спіралі і зразка, також треба визначити довжину сповільненій хвилі? д в досліджуваній системі при заданій довжині хвилі живлячої генератора. Вимірювання довжини сповільненій хвилі? Д можна здійснити за допомогою схеми.
Для перевірки формул (2.1), (2.2) і (2.4) були проведені вимірювання зразків, виконаних у вигляді діелектричних стрижнів. Були досліджені такі матеріали, як ебоніт, скло, фарфор, кераміка. Досліджувалися дисперсійні властивості систем типу «спіраль з діелектриком» різних діаметрів і різних щільностей намотування. Якщо більш детально розглянути залежність? від частоти для одного і того ж діелектрика, але з різними величинами ctg? і діаметрами D=2 a , то вийде, що однакові значення? виходять для однакових. Виходячи з експериментів можна зробити наступні висновки:
) Зі зменшенням відносини вимірювана величина росте спочатку повільно, а потім (після проходження) швидко. Тому для вимірювань треба брати такі розміри і працювати в такій області частот, щоб виконувалася рівність gt; 1.
) У різних інтервалах похибка вимірювань різна.
) Для кожного зразка є діапазон частот, в якому можна проводити вимірювання. З боку коротких хвиль він обмежений такою частотою, при якій уповільнена хвиля стає сумірною з кроком спіралі; з боку довгих хвиль - відношенням, яке не повинно бути більше 1. Для перекриття широкого діапазону довжин хвиль треба використовувати зразки різних розмірів. Для отримання точних значень треба виконати умову gt; 1.
.3 Визначення ? і tg? речовини методом спірального і диафрагмированного резонаторів
Вимірювання діелектричної проникності речовини з великими втратами за допомогою спірального хвилеводу виявляється скрутним через швидке загасання хвиль в системі. Але ефект уповільнення значно послаблюється при внесенні тонкого зразка. Вимірювання малих змін довжини сповільненій хвилі приводить до великих погрішностей. Вище описаний метод доцільно змінити, перейшовши до резонаторное методу вимірювань. Резонатор вийде, якщо спіраль закоротити з двох сторін. Якщо при цьому спіраль живити високочастотної енергією, то резонанс в системі настане всякий раз, коли вздовж спіралі вкладеться ціле число півхвиль. Природно, що наявність спіралі забезпечить існування хвиль спірального типу - повільних хвиль. Т.к. спіраль широкосмугова система, то і резонанс у системі настане в широкій смузі частот. Розташування на осі системи досліджуваного зразка малого діаметру з довжиною, рівній довжині системи, змінить резонансну частоту такого резонатора. Зрушення резонансної частоти буде пропорційний?, А зміна добротності дозволить визначити tg?. Можливо заміряти досить малі зрушення частот, отже, вийде досліджувати зразки з великими втратами, але досить тонкі, щоб не сильно погіршувалася добротність системи, і, з іншого боку, був помітний відхід частоти.
Можна створити резонатор і з відрізка диафрагмированного хвилеводу. Правда, смуга пропускання у нього значно вужче, ніж у вищезазначеної системи. У спіральному резонаторі інтенсивність поля слабо змінюється від одного резонансу до іншого, а в диафрагмированного хвилеводі інтенсивність поля різко змінюється. Це призводить до того, що можна міряти речовини в широкому діапазоні частот приблизно з однаковою чутливістю. З іншого боку, різка залежність інтенсивності поля від частоти в такому резонаторі дозволяє використовувати його для вимірювання? в широких межах тангенса кута втрат.
I. Резонатор, утворений з відрізка коаксиальной спіралі. При вимірах резонансним методом зразок, у вигляді циліндричного стрижня, треба поміщати в резонатор. На практиці зручніше брати зразки, чиї діаметри менше діаметра спіралі. Якщо діаметр зразка 2 b малий настільки, що a gt; 5b ( а - радіус спіралі) і, крім того, радіус кожуха R gt; 5a , то вираз для? матиме такий вигляд:
, (2.6)
де f - резонансна частота, відповідна постійної поширення,? f - зсув частоти від внесення діелектрика в резонатор.
Тангенс кута втрат визначається по зміні добротності при введенні в резонатор досліджуваного зразка. Якщо a gt; 5b і R gt; 5a , то вираз для тангенса кута втрат прийме вигляд:
, (2.7)
де Q - добротність резонатора із зразком, Q0 - добротність резонатора без зразка, G, Г, q - заміна виразів містять функції Бесселя.
II. Резонатор, утворений з відрізка диафрагмированного хвилеводу. Формула для? має вигляд:
, (2.8)
де S - площ...
