ГЕОМАТЕРИАЛДАРДЫН ЖАНА БЕТОН КОМПОЗИТТЕРИНИН КОМПЛЕКСТҮҮ ДИЭЛЕКТРДИК ӨТКӨРҮМДҮҮЛҮГҮН ӨЛЧӨӨНҮН ДИФФЕРЕНЦИАЛДЫК СЫЙЫМДУУЛУК ЫКМАСЫ

Авторлор

С.Н. Верзунов Кыргыз Республикасынын Улуттук илимдер академиясынын Машина таануу, автоматика жана геомеханика институту

##semicolon##

диэлектрдик өткөрүмдүүлүк##common.commaListSeparator## диэлектрдик жоготуулардын тангенси##common.commaListSeparator## адмиттанс##common.commaListSeparator## сыйымдуулук датчиги##common.commaListSeparator## планардык тарак сымал датчик##common.commaListSeparator## жарым цилиндрдик датчик##common.commaListSeparator## синхрондук квадратуралык детектирлөө##common.commaListSeparator## геоматериалдар##common.commaListSeparator## бетон композиттери

Аннотация

Макалада 100 Гц–10 кГц жыштык диапазонунда геоматериалдардын жана бетон композиттеринин комплекстүү диэлектрдик өткөрүмдүүлүгүн өлчөөнүн эксперименталдык методикасын ишке ашырууга арналган лабораториялык стендди түзүүнүн методикалык жана схемотехникалык негиздери каралат. «Өлчөөчү–таянуу» схемасы боюнча дифференциалдык мамиле сунушталат; анда маалыматтык сигнал дисбаланс сигналы катары бөлүнүп, андан кийин синхрондук квадратуралык детектирлөө жана таянуу каналын санариптик тең салмактоо жүргүзүлөт. Геометриясы ар башка үлгүлөр үчүн сыйымдуулук датчиктеринин эки варианты изилденет: диск түрүндөгү үлгүлөр үчүн планардык тарак сымал датчик жана цилиндр керндер үчүн жарым цилиндрдик датчик. Планардык датчик үчүн даярдоону жөнөкөйлөтүүчү жана сезгич элементтин параметрлерин аналогдук-санариптик тракттын мүнөздөмөлөрү менен шайкеш келтирүүчү технологиялык жактан кайра чыгарылуучу геометрия негизделет. Төмөн жыштык аймагында өлчөө натыйжасына «датчик–үлгү» чек арасындагы аба боштуктары, жерге карата паразиттик сыйымдуулуктар, беттик агып өтүү токтору жана каналдардын амплитудалык-фазалык дал келбестиги олуттуу таасир этери көрсөтүлөт. Датчиктин сыйымдуулугу, реактивдик каршылыгы жана өлчөө сигналдарынын деңгээлдери боюнча инженердик баалоолор келтирилип, алар күчөтүү коэффициенттерин, АЦП диапазонун жана санариптик иштетүү параметрлерин тандоодо колдонулат. Алынган натыйжалар мындан аркы эксперименталдык верификацияга, электр талаасын сандык моделдөөгө жана интеллектуалдык геотехникалык мониторинг системалары үчүн адистештирилген өлчөө модулдарын иштеп чыгууга негиз боло алат.

##submission.citations##

Верзунов, С. Н. Анализ интеллектуальных систем мониторинга состояния зданий и сооружений / С. Н. Верзунов, М. С. Макаров, К. А. Жолдошбаев // Проблемы автоматики и управления. – 2024. – № 2(50). – С. 27–36.

ГОСТ 22372–77. Материалы диэлектрические. Методы определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот от 100 до 5·10⁶ Гц. – М.: Изд-во стандартов, 1977.

ASTM D150–22. Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulation. – West Conshohocken, PA : ASTM International, 2022.

Baker-Jarvis, J. Measuring the Permittivity and Permeability of Lossy Materials: Solids, Liquids, Metals, Building Materials, and Negative-Index Materials / J. Baker-Jarvis, M. D. Janezic, B. F. Riddle, R. T. Johnk, P. Kabos, C. L. Holloway, R. G. Geyer, C. A. Grosvenor. – Boulder : National Institute of Standards and Technology, 2005. – NIST Technical Note 1536.

Wang, D. Capacitive Sensing: Ins and Outs of Active Shielding / D. Wang. – Dallas : Texas Instruments, 2015. – Application Report SNOA926A.

Texas Instruments. Guarding in Multiplexer Applications. – Dallas : Texas Instruments, 2022. – Application Brief SCDA042.

Stanford Research Systems. About Lock-In Amplifiers. – Sunnyvale : Stanford Research Systems, 1992. – Application Note № 3.

Keysight Technologies. Impedance Measurement Handbook: A Guide to Measurement Technology and Techniques. – 6th ed. – Santa Rosa : Keysight Technologies, 2016. – Application Note 5950-3000.

Igreja, R. Analytical Evaluation of the Interdigital Electrodes Capacitance for a Multi-Layered Structure / R. Igreja, C. J. Dias // Sensors and Actuators A: Physical. – 2004. – Vol. 112, № 2–3. – P. 291–301. – DOI: 10.1016/j.sna.2004.01.040.

Chiang, C.-T. A Semicylindrical Capacitive Sensor with Interface Circuit Used for Flow Rate Measurement / C.-T. Chiang, Y.-C. Huang // IEEE Sensors Journal. – 2006. – Vol. 6, № 6. – P. 1564–1570. – DOI: 10.1109/JSEN.2006.883847.

Assaad, M. A Semi-Cylindrical Capacitive-Based Differential Sensing System for Water Content in Crude Oil Measurement / M. Assaad, A. M. Zubair, T. B. Tang // International Review on Modelling and Simulations. – 2014. – Vol. 7, № 1. – P. 213–220.

CSIRO. Dielectric Measurement of Rock Samples. – Perth : CSIRO, 2015.

Zhao, P.-Q. Intermediate-High Frequency Dielectric Permittivity of Oil-Wet Rock and the Wettability Characterization / P.-Q. Zhao, Y. Chen, Y.-T. Hou, X.-L. Chen, W. Duan, S.-Z. Ke // Petroleum Science. – 2025. – Vol. 22, № 4. – P. 1485–1496. – DOI: 10.1016/j.petsci.2025.02.001.

Haddad, A. S. Decreasing the Electric Permittivity of Cement by Graphite Particle Incorporation / A. S. Haddad, D. D. L. Chung // Carbon. – 2017. – Vol. 122. – P. 702–709. – DOI: 10.1016/j.carbon.2017.06.088.

Analog Devices. AD8253: Instrumentation Amplifier. – Norwood : Analog Devices, 2011. – Data Sheet.

Texas Instruments. DAC8830, DAC8831: 16-Bit, Ultra-Low Power, Voltage-Output Digital-to-Analog Converters. – Dallas : Texas Instruments, 2007. – Data Sheet SLAS449D.

Texas Instruments. ADS868x: 16-Bit, High-Speed, Single-Supply, SAR ADC Data Acquisition System with Programmable, Bipolar Input Ranges. – Dallas : Texas Instruments, 2022. – Data Sheet.