Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/39795
Title: Дослідження діелектричних властивостей речовин у діапазоні радіочастот
Authors: Горват, Андрій
Молнар, Олександр
Мінькович, Віктор
Affiliation: Ужгородcький національний університет
Bibliographic description (Ukraine): Горват А. Дослідження діелектричних властивостей речовин у діапазоні радіочастот / А. Горват, О. Молнар, В. Мінькович // Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник / Міністерство освіти і науки України ; відповідальний редактор Б. І. Стадник. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2016. – Випуск 77. – С. 29–34. – Бібліографія: 18 назв.
Issue Date: 2016
Publisher: Видавництво Львівської політехніки
Country (code): UA
Place of the edition/event: Львів
UDC: 621.317.3
Keywords: діелектрична проникність
генераторно-резонансний метод
принцип періодичного порівняння та зворотного заміщення
диэлектрическая проницаемость
генераторного-резонансный метод
принцип периодического сравнения и обратного замещения
dielectric constant
oscillating-resonance method
the periodic comparisons and inverse substitution principles
Number of pages: 29–34
Abstract: Описано автоматизовану систему, яка дає змогу досліджувати діелектричну проникність у діапазоні частот 50 кГц − 50 МГц генераторно-резонансним методом з одночасним використанням принципів періодичного порівняння та заміщення. Описана автоматизированная система, которая позволяет исследовать диэлектрическую проницаемость на частотах 50 кГц – 50 МГц генераторно-резонансным методом с одновременным использованием принципов периодического сравнения и замещения.At the frequency range up to 100 MHz the real dielectric with permittivity e and conductivity λ simulated by twoterminal element of the electric circuit with complex impedance Z~ or complex conductivity L ~ , in which interaction of electromagnetic fields with the investigated substance is provided. The values of real e ¢ and imaginary e¢ parts of the complex dielectric constant e e e ¢ + ¢ = * is calculated based on the geometric factors and measured values of Z~ and L). In a simplest case two-terminal element represents as a parallel or series connected capacitor Cx and resistor Rx. In proposed measuring method the investigated two-terminal element with capacitance Cx and conductance Gx=1/Rx or the reference capacitor С0 and conductance G0 connected periodically to oscillatory LC circuit of electric high frequency generator by automatic switching unit with a frequency Ω<<ω, were ω – eigen frequency of oscillatory LC circuit. The output of the measuring generator is a high frequency package voltage, which is modulated both on frequency and amplitude at a switching frequency Ω. The difference on amplitudes ΔU and frequencies Δω of packet output voltage can be used from direct determination of Cx and Gx, but in this case the total measurement uncertainty include instability of ΔU and Δω measurement channels. In addition, on dielectrics with significant losses, neglect contribution of conductivity difference G0–Gx to the Dw is unacceptable. From this regard, in the laboratory layout for automatic measurement of Cx and Gx the method of inverse substitution principles was applied. The principle of periodic comparison and inverse substitution in generator-resonance method allowed to exclude the impact of the circuit element parameters volatility and thereby improve the accuracy and automate the process of measurement. The developed automated system can measure the capacity of 0,05 pF or more in the frequency range 50 kHz – 50 MHz with accuracy better than 2%. The sensitivity of the circuit to conductance changes and consequently to dielectric losses depends on the frequency and amplitude of the generator voltage, and the type and value of measuring conductivity. In practically studies relative conducted measurement uncertainty Gx does not exceed 5%.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/39795
References (Ukraine): 1. Friedrich Kremer, Andreas Schönhals. Broadband Dielectric Spectroscopy. – Springer. 2003. – 729 p. 2. Dielectric Relaxation in Biological Systems: Physical Principles, Methods, and Applications / Edited by Valerica Raicu and Yuri Feldman. – Oxford University Press. – 2015. – 432 p. 3. Xiaoyan Chena, Xinqiang Lva and Huaxiang Wang. Lung carcinoma recognition by blood dielectric spectroscopy // Bio-Medical Materials and Engineering. – 2015. – No. 26. – Р. S895–S901. 4. Гринштейн Ю. И., Суховольский В. Г., Андина Л. А., Ковалев А. В., Гринштейн И. Ю. Диэлектрическая Фурье-спектро- скопия в экспресс-диагностике ишемии миокарда // Фундаментальные исследования. Медицинские науки. – 2014. – № 4. – С. 493–499. 5. 1st World Congress on Electroporation and Pulsed Electric Fields in Biology, Medicine and Food & Environmental Technologies. Portorož, Slovenia, September 6–10, 2015. Editors: Tomaz Jarm, Peter Kramar // IFMBE Proceedings – 2016. – Vol. 53. 6. Івах Р., Стадник Б., Домінюк Т. Діелькометрія: стан та перспективи розвитку // Вимірювальна техніка та метрологія. – 2014. – № 75. – С. 24–26. 7. Udo Kaatze. Perspectives in dielectric measurement techniques for liquids // Meas. Sci. Technol. – 2008. – No. 19. – Vol. 11, 2001 (4 pp). 8. Callegaro Luca. Electrical Impedance: Principles, Measurement, and Applications.– CRC Press. – 2012. – 308 р. 9. Орнатский П. П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые) – К.; Вища шк., 1986. – 504 с. 10. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. – М.: Наука, 1967. – 780 с. 11. BB198. Variable capacitance diode for VCO and VCXO. NXP Semiconductors. Product data sheet. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.nxp.com/ documents/data_sheet/BB198.pdf. 12. Кашкаров А. П. Популярный справочник радио- любителя. – М.: ИП "РадиоСофт", 2008. – 416 с. 13. Ioffe V. M., Chicichev S. I. New varactors and highpower high-frequency capacitive devices // Solid-State Electronics. – 2005. – No. 49. – Р. 385–397. 14. Mansour I. Abbadi and Abdel-Rahman M. Jaradat. Artificial Voltage- Controlled Capacitance and Inductance using Voltage- Controlled Transconductance // International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering. – 2008. – Vol. 2, No. 8. – Р. 1652–1655. 15. Cam Nguyen. Radio-Frequency Integrated-Circuit Engineering. – John Wiley & Son Inc. – 2015. – 888 p. 16. PE64904. Ultra CMOS Digitally Tunable Capacitor (DTC) 100 – 3000 MHz. Product Specification. Peregrine Semiconductors. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.electronic sdatasheets.com/pdf-datasheets/ peregrine-semiconductors 17. AD5291/AD5292. 256-/1024-Position Digital Potentiometers with Maximum ±1 % R-Tolerance Error and 20-TP Memory. Data Sheet. Analog Device. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.analog.com/media/en/ technical-documentation/ data-heets/AD5291_5292.pdf 18. Pu S. H., Holmes A. S. and Yeatman E. M., Design and simulation of zipping variable capacitors // Proc. Micromechanics Europe, Guimaraes, Portugal. 16–18 Sept. – 2007. – Р. 147–150.
Content type: Article
Appears in Collections:Вимірювальна техніка та метрологія. – 2016. – Випуск 77

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
vyp_77_Vymir-tech-29-34.pdf230,68 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.