Z
^ = -jZK. 3, Z2 = —
X. X
Это целесообразно сделать по следующим причинам:
расчетные формулы режима холостого хода и короткого замыкания становятся при этом симметричными, что позволяет упростить вычисления и составить единую программу для электронно-вычислительной машины;
на практике чаще всего встречается случай соизмеримых р. и є. При использовании величин Z| и Z2 вычислитель может иметь дело с величинами одного порядка, что существенно при массовой обработке результатов измерения.
При очень больших потерях не удается измерить ширину резонансной кривой на половинном уровне, поэтому берется произвольный уровень
/2
и вводится коэффициент а——— , где Ц и /2—отсчет по индикатору в максимуме и на том уровне, на котором измеряется ширина. Связь между компонентами величин Zj и Z2 выражается следующими соотношениями:
s
(1)
in 2 ₽ (AZ., 2 + Е)= Ya
1 + cos 2₽ (A£j 2 + h) + sin= p
где:
ALi и ДЕ2— изменения резонансной длины в режимах короткого замыкания и холостого хода;
Дії и Д/2 — ширина резонансной кривой в указанных режимах.
/ , А/, 2
Если потери в образце велики I tgo;J, tgoe>0,05, Р — >0,2 I то потерями в резонаторе можно пренебречь. Мнимая часть величин Zi и Z2 выражается по формуле:
21/ —^sin₽±LLl/ i+_^_sin₽2iL
= —І— 2_Г 2_. (2)
1 4- cos 20 (Д£1(2 + h) + sin3 0 ——
Если потери в образце малы ( tg& ; tgde <0,05, (3 —<^0,2^> 2 /
то третьим членом знаменателя (формула 2) можно пренебречь. Действительная часть Z] и Z2 определяется:
^i,s=tg₽(A£i,2+ft). (3)
Мнимая часть Zt и Z2:
2Р —Ы-
2 1
Г,'2 = 1-f-cos 20 (А£1>2 4-Л) +
+ ₽ (^^1,2 + А) *g₽ (д^і,2 + ^) +
+ P(Z-?,2 — Л — ДД1 2 ) tg=p (Д£1<2 + Л)], (4)
где:
А о — полная длина резонатора;
L^ 2— расстояние от образца до короткозамыкателя.
Первый член в квадратной скобке учитывает поправку, связанную с потерями в пустом резонаторе. Остальные два члена определяют потери за счет внесения беспотерьного образца с теми же ц и е, что у реального феррита.
При 0,01 <tgd[x , tgfi, <0,05 вычисления Ki,2 производить по формулам (2) или (4).
При малых значениях диэлектрических и магнитных потерь, но большого значения одной из проницаемостей (ц или е) при расчете параметров образцов следует пользоваться формулами (3) и (4).
В большинстве случаев измерения производятся на половинном а
уровне а=0,5. Тогда в формулах 1 и 2 множитель =1.
1 —а
Переход к значениям р. и в осуществляется следующим путем:
ц = ц' - дх" = 1— 1 / A In -1+-/У , (5)
2/РЛ У Z2 J _j у Zi. z2
е = е'-х = 1і/Z?in . Z1 (6)
2y₽ft V zi J у Zy.Для вычисления р/, р/', е' и е" решения уравнений (5) и (6) производят в следующей последовательности:
6
а)
1= V Є2 = V Rl + г*<Pi = arc tg ——; <p2 = arc tg —, /<1 «2
тогда:
Д
V• Z2 = V Qi . q2e
2
= A.
Аг= ReA = У Qi • 62 cos
Фі + Ф»
2
Мнимая:
A2— ImA = V^Qi • Q2 sin
б) В = In
1 +/K _ jn(1 A-1m A) A-J ReA
1 ~ImA)-jReA
откуда:
Bt = ReB = ~ arctg
2 ReA
I—Im2A —Re2A
B2 = Im В = —— In 2
(1 + Im Л)Д + Re2A (1—Im A)2+ Re2A
Эти выражения используются как для вычисления ц, так и для вычисления 8.
в) для вычисления ц необходимо знать
отсюда:
, ReB • ReC — ImB • ІтС
її' =
ReB ■ ІтС 4- ImB ■ ReC
р
лг) для вычисления є определяется:
= ReD-rlmD,
ReD ■ ReB — ImD ■ Im В „ ReB • ImD + ImB ■ ReD e' = ; e" = : .
p* рл
д) данная схема позволяет по измеренным значениям ДА], ДД2 и Д/1, Д/2 найти fi', fi", є', е" с помощью электронно-вычислительной машины по программе, составленной на языке Алгол-60 (приложение 6).
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 к ГОСТ 12637—67
РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЕЙ
Измеряемыми величинами в методе измерительной линии являются коэффициент стоячей волны по напряжению (к. с. в. н.) и расстояние I от , точки минимума напряжения до входной грани образца.
Входное сопротивление выражается формулами:
z=__^==1~j К* Р'*
“• 3J Кк— /tgp/к ’ І
Z 7 _ 1 ~^xtgP^x
x’ X7’1 Kx — ytgp/x
Расстояние l определяют следующим образом: измеряют положение ближайшего к короткозамыкателю минимума; производят по линейке отсчет 01 в мм; вводят в линию образец и измеряют положение ближайшего к образцу минимума; производят отсчет по линейке 02 в мм, тогда: ;
^х, X = ®<х, х ®2х, X
При этом величины X связаны со смещением минимума соотно- ; шением: і
А А ;
/к — ~ АД,— h, 1-х = —-— ДД2— й.
