УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРИТОВЫХ СЕРДЕЧНИКОВ

Предлагаемое устройство для измерения фазовых характеристик сердечников из ферритовых материалов относится к радиотехнике и может быть использовано как для отработки технологии их изготовления, так и для контроля готовой продукции.
Известно «Устройство для неразрушающего контроля диэлектриков» (RU 1521049 А1, опубл. 20.06.1996 г.), содержащее два перпендикулярных запредельных волновода, в первом из которых установлены элементы связи, во втором исследуемый материал, а также генератор и индикатор, подключенные к соответствующим элементам связи. Первый запредельный волновод выполнен цилиндрическим, а второй - радиальным и полностью заполнен исследуемым материалом. В первом запредельном волноводе установлен диск из высокодобротного диэлектрического материала с известными значениями диэлектрической проницаемости и потерь, полностью заполняющий его поперечное сечение, при этом одна из плоскостей диска совпадает с первой плоскостью пересечения запредельных волноводов. Кроме того, введен металлический лист, установленный во второй плоскости пересечения запредельных волноводов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Устройство для измерения характеристик пластин из диэлектрических материалов» (RU 114375 U1, опубл. 03.08.2011 г., МПК G01R 31/00) содержащее СВЧ генератор, соединенный с устройством для измерения резонансной частоты, к волноводному тракту которого подключен резонатор в виде отрезка прямоугольного волновода с продольной щелью, отделенного от волноводного тракта диафрагмой. В отрезке прямоугольного волновода выполнена вторая продольная щель, причем обе щели расположены одна под другой на разных его широких стенках и ориентированы по их продольным осям, при этом в процессе измерения через продольные щели в рабочий объем резонатора поочередно вводят эталонную и испытуемую пластины из диэлектрического материала.
Недостатками известных устройств являются невозможность определения фазы исследуемых образцов.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в достижении возможности определения фазы исследуемых образцов и отбраковки ферритовых сердечников по этому параметру.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что устройство для измерения фазовых характеристик ферритовых сердечников содержит СВЧ генератор, соединенный через волноводный тракт с входом волноводной секции, выполненной в виде отрезка прямоугольного волновода, отделенного от волноводного тракта диафрагмой, один вход волноводной секции соединен с волноводным трактом.
Новым в предлагаемом техническом решении является введение системы подмагничивания, устройства размагничивания, переключателя, источника тока, индикатора ослабления, первого и второго согласователей, а также второй диафрагмы. Устройство размагничивания соединено с одним входом переключателя, источник тока подключен к другому входу переключателя, выход переключателя соединен с системой подмагничивания, которая устанавливается на волноводную секцию, представляющую собой запредельный волновод, в котором ферритовый сердечник устанавлен на диафрагмы, а согласователи устанавлены на торцы ферритового сердечника, причем вход и выход волноводной секции соединены через волноводные тракты с индикатором ослабления, а СВЧ генератор выполнен качающейся частоты.
На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для измерения фазовых характеристик ферритовых сердечников.
На фиг.2 приведен график зависимости ослабления от частоты.
Устройство для измерения фазовых характеристик ферритовых сердечников состоит из СВЧ генератора 1, волноводного тракта 2, волноводной секции 3, двух согласователей 4, двух диафрагм 5, ферритового сердечника 6, индикатора ослабления 7, переключателя 8, системы подмагничивания 9, устройства размагничивания 10, источника тока 11.
СВЧ генератор 1, соединен с входом волноводной секции 3, выполненной в виде отрезка прямоугольного волновода, отделенного от волноводного тракта одной из диафрагм 5, один вход волноводной секции соединен с волноводным трактом 2. Устройство размагничивания 10 соединено с одним входом переключателя 8, источник тока 11 подключен к другому входу переключателя 8, выход переключателя 8 соединен с системой подмагничивания 9, которая устанавливается на волноводную секцию 3, представляющую собой запредельный волновод, в котором ферритовый сердечник 6 устанавлен на диафрагмы 5, а согласователи 4 устанавлены на торцы ферритового сердечника 6, причем вход и выход волноводной секции 3 соединены через волноводные тракты 2 с индикатором ослабления 7, а СВЧ генератор 1 выполнен качающейся частоты.
Принцип работы устройства заключается в использовании эффекта изменения резонансной частоты волноводной секции с помещенным в нее ферритовым сердечником при изменении его продольного намагничивания от размагниченного состояния до состояния насыщения. СВЧ генератор 1 обеспечивает перестройку СВЧ сигнала в заданном частотном диапазоне, который подается через волноводный тракт 2 в рабочий объем волноводной секции 3 через согласователь 4 и диафрагму 5.
Р
Н
Н
Р
Э
Э
Э
i
i
Э
i
Э
i
Э
При совпадении частоты СВЧ сигнала СВЧ генератора 1 с резонансной частотой волноводной секции 3 с установленным в ней ферритовым сердечником 6 в волноводном тракте 2 появляется отклик в виде резонанса, фиксируемый индикатором ослабления 7. Через переключатель 8 система подмагничивания 9 сначала соединяется с устройством размагничивания 10, при этом местоположение отклика резонанса на частотной шкале индикатора ослабления 7 - f будет соответствовать размагниченному состоянию ферритового сердечника 6. Далее, система подмагничивания 9 через переключатель 8 соединяется с источником тока 11, амплитуда которого изменяется от нулевого до максимального значения, соответствующего состоянию насыщения ферритового сердечника. При этом, отклик резонанса на частотной шкале индикатора ослабления 7 переместится в положение f, которое соответствует состоянию насыщения ферритового сердечника. Разность между отсчетами Δf=f-f характеризует фазовую активность ферритового сердечника: чем больше Δf, тем больше фазовый сдвиг. Первоначально регистрируется Δf, соответствующее эталонному ферритовому сердечнику, для которого известен фазовый сдвиг φ. Далее, устанавливая в волноводной секции поочередно испытуемые ферритовые сердечники. Производится регистрация Δf. Если выполняется условие Δf≥Δf, то ферритовый сердечник признается годным. Одновременно производится оценка фазового сдвига исследуемого ферритового сердечника по формуле φ=φ(Δf/Δf)
Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого устройства для измерения фазовых характеристик ферритовых сердечников заключаются в оперативной возможности проведения оценки пригодности сердечников с учетом наличия разброса в параметрах ферритового материала между партиями, а также имеющихся технологических допусков на изготовление сердечников с целью последующего использования в СВЧ приборах.