SU1056029A1 - Способ измерени влажности - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ, включающий настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей дисперсией с помощью дополнительного конденсатора, зсшол нение первичного преобразовател  ис следуемьш веществом и определение влгикности по изменению емкости первичного преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повыцени  точности измерений, настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей . дисперсией производ т после заполне ни  первичного преобразовател  исследуемым веществом, затем измер ют резонансную частоту опорожненного преобразовател , а величину емкос .ти наход т- по разнице полученных значений резонансных частот.

Description

io

PI

&

О 0

:О Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению, к способам измерени  влажности путем определени  изменени  емкости первичного преобразовател  при введении в его межэлектродное пространство исследуемого вацества и может быть использовано в сельском хоз йстве при эксплуатации влагомеров зерна и про дуктов его переработки. Процесс измерени  влажности с применением первичных емкостных пре образователей сводитс  к двум опера-, ци м. Йерва  операци  состоит в опр делении изменени  емкости первичного преобразрвател  в зависимости от содержани  влаги в сыпучем материале , а втора  операци  - в проведении калибровки с целью установлени  эквивалентности между приращением емкости первичного преобразовател  и истинным значением влажности Поэтому точность измерени  влажности емкостных влагомеров зависит от точности калибровки таких влаго .меров с помощью гравиметрического способа и от точности воспроизведени  показаний в процессе измерений влажности. Как при калибровке, так и при измерени х влажности очень ва но измер ть емкость первичного преобразовател , с высокой точностью. Известны способы измерени  емкос ти первичного преобразовател  при и мерени х влажности. Согласно первому способу емкость первичного преобразовател  определ ют путем измерени  изменени  частоты измеритель-, ного контура,, вход щего в схему высокочастотного генератора. При этом дополнительно определ ют значецке проводимости первичного емкостного преобразовател . Это сделано с цепью устранени  частотной дисперси возникакздей в результате нелинейной зависимости межДу характеристиками влажности и частоты. В другом спосо бе снижение вли ни  частотной дисперсии получают за счет того, что влажность дл  каждой точки измерени определ ют по крайней мере при двух различных значени х частоты L1. Эти способы  вл ютс  сложными, хот  и позвол ют усредить получаемы значени  влажности, чем достигаетс  уменьшение дисперсионной погрешности . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  спо соб измерени  влажности, включающий настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей дисперсией d помощью дополнительного конденсатора, заполнение первичного преобразовател  исследуемым ве ществом и определение влажности по изменению емкости первичного преобразовател . В способе исключаетс  полностью вли ние частотной дисперсии за счет того, что измерени  влажности провод т всегда на одной и той же фиксированной частоте дл  всех значений влажности. Достигаетс  это за счет компенсации изменени  емкости первичного преобразовател  емкостью калиброванного конденсатора. При этом резонансна  частота измерительного контура остаетс  неизменной. Процесс измерений состоит из следующих операций. Вначале устанавливают калиброванный конденсатор на нулевое значение шкалы. После этого с помощью дополнительного конденсатора , вход щего в измерительный контур, настраивают последний на выбранную частоту измерений. Задающий высокочастотный генератор также настраивают на эту частоту. Следующей операцией  вл етс  заполнение первичного преобразовател  исследуемым веществом, в результате чего происходит перестройка измерительного контура на более низкую частоту. С помощью калиброванного конденсатора измерительный контур настраивают в резонанс с выбранной частотой измерений . По шкале калиброванного конденсатора определ ют величину емкости, котора  соответствует измер емому значению влажности. Таким образом получаетс , что определение емкости заполненного первичного преобразовател  происходит всегда при одной и той же заранее установленной частоте измерений, чем достигаетс  исключение частотной дисперсии в процессе измерений влажности 2 . Однако при больших преимуществах известного способа измерений влажности он обладает весьма существенным недостатком, заключакй емс  в том, что в насто щее врем  нет конденсаторов переменной емкости, шкалы которых позволили бы измер ть емкость с точностью Bbiiie +0,05 пФ. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений влажности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что .согласно способу измерени  влажности, включающег.1у настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей дисперсией с помощью дополнительного конденсатора , заполнение первичного преобразовател  исследуемым веществом и определение влажности по изменению емкости первичного преобразовател , настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей дисперсией производ т посшё заполнени  первичного преобг разовател  исследуемым веществом, затем измер ют резонансную частоту опорожненного преобразовател .

а величину емкости наход т по разнице полученных значений резонансных частот.

На чертеже представлен влагомер при помощи которого реализуетс  предлагаемый способ.

Генератор 1 св зан через сопротивление 2 с измерительным контуром , содержащим индуктивность 3, первичный преобразователь 4, допол , нительный конденсатор 5. К из)мерительному контуру подключен детектор 6 сигнал с которого поступает на блок 7 управлени  частотой генератора . К блоку управлени  частотой генератора подключен индикатор 8 резонанса и устройство 9, регулирующее частоту генератора с помощьюварикапов, вход щих в резонансный контур генератора. В схему также входит измеритель 10 частоты, который может быть подключен , например, к измерительному контуру или генератору.

Влагомер работает следующим образом .

Вначале заполн ют первичный пре образователь зерном, влажность которого необходимо измерить. Затем настраивают с помощью дополнительного конденсатора 5 и устройства

9измерительный контур и генератор на резонансную частоту, равную

10МГц. На такой частоте работает большинство известных влагомеров, поскольку дл  этой частоты дисперси  имеет наименьшую величину.

Точность настройки генератора и измерительного контура на частоту 10 МГц определ ют с помощью частотс мера 10. После этого опорожн ют первичный преобразователь и затем с помсмдью устройства 9 настраивают генератор на новую резонансную частоту измерительного контура. По ранице частот при заполненном и опорожненном первичном преобразователе Определ ют величину емкости,сооветствующую исксииому значению влажности .

Данный способ позвол ет более точно определ ть величину емкости, а следовательно, и влажности, так как с помощью частотомера можно определить искомую величину емкости с точностью не ниже +0,01 пФ, чего нельз  достичь с помощью известных калиброванных конденсаторов.Кроме того, после опорожнени  первичного преобразовател  новую емкость измерительного контура всегда определ ют без исследуемого вещества, что исключает вли ние частотной дисперсии на точность измерений влажности.

Сравнение точности измерений емкости по известному способу, когда погрешность составл ет +0,5 пФ, и предполагаемс 1у, когда погрешность не превышает +0,01 пФ, показывает , что предлагаекый способ обладает значительно более высокой точностью.

Внедрение влагомеров, созданных с использованием предлагаемого способа , позволит снизить погрещность, измерени  влажности до 0,2%.

В насто щее врем  дл  аттестации стандартных образцов используетс  групповой эталон на базе трех приборов. Однако это не  вл етс  решением вопроса, особенно в услови х метрологических центров и лабораторий . Изобретение позволит создать поверочную установку, метрологические характеристики которой будут втрое превосходить соответствующие характеристики повер емых емко стных влагомеров зерна,что позволит свести к минимуму погрешность между диэлектрическими свойствами стандартных образцов и приписываекими им значени ми влажности зерна, что особенно важно при измерени х влажности зерна в зерносовхозах и других предпри ти х сельского хоз йстве.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ, включающий настройку измерительного ’контура на резонансную частоту с наименьшей дисперсией с помощью дополнительного конденсатора, запол-*· нение первичного преобразователя исследуемым веществом и определение влажности по изменению емкости первичного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей . дисперсией производят после заполнения первичного преобразователя исследуемым веществом, затем измеряют резонансную частоту опорожненного преобразователя, а величину емкости находят-по разнице полученных значений резонансных частот.