi у, где р — число полуволн, укладывающихся по длине резонатора, и оно может меняться от 2 до 5.
2.2.2. Метод определения тангенса угла диэлектрических потерь tgfl основан на измерении изменения интенсивности сигнала, проходящего через резонатор, при помещении в него образца диэлектрика.
ГОСТ 8.544-86 Стр. 3
2.3. Метод «вариации частоты и типов колебаний»
2.3.1. Метод измерения относительной диэлектрической проницаемости в основан на сравнении спектра резонансных частот резонатора до и после помещения образца диэлектрика. Для измерений должен быть применен цилиндрический резонатор, в котором возбуждается электрический тип колебаний Етп0 , где индексы т и п определяют азимутальное и радиальное распределение полей.
2.3.2. Метод измерения тангенса угла диэлектрических потерь tgfi основан на сравнении нагруженных добротностей пустого резонатора и резонатора с образцом диэлектрика.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
3.1. При выполнении измерений относительной диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектр веских потерь tg6 должны быть соблюдены следующие требования безопасности: к измерениям допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электро- и СВЧ-радиоизме ритель-ными приборами;
корпуса всех приборов, используемых при измерениях, должны быть заземлены;
в помещении, где проводят измерения, не должно быть газов и паров веществ, вызывающих коррозию металлических деталей;
отсоединять шины заземления, подключать или отключать межблочные и соединительные кабели следует только при выключенных приборах.
4. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
4.1. При выполнении измерений должны быть соблюдены следующие условия:
температура окружающей среды, °С 10—35
относительная влажность воздуха, % 80
атмосферное давление, кПа (мм рт. ст) 84—106,7 (630—800).
Изменение температуры в помещении за время измерений не должно превышать ±2°С.
5. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. При подготовке к выполнению измерений методом «вариации длины резонатсра» должны быть проведены следующие работы:
собирают измерительную установку по схеме, приведенной на черт. 1;
2 Зак 11 ез
все приборы, входящие в состав установки, подготавливают к
работе в соответствии с технической документацией (далее — ТД) на них;
образцы твердых диэлектриков подготавливают к измерениям в соответствии с обязательным приложением 4;
генератор СВЧ настраивают на выбранную частоту диапазона, контроль частоты осуществляют по частотомеру;
измеряют постоянную связи % резонатора, входящего в состав измерительной ячейки ОР-2М;
поршень опускают вниз до упора и, плавно перемещая его вверх настраивают резонатор в резонанс, по лимбу микрометрической головки поршня с погрешностью ±0,1 мм измеряют резонансную длину резонатора U и снимают показания миллиамперметра (индикатора выходного уровня) аь
затем от точки первого резонанса псршень перемещают дальше вверх до получения второго резонанса и измеряют h и аг; вычисляют постоянную связи резонатора %
х=-7/£~-2{М+1)’ (1)
V СС3
где М=0,186 (^-)3;
Я8 =2 (/г—1\) — длина волны в резонаторе, мм;
R — радиус резонатора, мм.
Примечание. Изменение частоты генератора за время измерений не должно превышать 100 кГц.
Схема установки для измерения относительной диэлектрической проницаемости 8 и тангенса угла диэлектрических потерь tgd образцов методом «вариации длины резонатора» |
|
/—генератор СВЧ типа Г4—83; г—ферритовый вентиль типа Э6—44; 3—волноводный поляризационный аттенюатор типа ДЗ—ЗЗА; 4—измерительная ячейка типа
ОР-2М; 5—детекторная головка типа Э7-6; 5—мнкроамперметр типа М95
(10 мкА); 7—электронно-счетный частотомер типа 43—54 с преобразователем типа ЯЗЧ-87; 8—коаксиальный проводник: 9—волновод
Черт. 1
ГОСТ 8.544-86 Стр. 5
5.2. При подготовке к выполнению измерений методом «вариации частоты и типов колебаний» должны быть проведены следующие работы;
собирают измерительную установку по схеме, приведенной на черт. 2.
Схема установки для измерения относительной диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь tg6 образцов методом «вариации частоты и типов колебаний»
1 2
|
1— набор генераторов СВЧ типа Г4-—78 — Г4—83;
2— измерительная ячейка типа ИЯМТ-1К или
ИЯМТ-2К; 3—анализатор спектра типа С4—60 или мнкроамперметр типа М95; 4—электронно-
счетный частотомер типа 43—54 с преобразователем типа ЯЗЧ-87; 5—коаксиальный проводник |
Черт. 2
Примечание. При измерении относительной диэлектрической проницаемости 8 от 2 до 4 в установку включают ячейку ИЯМТ-1К, относительной диэлектрической нроннцаемостн е от 4 до 40 — ячейку ИЯМТ-2К;
все приборы, входящие в состав установки, подготавливают к работе в соответствии с ТД на них;
образцы твердого диэлектрика подготавливают к измерениям в соответствии с обязательным приложением 5.
6. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
6.1- При выполнении измерений относительной диэлектрической проницаемости е методом «вариации длины резонатора» должны быть выполнены следующие операции:
настраивают резонатор в резонанс (объем резонатора максимален);
измеряют резонансную длину резонатора без образца /о с погрешностью ±0,01 мм;
помещают в резонатор образец диэлектрика; перемещают поршень резонатора плавно до настройки в резонанс;
измеряют резонансную длину резонатора с образцом / е с погрешностью ±0,01 мм; __
вычисляют смещение L по формуле
L=l0-te . (2)
Примечание Измерения проводят не менее шести раз, поворачивия после каждого измерения образец вокру! оси на 60 °,
вычисляют среднее арифметическое из результатов измерений
6.2. При выполнении измерений тангенса угла диэлектрических потерь tg6 должны быть выполнены следующие операции:
настраивают резонатор в резонанс;
устанавливают при помощи аттенюатора уровень сигнала на индикаторе выходного уровня; показания индикатора должны составлять не менее 50 % его шкалы;
отсчитывают введенное затухание Л) по шкале аттенюатора с погрешностью ±0,1 дБ;
помещают в резонатор образец диэлектрика; настраивают резонатор в резонанс, плавно перемещая поршень;
уменьшают ослабление, введенное аттенюатором, до тех пор, пока показания индикатора не станут такими же, как до введения образца;
отсчитывают показания аттенюатора Ае с погрешностью ±0,1 дБ;
вычисляют ослабление, вносимое образцом диэлектрика в измерительный тракт по формуле
А=А0~Ав . (3)
Примечание Измерения проводят не менее шести раз, вычисляют среднее арифметическое из результатов измерений
6.3. При выполнении измерений относительной диэлектрической проницаемости е методом «вариации частоты и типов колебаний» должны быть выполнены следующие операции:
помещают образец диэлектрика в измерительную ячейку, наложив на торцевые поверхности ячейки электроды из фольги, резиновые прокладки, крышки;
устанавливают ячейку на платформу прижимного устройства и создают давление на крышку ячейки не менее 4-104 Н/м2 (20 делений шкалы индикатора прижимного устройства);
включают ячейку в измерительную установку, подключив гене-
ГОСТ 8.544-86 Crp. 7
ратор, позволяющий проводить измерения на нижней частоте диапазона измерительной ячейки;
перестраивают частоту генератора, начиная с нижних частот до получения сигнала на индикаторе выходного уровня.
Примечание. Если в диапазоне частот генератора резонанса нет, применяют генератор следующего диапазона*
определяют резонансную частоту ft по частотомеру, плавно перестраивая
частоту генератора в области резонанса, с погрешностью ±0,5 МГц; измерения проводят не менее трех раз;
вычисляют среднее арифметическое, округляя результат до ±0,5 МГц:
рассчитывают ei по формуле (4), полагая Вп = Вi
где fo — резонансная частота пустой измерительной ячейки, соответствующая типу колебаний Еою, приведена в нормативно-технической документации на измерительную ячейку;
Вп — значения корней функции Бесселя на соответствующих типах колебаний приведены в справочном приложении б;
зная относительную диэлектрическую проницаемость е, рассчитывают последующие дискретные частоты диапазона измерительной ячейки, на которых возможно измерение, по формуле
= (5)
где С — скорость света, мм/с;
D — диаметр измерительной ячейки, мм, приведен в норма-тавно-технической документации на измерительную ячейку;
определяют резонансные частоты f , перестраивая частоту генератора в области резонанса, с погрешностью ±0,5 МГц; вычисляют среднее арифметическое из результатов измерений; рассчитывают гп по формуле (4).
Примечания:
1. Измерения следует проводить только на тех частотах, в окрестности которых в пределах 20—30 МГц отсутствуют другие резонансы.
2. Если значение относительной диэлектрической проницаемости е перед началом измерений ориентировочно известно с погрешностью Де, диапазон перестройки частоты следует ограничить снизу частотой, рассчитанной по формуле (5), при Вп ~=Bt и 8=еп в+вд, где еИЗв — известное значение относительной диЭ1ектрической проницаемости материала образца.
6.4. При выполнении измерений тангенса угла диэлектрических потерь tg6 методом «вариации частоты и типов колебаний» должны быть выполнены следующие операции:
измеряют резонансные частоты, соответствующие типам колебаний Етп0, f л (аналогично указанному в п. 6.3);
Стр. 8 ГОСТ 8.544-86
изменяя частоту генератора в большую и меньшую стороны от /е , определяют частоты fi и /г, при которых уровень сигнала по индикатору выходного уровня составляет половину уровня при частоте /е ,
1 гп ’
определяют частотную ширину резонансной кривой
£/=|/i—/31; (6)
измерения проводят не мене трех раз, вычисляя среднее арифметическое значение резонансной частоты f&n и ширины резонансной кривой А/, округляя результат до ±0,5 МГц;
рассчитывают нагруженную добротность ячейки по формуле
. (?)
а тангенс угла диэлектрических потерь по формуле
tg8 = r3Q^-Q7]/ — > (8)
где Qo — нагруженная добротность пустого резонатора приводится в нормативно-технической документации на ячейку;
1,3 — коэффициент добротности, определяется как отноше
ние нагруженных добротностей резонатора, заполненного диэлектриком, с металлическими крышками и электродами из фольги.
7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
7.1. При использовании метода «вариации длины резонатора» относительную диэлектрическую проницаемость в вычисляют с точностью до трех значащих цифр по формуле
где = 1,640-/? —- критическая длина волны, мм;
R — радиус резонатора, мм;
Я — длина волны на частоте измерения, мм;
d — толщина образца диэлектрика, мм;
х — безразмерная величина, определяемая уровнем
tg* _ tg Po(£4-d)
X М *
где L — смещение, измеренное в п. 6.1, мм;
Ро—т;— — фазовая постоянная, мм-1;
/ в
Я в — длина волны в резонаторе, измеренная по п. 5.1, мм.
7.2. При использовании метода «вариации длины резонатора»