---

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОНИЦАЕМОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ
ДИЭЛЕКТРИКОВ ИЗ ТОНКОЛИСТОВЫХ
МАТЕРИАЛОВ В ДИАПАЗОНЕ

ЧАСТОТ от 9 до Ю ГГц

ГОСТ 8.015-72

И

Цена 17 коп.

здание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ комитет стандартов
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОНИЦАЕМОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ
ДИЭЛЕКТРИКОВ ИЗ ТОНКОЛИСТОВЫХ
МАТЕРИАЛОВ В ДИАПАЗОНЕ

ЧАСТОТ от 9 до 10 ГГц

ГОСТ 8.015-72

Издание официально

еРАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Всесоюзным научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ]

Директор Валитов Р. А.

Руководитель темы Зальцман Е. Б.

Исполнитель Пояркова В. Е.

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом радиоэлектроники и связи Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР

Начальник отдела Ремизов Б. А.

Ст. инженер Манохин И. В.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом Государствен­ного комитета стандартов Совета Министров СССР (ВНИИГК)

Зам. директора Кипаренко В. И.

Руководитель лаборатории Булатов С. Б.

Ст. научный сотрудник Сафаров Г. А.

УТВЕРЖДЕН Государственным комитетом стандартов Совета Мини­стров СССР 12 мая 1972 г. (протокол № 60)

Председатель отраслевой научно-технической комиссии зам. председателя Госстандарта СССР Никифоренко А. М.

Члены комиссии: Сыч A. M., Алмазов И. А., Плис Г. С., Потемкин Л. В., Ремизов Б. А., Романов А. Д., Самойлов В. А., Суворов М. Н., Халап И. А.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28 июня 1972 г. № 1308

Группа Т86 /. <7

ГОСТ
8.015—72

Издание официальное

2 Зак. И49

Перепечатка воспрещена

УДК 621.315.6 : 621.317.33(083.961(083.74)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Методика выполнения измерений относительной
диэлектрической проницаемости и тангенса угла
диэлектрических потерь твердых диэлектриков
из тонколистовых материалов в диапазоне
частот от 9 до 10 ГГц

The state system for ensuring the uniformity
of measurements. Method of Measurements of Relative
Dielectric Permittivity and Tangent of Dielectric
Dissipation Angle of Solid Dielectrics Made of Thin
Leafed Materials in the Frequency Band from

9 to 10 GHz

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28/VI 1972 г. № 1308 срок введения установлен

с 1 июля 1973 г.

Настоящий стандарт распространяется на тонколистовые твер­дые диэлектрические материалы толщиной от 0,5 до 2,5 мм с от­носительной диэлектрической проницаемостью є от 1,1 до 20 и тангенсом угла диэлектрических потерь tg6 от 0,0001 до 0,01 и устанавливает резонансный метод определения є и tg6 этих ма­териалов в диапазоне частот от 9 до 10 ГГц.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

   1. Измерение относительной диэлектрической проницаемо­сти є производят методом, основанным на нахождении разности резонансных длин объемного круглого цилиндрического резона­тора с электромагнитными колебаниями типа Hois до и после помещения в резонатор образца диэлектрика в режиме холостого хода при неизменной за время измерения частоте колебаний, где S— число полуволн, укладывающихся по длине резонатора. Пред­почтительный ряд S—2, 3, 4, 5.

2. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tgd про­изводят методом, основанным на нахождении ослабления интен­сивности электромагнитных колебаний на выходе резонатора при помещении в резонатор образца диэлектрика в режиме холостого хода.ОБРАЗЦЫ

   1. Порядок отбора образцов, количество отобранных образ­цов и подготовка их к измерениям (сушка, выдержка и т. д.) дол­жны быть оговорены в нормативно-технической документации на испытуемые диэлектрические материалы.

'2.2. Образец диэлектрика не должен иметь видимых трещин, сколов, вмятин и загрязнений. Образец по внешнему виду и цвету должен быть однородным.

Непараллельность и неплоскостность поверхностей А и В — не более указанной в табл. 1.

Таблица 1

Примечание. Для измерения можно использовать также и полуволновые образцы диэлектриков, изготовленные в соответствии с разд. 2 ГОСТ 12723—67.

о

2.4. Толщину 12723—67.

бразца измеряют согласно разд. 2 ГОСТ

2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Предпочтительная частота при измерениях составляет 9,365 ГГц

.

1—стабилизатор напряжения питающей сети; 2—ге­нератор СВЧ; 3—ферритовый вентиль или аттенюа­тор с ослаблением не менее 10 дБ; 4—градуирован­ный аттенюатор; 5—измерительный объемный резо­натор; 6—детекторная головка; 7—индикатор выхода.

Черт. 2

Высоту кольца h для любой из выбранных частот определяют по формуле

/г = Х_в/4 — 0,02 мм, (1)

где 2._в — длина волны в незаполненном резонаторе, измеряемая по п. 4.2, мм.

Для предпочтительной частоты 9,365 ГГц /г= 12,77 мм.

2*

лыми потерями (кварцевое оптическое стекло, полистирол) изго­товляют в соответствии с требованиями разд. 2 ГОСТ 12723—67 два образца четвертьволновой толщины Ь, рассчитываемой по формуле

4-Ке + (Х_в/Х_кр)2-(е-1)

(2)

где Х_Кр= 1,640 • г — критическая длина волны, мм; г — радиус резонатора, мм.

Для частоты 9,365 ГГц значения четвертьволновой толщины Ь приведены в табл. 2.

