мірювань було розраховано, що процентне співвідношення між усередненими величинами може досягати 60%. Таблиця, побудована за допомогою програми Exel (див. Додаток), показує існування, як збільшення, так і зменшення процентних співвідношень між середніми величинами. Отже, двухвінтовой затиск, не забезпечує достатню паралельність. Внаслідок чого прийнято рішення про доопрацювання конструкції оснастки для отримання більш достовірних результатів вимірювань.
У нової оснастки збільшено кількість отворів для затискних болтів, і тепер становить 4, збільшена товщина електродів. З'явилася можливість зневаги паразитної ємністю і поліпшення площинного паралельного затиску. Виміри, проведені нової оснащенням, показали правильність зміни конструкції. Різниця між середніми величинами тепер не більше 8-11% (див. Додаток). Внаслідок чого, вимірювання за допомогою даної оснастки можна впроваджувати в цикл виготовлення кераміки.
.2 Чисельне моделювання діелектричної проникності
Двоелектродна метод передбачає розрахунок діелектричної проникності через просте співвідношення, де - ємність конденсатора (в даному випадку оснастки з діелектриком); а - власна ємність вимірювального конденсатора з такою ж відстанню між обкладками, яка товщина вимірюваного зразка. Для розрахунку власної ємності використовувалася програма тривимірного моделювання Ansoft Maxwell, тому за допомогою неї можна врахувати крайові ефекти на кінцях обкладок з достатньою точністю. Модель побудована, задані матеріали, використані у виробництві оснащення, і напруга на обкладинках конденсатора, що становить 1 В.
Коричневим кольором показаний текстоліт, сірим - сталь. Але функціоналом даної програми не передбачено безпосереднє обчислення ємності. Maxwell варта моделювання магнітних, електричних та електромагнітних полів. Дані поля можуть мати математичне трактування у вигляді векторів. Додаток Calculator цієї програми дозволяє проводити розрахунок векторних і скалярних фізичних величин.
Відповідно необхідно ввести формулу, за допомогою якої можна зробити розрахунок ємності з довільною геометрією електродів. З використанням рівнянь Максвелла (5) можна отримати наступну формулу:
, (4.1)
де - електрична постійна рівна, - діелектрична проникність текстоліту, наближено рівна 7, - вектор напруженості електричного поля, який можна розкласти на компоненти, - його модуль, що розраховується за формулою:
=, (4.2)
а - дивергенція вектора напруженості електричного поля, що має вигляд:
=. (4.3)
Для розрахунку інтеграла за обсягом береться обсяг всієї конструкції, а для розрахунку інтеграла за площею - площа поверхні електрода.
За формулою (4.4) з використанням додатка Calculator отримано=Ф.
4.3 Результати вимірювань зразків кераміки
У розділі 4.1 розказано про проведення замірів. Частота вимірювального сигналу 1Мгц, амплітуда 1В. Результати вимірювань у вигляді таблиці, створеної в програмі Exel, винесені в додаток. Слід зазначити, що результати вимірів усереднюються для кожного зразка з метою обчислення довірчого інтервалу (?). Підсумкове значення виміряної ємності для кожного зразка прийме наступний вигляд:
, (4.4)
де - середнє ємності для кожного зразка, яка розраховується за формулою:
, (4.5)
а довірчий інтервал розраховується наступною формулою:
. (4.6)
Необхідно сказати, що є довірчий інтервал. Довірчий інтервал - це термін, використовуваний в математичній статистиці при інтервальної оцінці статистичних параметрів, що переважніше при невеликому обсязі вибірки [6]. Довірчим називають інтервал, який покриває невідомий параметр із заданою надійністю.
З додатку видно, що вимірювані ємності для дисків однієї партії несильно відрізняються (близько 2-5 пФ). Однак при проведенні вимірювань попадалися з однієї і тієї ж партії (кожна партія має індивідуальний тризначний номер) диски, чиї показники були меншими на 10-30 пФ. З використанням результату моделювання, описаного в пункті 4.2, і по співвідношенню, вказаною там же, можна визначити діелектричну проникність кожного зразка. ? розраховувалося з використанням програми Ехel, дані по кожному зразку винесено в додаток. На малюнках 4.4 та 4.5 наведені гістограми, що показують середні значення кожного виміряного зразка.
Так само були виявлені випадки зменшення діелектричної проникності після випалення в водні. Це є шлюбом т.к. мета випалу в водні - підвищення? кераміки. Спочатку необхідно пояснити, чому взагалі існують відмінності.
Кожен колір показує температурну зону в печі, всього 27 зон.
Зміна температури на 5-10 градусів вже може вплинути на діелектричні властивості изготавливаемой кераміки...
