zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2021-87-5-43-46zldm-1417Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ОБМЕН ОПЫТОМSTRUCTURE AND PROPERTIES RESEARCH. EXCHANGE OF EXPERIENCEОпределение диэлектрической проницаемости материала в объемном резонаторе с учетом шероховатости поверхностиDetermination of the permittivity of materials in a volume resonator with allowance for the surface roughnessКрыловВ. П.KrylovV. P.

Виталий Петрович Крылов

249031, Калужская обл., г. Обнинск, Киевское ш., д. 15

Vitaly P. Krylov

15, Kievskoe sh., Obninsk, Kaluga obl., 249031

info@technologiya.ruОНПП «Технология» имени А. Г. РомашинаРоссияA. G. Romashin ORPE «Tekhnologiya»Russian Federation2021230520218754346Copyright © Крылов В.П., 20212021Крылов В.П.Krylov V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1417

Точность определения диэлектрической проницаемости материала зависит от толщины промежуточного слоя, имеющего переменные диэлектрические характеристики, и образующегося на поверхности образца при его изготовлении. В работе представлены результаты исследования влияния шероховатости поверхности испытуемого образца на точность определения диэлектрической проницаемости с применением резонаторного метода. Предложен алгоритм расчета диэлектрической проницаемости в объемном цилиндрическом резонаторе, учитывающий такие параметры, как величина шероховатости и остаточный зазор. С помощью матричного способа расчета прошедшей через пластину волны разработана модель определения диэлектрической проницаемости многослойного образца, основанная на данных измерения в резонаторе. Полученные результаты могут быть использованы для повышения точности определения диэлектрической проницаемости при испытаниях в объемном резонаторе для образцов, шероховатость которых превышает требуемую по стандарту.

The accuracy of determining the permittivity of the material depends on the thickness of the intermediate layer with variable dielectric characteristics formed on the surface of the sample upon manufacturing. We present the results of studying the influence of the surface roughness of the test sample on the accuracy of determining the permittivity using the resonator method. An algorithm for calculating the permittivity in a volumetric cylindrical resonator is proposed, taking into account the roughness value and the residual gap. Using the matrix method for calculating the wave transmitted through the plate, a model for determination of the dielectric permittivity of a multilayer sample using a measuring resonator is developed. The results obtained can be used to improve the accuracy of the permittivity determination in a volume resonator when testing the samples with a roughness exceeding the required standard.