2 'і
1
Д
Z*_ . — cos-* Р
I min 2
ля определения к. с. в. н. при Кя, х>2 измеряют ширину резонансной кривой методом «вилки» на произвольном уровне мощности и определяют к. с. в. и. по формуле:к= !
Х' Xo Ч 2
Sin Р Ы
2
где:
Iх — показание индикатора при измерении ширины резонансной кривой на произвольном уровне;
/шт — показание индикатора в минимуме.
При Лх.х<2 к. с. в. н. определяют методом «максимум — минимум» и подсчитывают по формуле:
Кх, х =
I шах
Лпіп
Расчет Zi и Z2 производят по формулам п. 1 приложения 5, а р. и е — по формулам пп. .9 и '10 приложения 4.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 к ГОСТ 12637-67
ПРОГРАММА
для расчета ц', ц", е', є", записанная на языке Алгол-60
Начало вещественные Л1, Г1, R2, У2, al, a2, е1, Є2> я;
ReA, ReB, ReC, ReD, Im A, ImB, Im C, ImD;
Вещественные массивы 0 [1:5], p [1:8], W [1:5], V [1:4];
я: =3,1.415, ввод (Г, V, О);
Начало Rt: — (sin (4 х л/(Г [1] X (О [3] 4- 0 [5])))/(l 4- cos(
4Xrt/W[l]X(0 [3] + 0 [5]))+ 2 X sin (2 X я/W [1] X © [4]) t 2);
{И: = если (2ХЯ/Г [1] Х0 [4])<0,2, то (4Х«/1Г [1]
X в [4])/(1 + cos (4 х я/Г [1] X (0 [3] + 0 [5])))-ІГ [3]/(2 X ^[2]).
X (2 X я/IV [1] X W [5] + 2 X я/ V [1] X W [4] X tg (2 X я/ W [1]Х 10. (0[1] + 0[5])))Xtg(2Xn/IT[l] X (0[3] + 0[5])) + 2ХЯ/1П1] Х< 11. (W [2]-F [4]-0 [5])X(tg (2ХЯ/Г [1] X (0 [3] 4-0 [5])) + 2), 12. Иначе .2Xsln (2Хя/И7 [1] Х0 [4]) X sqrt (1 4-sin (2Х«/
W [1] X в [4]) 12)/(1 4- cos (4 X я/W [1] X (0 [3]4-0 [5])) 4- 2Xsln(
2ХЯ/Г [1] Х0 [4]) |2)};
R2: = sin (4 х л/ІГ [1] X (Є [1] 4- 0 [5]))/(І 4-cos (4X я/^[1])Х 16. (0 [1] 4- Є [51))14- 2 X (sin (2 X я/W [1] X 0 [2])) f 2);
{Y2: = если (2 X я/W [1] X0 [2]) <0,2, то (ІХл/ІГ [l]Xe[2])
/(1 +cos (4ХЯ/1Г [1] X (0 [1] 4- 0 [5])))-У[2]/2Х^[1]Х(2Хп/
W [1]XV [1]+2Хя/ІГ[1] XV [3] X tg (2 X я/W [1] X (0 [3] 4- 20. 0 [5])) X tg(2 X л/Ц7[1] X (9 [1] + 0 [5])) + 2 X я/Г [1] X ( V [1]
— У [3] — 0 [5]) X (tg (2 X it/ІГ [1] X (О [1] + 0 [5]))) f 2);
Иначе 2 X sin (2 X л/W [1] X 0 [2]) X sqrt (1 + sin (2Хя/1У [ 1 ]X 23. X 0 [2]) t 2)/(l + cos (4 X n/W [1] X (0 [1] + 0 [5]))+2Xsin (2X«/ 24. W [1] X0 [2]) 12)};
al: = arctan (Kl/7?1);
a2: = arctan (У2/Й2);
q1 : = sqrt (7?1 12 + У1 t 2);
@2: = sqrt (R2 t 2 + У2 t 2);
ReA: = sqrt (q1 X e2) X cos ((al + a2)/2);
1mA: = sqrt (gl X 62) X sin ((al + a2)/2);
ReB: = 1/2 X arctan ((2 X ReA)j(l + ImA 1 2 — ReA t 2));
32 ImB: = 1/2 X In (sqrt ((1 — 7/пД t 2 — ReA -f 2) t 2 + 4 x ReA f 2);
/((1 — ImA) t 2 + ReA ( 2));
ReC: = sqrt (q1/q2) X cos ((al — a2)/2);
ImC: = sqrt (q1/q2) X sin ((al —a2)/2);
ReD: = sqrt (Q2/el)Xcos ((a2 —al)/2);
ImD: = sqrt (p2/el)Xsin ((a2 — al)/2);
p [5]: = (ReB X ReC - ImB X ImC)/(2 X n/W [1] X 0 [5]);
p [6]: = (ReB x ImC 4- ImB X ReC)/(2 X л/W [1] X 0 [5]);
p [7]: = (ReD X ReB —I mD x!mB)/(2 Хл/W [1] X 0 [5]);
p [8]: =(ReBXlmD + ImBxReD)/(2XnlW [1]X® [5]);
p [1]: = 0 [3];
p [2]: = 0 [4];
p [3]: = 0 [1];
p [4]: = 0 [2];
Вывод (p); Конец*
Редактор Л. И. Горбасева
Технический редактор С. И. Кобот
Корректор А. П. Якуничкина
Издательство стандартов. Москва, К-1. ул. Щусева, 4
Сдано в наб. 4/Ш 1967 г. Подп. к печ. 1/VI 1967 г. 1,5 п. л. Тир. 8000
Тип. «Московский печатник>. Москва, Лялин пер., 6. Зак. 673