Лабораторная установка

Стенд предназначен для освоения методики определения емкости, диэлектриче­ской проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь, коэффициента диэлектрических потерь твердых диэлектриков; изучения этих характеристик диэлектриков в зависимости от температуры и частоты.

Стенд состоит из термостата осуществляющего установку, измерение, автоматическую поддержку температуры образца диэлектрика и измерителя емкости тангенса угла диэлек­трических потерь образца диэлектрика.

По результатам измерения и с учетом размеров образца вычисляется его диэлектрическая проницаемость, и коэффициент диэлектрических потерь.

Нагрев осуществляется внутри рабочей камеры термостата, куда помещается прием­ная кассета с исследуемым диэлектрическим образцом. Конструкция рабочей камеры термоста­та обеспечивает одинаковую температуру во всем рабочем объеме и равновесие между темпера­турой образца и среды. Измерение, регулирование и поддержка заданного температурного ре­жима осуществляется по показанию чувствительного платинового термодатчика установленного стационарно внутри рабочей камеры термостата. Предварительная установка значения требуе­мой температуры производится ручным регулятором с индикацией на цифровом 3-разрядном индикаторе, далее процесс разогрева (или остывания) до заданной температуры, а также ее под­держка осуществляется автоматически.

Контроль текущего температурного режима относительно заданного осуществляется тремя световыми индикаторами: "Б"- больше; "Н"- норма: "М"- меньше. Предусмотрена звуковая сигнализация при равенстве значений текущей температуры заданной.

Значение текущей температуры выводится на цифровой 3-разрядный индикатор нажатием кнопки "ИЗМЕР.t".

Объектами исследования могут быть плоские круглые образцы твердых диэлектри­ков с заранее нанесенными на поверхность электродами или эластичные (резиноподобные) ди­электрики с нажимными сменными электродами. Расположение электродов на образце и их размеры приведены на рис.1.

Диаметр электродов, мм: 25; 50; 75; 99.

Примечание: при использовании нажимных сменных электродов роль электрода «Н» выполняет основание приемной кассеты термостата.

Рис. 1. Расположение электродов и их рекомендуемые размеры

Измеритель емкости и тангенса угла диэлектрических потерь (в дальнейшем по тек­сту - измеритель) выполнен на основе мостовой схемы с автоматическим уравновешиванием. Все функции управления измерительным процессом осуществляет встроенная микроЭВМ.

Измерение производится после нажатия соответствующей кнопки. Результат измерения считывается с 3-х разрядных цифровых индикаторов после потухания светового индикатора "ИЗМЕРЕНИЕ". Сбой в работе или выход за диапазон измерения сигнализируется световым индикатором "НЕБАЛАНС". Выбор частоты измерительного напряжения производится нажати­ем соответствующей кнопки и индицируется световыми индикаторами "5 кГц", "20 кГц".

Схема подключения электродов приведена на рис.2

Рис. 2. Схема подключения электродов диэлектрика

Конструктивно термостат и измеритель выполнены в виде настольных блоков. Назначе­ние органов управления и присоединительных разъемов приведено ниже:

Термостат (порядковые номера соответствуют рис.3):

1. - "ИЗМЕР.t"- кнопка вывода на цифровой индикатор значения текущей температуры в рабочей камере термостата и включения режима регулирования температуры.

2. - "СЕТЬ"- выключатель питания.

3. - Светодиод "Б" - индикация превышения температуры в рабочей камере термостата относительно заданной.

4. - Светодиод "Н" - индикация равенства температуры в рабочей камере термостата и за­данной

5. - Светодиод "М" - индикация пониженной температуры в рабочей камере термостата относительно заданной.

6. - Цифровой Зх - разрядный индикатор температуры.

7. - "УСТАНОВКА t - и +" - кнопки установки задаваемой температуры нагрева.

8. - Приемная кассета для установки образца в рабочей камере.

9. - Выход к измерителю.

5. - Зажимы для закрепления приемной кассеты в рабочей камере термостата.

5. - Вилка для подключения сетевого шнура питания.

6. - Сетевые предохранители.

7. - Клемма защитного заземления.

14- Жалюзи приточной вентиляции.

Измеритель емкости и tgδ. (порядковые номе­ра соответствуют рис.4):

1- "СЕТЬ"- выключатель питания.

2- Цифровой Зх- разрядный индикатор емкости.

3- Световые индикаторы "5кГц", "20кГц" - индикация частоты измерительного напряжения.

4- Кнопка выбора частоты измерительного напряжения.

5- Световой индикатор "НЕБАЛАНС".

6- Цифровой 3х-разрядный индикатор тангенса угла tgδ.

7- Световой индикатор "ИЗМЕРЕНИЕ".

8- Кнопка включения измерения.

9- Гнездо "ВХОД".

10- Вилка для подключения сетевого шнура питания.

11- Сетевые предохранители.

12- Клемма защитного заземления.

Приемная кассета термостата выполнена в виде съемного узла и предназначе­на для подключения электродов диэлектрического образца к измерительной цени и уста­новки его в рабочей камере термостата. Электрический контакт с электродами образца осуществляется при помощи прижимных винтов. Электрическая схема кассеты приведена на рис.2, вид кассеты приведен на рис.5.

Рис. 3. Внешний вид передней (А) и задней (Б) панелей термостата

Рис. 4. Внешний вид передней (А) и задней (Б)

панелей измерителя емкости и tgδ

1 – Основание (электрод Н)

2 – Прижимные винты

3 – Планка

4 – Диэлектрик с верхним электродом В

5 – Контакт XT1 (рис 2)

6 – Контакт XT2 (рис 2)

Рис. 5. Кассета с образцом диэлектрика