диэлектрическая проницаемостьрезонаторный методизмерительный резонаторпромежуточный слойотраженная волнаэлектрическая толщинаdielectric permeabilityresonator methodmeasuring resonatorintermediate layerreflected waveelectric thicknessReferencesЗальцман Е. Б. Измерение tg δ диэлектриков методом передачи через резонатор / Приборы и техника эксперимента. 1965. № 6. С. 101 – 104.Zaltsman E. B. Measurement of tg δ of dielectrics by a transfer method via the resonator / Prib. Tekh. Éksp. 1965. N 6. P. 101 – 104 [in Russian].Зальцман Е. Б. Еще раз об оптимальной толщине образца диэлектрика при измерении резонаторным методом / Измерительная техника. 1988. № 8. С. 37 – 39.Zaltsman E. B. Once again about the optimum thickness of a sample of dielectric at measurement by a rezonatorny method / Izm. Tekhn. 1988. N 8. P. 37 – 39 [in Russian].Крылов В. П. Измерение диэлектрических свойств диоксида кремния на частоте 1010 Гц при нагреве до 1200 °C в цилиндрическом волноводном резонаторе / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 9. С. 47 – 49.Krylov V. P. Measurement of dielectric properties of dioxide of silicon at a frequency of 1010 Hz when heating to 1200 °C in the cylindrical waveguide resonator / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2007. Vol. 73. N 9. P. 47 – 49 [in Russian].Литовченко А. В. Высокоточный СВЧ-измеритель ε и tg δ нагреваемых образцов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2002. Т. 68. № 10. С. 35 – 38.Litovchenko A. V. The high-precision microwave measuring instrument ε and tg δ of the heated samples / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2002. Vol. 68. N 10. P. 35 – 38 [in Russian].Литовченко А. В. Особенности методики обработки результатов точных измерений ε и tg δ на СВЧ при нагреве образца / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2004. Т. 70. № 4. С. 31 – 36.Litovchenko A. V. Features of a technique of processing of results of exact measurements ε and tg δ on the microwave oven when heating a sample / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2004. Vol. 70. N 4. P. 31 – 36 [in Russian].Кизель В. А. Отражение света. — М.: Наука, 1973. — 352 с.Kizel V. A. Light reflection. — Moscow: Nauka, 1973. — 352 p. [in Russian].Калитиевский Н. И. Волновая оптика. Учеб. пособ. для ун-тов. — М.: Высшая школа, 1978. — 383 с.Kalitievsky N. I. Wave optics. — Moscow: Vysshaya shkola, 1978. — 383 p. [in Russian].Сивухин Д. В. Общий курс физики. Оптика. — М.: Наука, 1980. — 792 с.Sivukhin D. V. General course of physics. Optics. — Moscow: Nauka, 1980. — 792 p. [in Russian].Шагаев В. В. Расчет рефлектометрических характеристик с учетом профильной неоднородности переходного слоя / Журнал технической физики. 2015. Т. 85. Вып. 12. С. 6 – 11.Shagaev V. V. Calculation of reflektometrichesky characteristics taking into account profile heterogeneity of a transitional layer / Zh. Tekhn. Fiz. 2015. Vol. 85. Issue 12. P. 6 – 11 [in Russian].Борн М., Вольф Э. Основы оптики. — М.: Наука, 1973. — 720 с.Burne M., Volf E. Fundamentals of optics. — Moscow: Nauka, 1973. — 720 p. [in Russian].Зальцман Е. Б. Измерение параметров магнитодиэлектриков и ненамагниченных ферритов при помощи прямоугольного резонатора на волну H10 / Радиотехника. 1958. Т. 13. № 10. С. 76 – 80.Zaltsman E. B. Measurement of parameters of magnetodielectrics and not magnetized ferrite by means of the rectangular resonator on H10 wave / Radiotekhnika. 1958. Vol. 13. N 10. P. 76 – 80 [in Russian].Крылов В. П. Учет погрешностей определения диэлектрической проницаемости методом волноводного резонатора / Метрология. 1994. № 5. С. 33 – 36.Krylov V. P. Accounting of errors of definition of dielectric permeability by method of the waveguide resonator / Metrologiya. 1994. N 5. P. 33 – 36. [in Russian].Егоров В. Н., Кащенко М. В., Онхонов Р. Р. Точность диэлектрических измерений в объемном цилиндрическом H01р-резонаторе / Измерительная техника. 2003. № 10. С. 41 – 45.Egorov V. N., Kashenko M. V., Onkhonov R. R. Accuracy of dielectric measurements in volume cylindrical H01r-rezonatore / Izm. Tekhn. 2003. N 10. P. 41 – 45 [in Russian].Литовченко А. В., Игнатенко Г. К. Влияние остаточного электрического зазора между образцом и поршнем резонатора при измерении диэлектрических характеристик материалов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 11. С. 36 – 40.Litovchenko A. V., Ignatenko G. K. Influence of a residual electric gap between a sample and the piston of the resonator at measurement of dielectric characteristics of materials / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 11. P. 36 – 40 [in Russian].Егоров В. Н. Резонансные методы исследования диэлектриков на СВЧ / Приборы и техника эксперимента. 2007. № 2. С. 5 – 38.Egorov V. N. Resonant methods of a research of dielectrics on SVCh / Prib. Tekh. Éksp. 2007. N 2. P. 5 – 38 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.