Таблица 2

На сложенных вместе двух образцах производят измерение значения є по ГОСТ 12723—67. Измеренное таким образом зна­чение Є2 должно находиться в пределах, указанных в табл. 2. Затем производят измерение значения єі одного (любого) образ­ца четвертьволновой толщины в соответствии с разделами 5 и 6 настоящего стандарта.

Если измеренное таким образом значение єі отличается от значения е₂ менее, чем на ±1%, то кольцевая подставка считает­ся пригодной для измерения на выбранной частоте. Если значе­ние єі отличается от значения ег более, чем на ±1%, то следует или увеличить значение частоты, если єі больше е₂, или умень­шить значение частоты (или высоты подставки), если єі меньше Є2. Эти процедуры повторяют до тех пор, пока разница между £1 и є₂ станет менее ±1%.

3. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ

   1. Генератор СВЧ настраивают на выбранную частоту и из­меряют длину волны /._в в незаполненном резонаторе. Измерения производят в следующем порядке:

1. перемещением поршня резонатора настраивают его в резо­нанс, регулируют с помощью аттенюатора (черт. 2) значение резонансного сигнала так, чтобы оно составляло более половины шкалы индикатора, и по шкале микрометрической головки порш­ня производят отсчет с погрешностью не более 0,01 мм;

2. перемещают поршень резонатора до получения следующей настройки резонатора в резонанс и производят второй отсчет (черт. 4а);

3. определяют длину волны А_в как удвоенную разность отсче­тов двух соседних резонансов.

/—поршень резонатора; 2—кольцевая подставка; 3—образец диэлектрика; /₀ —ре­зонансная длина резонатора без образца диэлектрика; /_£—резонансная длина резонатора с образцом диэлектрика; Х_в/2—длина полуволны в резонаторе; L—смещение резонанса; h —высота подставки.

Черт. 4

В дальнейшем полученные два значения отсчетов принимают за опорные и по ним подстраивают частоту генератора СВЧ.

При работе на предпочтительной частоте 9,365 ГГц длина вол­ны А_в составляет 51,19 мм.

3. 2. На поршень резонатора помещают кольцевую подставку, настраивают резонатор в резонанс (при максимально возможном числе полуволн S в резонаторе) и по шкале микрометрической головки поршня производят отсчет резонансной длины /о резона­тора с кольцевой подставкой с погрешностью не более 0,01 мм.

   3. При настроенном в резонанс резонаторе с кольцевой под­ставкой устанавливают с помощью аттенюатора значение резо­нансного сигнала на шкале индикатора, равное целому числу делений и составляющее более половины длины шкалы, фикси­руют это значение и по шкале аттенюатора отсчитывают ослаб­ление N_o с точностью до 0,1 дБ.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

   1. При проведении измерений должны соблюдаться следую­щие условия:

Окружающая температура, °С . ... 20 ±5

Относительная влажность, '%! . . . . 65±15

Атмосферное давление, Н/м² (мм :рт. ст.) 100000±4000 (750±33)

1. образец диэлектрика помещают в резонатор на кольцевую подставку, перемещением поршня резонатора настраивают его в резонанс (черт. 46) и по шкале микрометрической головки поршня производят отсчет резонансной длины резонатора /_е с точностью до 0,01 мм, производят шесть таких измерений (по три измерения на каждую сторону образца с поворотом образца во­круг оси после каждого измерения примерно на 120°) и вычис­ляют среднее арифметическое;

2. вычисляют разность резонансных длин L

L = k-l_e(3)

где /₀ —отсчет резонансной длины резонатора с кольцевой под­ставкой без образца диэлектрика, мм;

1_е—отсчет резонансной длины резонатора с образцом ди­электрика в режиме холостого хода (на подставке), мм;

3. расчет є производят по формуле (10).

1. при резонаторе, настроенном в резонанс, с образцом ди­электрика на подставке уменьшают ослабление, введенное атте­нюатором, до тех пор, пока показание индикатора не станет та­ким же, как и до помещения образца диэлектрика в резонатор. При работе с прибором Ш2—1 (Е9—6) под показанием индика­тора следует понимать сходимость вершин двух изображений резонансной кривой на экране индикаторного блока (черт. 5);

2. производят шесть измерений значений ослабления по шка­ле аттенюатора jV_e с точностью до* 0,1 дБ;

3. вычисляют вносимое ослабление N по формуле

(4)

где N_o— ослабление, введенное с помощью аттенюатора до по­мещения образца диэлектрика в резонатор, дБ;

— ослабление, введенное с помощью аттенюатора после помещения образца диэлектрика в резонатор, дБ;

/—экран индикаторного блока; 2—изобра­жение резонансной кривой.

Черт. 5

4. расчет tg6 производят по формуле (11а).

Примечания:

1. Если N менее 3 дБ, то показания индикатора можно измерять непосред­ственно при настроенном в резонанс резонаторе без образца а₀ и с исследуе­мым образцом диэлектрика а_е. Аттенюатор при этом может быть исключен из блок-схемы. Расчет tgd производят по формуле (116).

2. При работе с прибором Ш2—1 (Е9—6) вместо измерения вносимого ослабления можно измерять отношение значений ширины резонансной кривой, выраженных в единицах частоты, до и после помещения образца в резонатор. Аттенюатор может быть исключен из блок-схемы. Расчет tgd производят по формуле (11в).

3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

   1. Для определения относительной диэлектрической прони­цаемости необходимо вычислить значения

Х_Кр — критическая длина волны, равная 1,640 • г, мм;

Л — длина волны в свободном пространстве, рассчитываемая по формуле