Изобретение относитс к резонанс ным измерени м добротности контура с лспользованием пьезорезонансных датчиков, в основе работы которых лежит зависимость добротности пьезо резонатора от измер емого параметра Известен пьезоэлектрический анализатор , основанный иа измерении добротности колебательного контура, в котором в качестве датчика исполь зован кристаллический кварц Г . Наиболее близким к предлагаемому вл етс пьезоэлектрический анализа тор жидкости и газов, содержащий йз мерительный и опорный автогенераторы , в резонансные системы которых включены пьезорезонансмые датчики, |форг-1Ирователь сигнала разностной час тоты, на входы которого подключены выходы автогенераторов, и регистратор 2 . Недостатком известного устройств вл етс .мала чувствительность измерений , Цель изобретени - повьшение чув ствительности измерений„ J Указанна цельдостигаетс тем, что в анализатор, содержащий измерительный и опорный автогенераторы, в резонансные системы которых включены пьезорезонансные датчики, формирователь сигнала разностной часто ты, на вхсды которого подключены вы ходы автогенераторов, и регистратор введены два варикапа, две разделительные .резисти.вно-индуктивные цеуправл емый резистор, почки, :амплитудный детектор, блок задержки времени и инвертор, причем первый варикап включен последовател но с пьезорезонансным датчиком изме рительного автогенератора, второй варикап включен последовательно с пьезорезонансным датчиком опорного автогенератора между резистором цеп фиксированного смещени транзистора измерительного автогенератора и зат вором транзистора включен управл емый резистор, управл ющий электрод которого соединен с истоком транзистора измерительного автогенератора, выходкоторого соединен с входом амплитудного детекто ра, а выход амплитудного детектора через блок задержки времени подключен через первую разделительную; резистивно-индуктивную цепочку к аноду первого варикапа и через инвертор и вторую разделительную резистивно-индуктивную цепочку - к ан ду второго варикапае На чертеже представлена принципиальна схема измерител дл ампли . тудного пьезорезонансного датчика. Устройство содержит измерительны автогенератор 1, опорный автогенератор 2, амплитудный детектор 3, элемент 4 задержки времени, инвертор 5, формирователь 6 разностного сигнала, регистратор 7 и две разделительные резистивно-индуктивные цепочки 8, 9 и 10, 11. Измерительный автогенерагор 1 собран на транзисторе 12; пьезорезонанср ый датчик 13, варикап 14,. подстроечный конденсатор 15 и катушка 16 индуктивности образуют колебательный контур; резисторы 17 и 18 и управл е1 1ый резис- тор 19 образует цепь фиксированного смещени ; резистор 20 и конденсатор 21 составл ют цепь автосмещени ; конденсаторы 22 и 23 вл ютс переходными . Пьезокварцевый элемент 23, последовательно соединенный с варикапом 24 и катушкой индуктивности 25, образует колебательный контур опорного автогенератора 2; формирователь разностного сигнала содержит смеситель 26 и фильтр 27 низкой частоты . Выход измерительного автогенератора 1 соединен с входом формировател б разностного сигнала и входом амплитудного детектора 3. йлход опорного а зтогенератора 2 соединен с вторым входом формировател разностного сигнала б. Выход амплитудного детектора 3 через элемент 4 задержки в эемени соединен через разделительную цепочку В, 9с анодом варикапа 14 и через инвертор 5 и разделительную цепочку 10, 11 с анодом варикапа 24„ К выходу формировател б разностного сигнала подключен регистратор 7 . Устройство работает следующ,им образом. Измер емый параметр воздействует на амплитудный пьезорезонаноный датчик 13, измен его сопротивление потерь. Эти измерени привод т к изменению добротности колебательного контура 13, 14, 15, 16; амплитуда высокочастотного напр жени измерительного автогенератора 1 детектируетс амплитудниу детектором 3. Этот сигнал с выхода детектора через элемент 4 задержки времени и цепочку 8, 9 поступает на анод варикапа 14, осуществл управление частотой измерительного автогенера ора. Этот же сигнал через инвертЪр 5 и разделительную цепочку 1-0, 11 поступает на анод варикапа 24, осуществл управ ление частотой опорного автогенератора 2, причем изменени частоты измерительного и опорного автогенераторов противоположны. Таким образом чувствительность сигнала на выходе форр.1ировател разностной частоты увеличиваетс вдвое. Если учесть, что чувствительность преобразовани пьезорезонатора с помощью варикапа значительно выше, чем чувствительность пьезорезонансного датчика по амплитуде, то чувствительность схемы имеет еще большее значение . Так как уменьшение добротности пьезорезонансного датчика 13 приводит к некоторым изменени м частоты, не св занным с управлением fс помощью варикапа 14, то это приводит к погрешност м измерени амплитудного сигнала датчика 1.3, Ограничение этой погрешности осуществл етс введением дополнительной отрицательной обратной св зи путем подачи напр жени истокового автосмещени на управл ющий электрод управл емого резистора 19,The invention relates to resonant measurements of the quality factor of a circuit using piezoresonance sensors based on the dependence of the quality factor of the piezo resonator on the measured parameter. A piezoelectric analyzer based on measuring the quality factor of an oscillating circuit in which crystal quartz G is used as the sensor. The closest to the proposed is a piezoelectric liquid and gas torus containing measuring and reference oscillators, in whose resonant systems are included piezoresonance sensors, forg-1, a differential frequency signal generator, to the inputs of which the outputs of autogenerators are connected, and a recorder 2. A disadvantage of the known devices is the measurement sensitivity. The purpose of the invention is to increase the measurement sensitivity. J This goal is achieved by the fact that the analyzer containing measurement and reference oscillators, in resonant systems of which piezo-resonance sensors are included, is a differential frequency driver, for which the outputs of the autogenerators are connected, and the recorder has entered two varicaps, two separating resistors, inductively-inductive circuitry resistors, kidneys,: amplitude detector, b a time delay and an inverter, with the first varicap connected sequentially with a piezoresonant sensor of the measuring autogenerator, the second varicap connected in series with the piezoresonant sensor of the reference autogenerator between the resistor of the fixed bias circuit of the measuring transistor of the measuring autogenerator and the transistor of the transistor, a controlled resistor connected with a control electrode of the measuring autogenerator and a gate of the transistor connected with the source of the transistor of the measuring autogenerator, the output of which is connected to the input of the amplitude detector, and the output the bulk detector through the time delay block is connected through the first separator; resistive-inductive chain to the anode of the first varicap and through the inverter and the second separating resistive-inductive chain - to the second of the second varicap. This piezoresonance sensor. The device contains measuring auto-oscillator 1, reference auto-oscillator 2, amplitude detector 3, element 4 time delays, inverter 5, shaper 6 of a differential signal, recorder 7 and two separation resistive-inductive chains 8, 9 and 10, 11. Measuring auto-oscillator 1 is assembled on a transistor 12; piezoresonance sensor 13, varicap 14 ,. the trimmer capacitor 15 and the inductor 16 form an oscillating circuit; resistors 17 and 18 and control e1 The first resistor 19 forms a fixed bias circuit; a resistor 20 and a capacitor 21 constitute an auto-bias circuit; capacitors 22 and 23 are transient. A piezoquartz element 23, connected in series with the varicap 24 and the inductance 25, forms the oscillating circuit of the reference oscillator 2; The differential signal shaper comprises a mixer 26 and a low-frequency filter 27. The output of the measuring oscillator 1 is connected to the input of the former of the differential signal b and the input of the amplitude detector 3. The reference and second generator 2 is connected to the second input of the differential former of the differential signal b. The output of the amplitude detector 3 through the element 4 delay in eemeni is connected through the separating chain B, 9 with the anode of the varicap 14 and through the inverter 5 and the separating chain 10, 11 with the anode of the varicap 24 "The recorder 7 is connected to the output of the difference signal generator b. The device works in the following way. The measured parameter acts on the amplitude piezoresonane sensor 13, changing its loss resistance. These measurements lead to a change in the quality factor of the oscillating circuit 13, 14, 15, 16; the amplitude of the high-frequency voltage of the measuring auto-oscillator 1 is detected by the amplitude of the detector 3. This signal from the output of the detector through the time delay element 4 and the chain 8, 9 is fed to the varicap 14 anode, controlling the frequency of the auto-oscillator. The same signal through inverter 5 and the separator chain 1-0, 11 is fed to the varicap 24 anode by controlling the frequency of the reference oscillator 2, and the frequency variations of the measuring and reference oscillators are opposite. Thus, the sensitivity of the signal at the output of the differential frequency generator 1 is doubled. If we consider that the sensitivity of the transformation of a piezoresonator using a varicap is much higher than the sensitivity of the piezoresonance sensor in amplitude, then the sensitivity of the circuit is even more important. Since the decrease in the quality factor of the piezoresonance sensor 13 leads to some frequency changes that are not related to the control of the fc using the varicap 14, this leads to errors in measuring the amplitude signal of the sensor 1.3, limiting this error is by introducing additional negative feedback source auto-biasing across a control electrode of a control resistor 19,
Элемент 4 задержки времени позвол ет использовать динамические характеристики сигнала пьезорезонансного датчика 13, что снижает погрешнсти , св занные с кратковременными флуктуаци ми параметров пьезорезонаторов из-за внешних факторов. Инвертор 5 необходим дл того, чтобы управление частотой автогенераторов с помощью варикапов в про0 цессе измерени происходило по строго симметричным характеристикам.The time delay element 4 allows the dynamic characteristics of the signal of the piezoresonance sensor 13 to be used, which reduces the errors associated with short-term fluctuations of the parameters of the piezoresonators due to external factors. Inverter 5 is necessary so that the control of the frequency of the autogenerators using varicaps in the measurement process takes place according to strictly symmetrical characteristics.
Технико-экономический эффект св зан с повышением чувствительности при одновременном упрощении струк5 турной схемы прибора.The technical and economic effect is associated with an increase in sensitivity while at the same time simplifying the structural scheme of the instrument.