SU1221616A1 - Устройство дл измерени диэлектрической проницаемости веществ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Устройство содержит генератор 1 переменного напр жени , соединённый через резистор 2 с измеритёль1ным контуром 3 модул тор 7, детекторы 8 и 10, делитель 9 напр жений, умножитель II напр жений , аналоговые ключи 12 и 13, злементы 14 и 15 пам ти и дифференциальный усилитель I6. Измерительный контур 3 состоит из катушки 4 индуктивности, емкостного первичного преобразовател  5 и модулирующего элемента 6, вьтолненного в виде двух встречновключенных варикапов , Введение в устройство умножител  1 напр жений, двух аналого- Бык ключей 12 и 13 и их функциональные св зи с элементами устройства позвол ют повысить точность измерений дизлектрической проницаемости веществ, качественный и количественный состав которых претерпевает .быстрые изменени ,а также расширить фуи кцио нал ьные воз можно с ти у с трой- ства. I ил. О) to to Oi О)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  диэлектрической проницаемости веществ качественный или количественный состав которых претерпевает быстрые изменени .

Цель изобретени  - повьппение точности измерени  диэлектрической проницаемости веществ с большими потер ми при одновременном расширении функциональных возможностей устройства .

На чертеже представлена электрическа  схема предлагаемого устройства .

Устройство содержит генератор 1 переменного напр жени , подключенный через резистор 2 св зи к измерительному контуру 3, состо щему из параллельно соединённых катушки 4 индуктивности, емкостного первичного преобразовател  5 и модулирующего элемента 6 (двух встречновключенных варикапов), модул тор 7, подключен- ный к модулирующему элементу, детектор 8, выход которого подключен, к входу знаменател  делител  9 напр жений , второй детектор 10, выход которого подключен к входу числител  делител  9 напр жений, а вход подключен к выходу генератора 1, умножитель 11 напр жений, аналоговые ключи 12 и 13, информационные входы которых подключены к выходу умножител  11 напр жений, а управл ющие входы подключены к противофазным выходам модул тора 7, элементы пам ти 14 и 15, выполненные в виде конденсаторов и дифференциальный усилитель 16, входы которого подключены к элементам пам ти и выходам аналоговых клю- чей. J

Устройство работает следующим рбразом.

Переменное напр жение генератора 1 делитс  делителем, состо щим из резистора 2 св зи и измерительного контура 3. В результате взаимодействи  модул тора 7 на варикапы 6 мен етс  реактивна  составл юща  сопротивлени  контура. Продетекти- рованное детектором 8 напр жение поступает на вход знаменател  делител  9 напр жений, на вход числител  которого подаетс  выходное напр жение с второго детектора 10.

Выходной сигнал умножител  11, выходы которого запараллелены и под

, , .

10

15

21616J

ключены к выходу делител  9, пропорционален отношению квадратов амплитуд напр жений на выходе генератора и на измерительном контуре. Вследствие модул ции контура это отношение претерпевает изменение синхронно с частотой модул ции между двум  фиксированными значени ми, разность которых с помощью управл емых в про- тивофазе аналоговых ключей 12 и 13 и элементов 14 и 15 пам ти вьщел ет- с  дифференциальным усилителем. Назначение элементов 14 и 15 пам ти - сохранить выходное напр жение соответствующего аналогового ключа в течение времени, пока этот ключ закрыт, в то врем  как другой ключ открыт и напр жение на элементе пам ти, подключенном к его выходу, соответствует новому значению напр жени  на измерительном контуре. Элементы пам ти могут быть выполнены в виде конденсаторов небольшой емкости, определ емой токами утечки ключей и дифференциального усилител , а также частотой модул ции.„

Работа устройства основываетс  на следующих аналитических соотношени х.

Амплитуда переменного напр жени . на измерительном контуре определ етс  выражением

л

iJ

(Я

20

25

30

(i

I I /- t - k. I

luJ-lelTrrVT fl

1

|а-21к1

-7Г

(1)

где E - амплитуда напр жени  гене- д ратора;

G - полна  проводимость контура;

R - величина резистора св зи. Тогда

(-)l ч

...(Z)

где д - активна  проводимость контура , включа  проводимость, внесенную в контур сопротивлени  св зи;

g - проводимость вещества, помещенного в первичный преобразователь;

С - полна  емкость контура; L - индуктивность контура; 1х) - частота генератора. Если емкость контура в результате воздействи  модул тора увеличиваетс  на С, то аналогично получаем:

Jii

lu.

.(«.). (3)

iJL

IE;

lu

к,

1.Ъс„(2аЗС-- и;с.Ь

aR%)V(c--L-;4-j.

()

2 Т.е. разность значений отношени 

квадратов амплитуд напр жени  генератора и нaпp keни  на измерительном контуре, соответствующих значени м емкости контура paBfiiM С и (С+См), пропорциональна среднему зна чению реактивной проводимости контура.

Полна  емкость контура выражаетс  через рабочую емкость первичного преобразовател  и диэлектричес- icyro проницаемость исследуемого не- щества соотношением С С + С.

Если начальной настройкой устройства установлено С о+Ci,) равным -JJJ- , что соответствует равенству начальных значений I UK и I и, следовательно, равенству нулю выходного сигнала устройства, то после помещени  в первичный преобразователь исследуемого вещества выходной сигнал устройства определ етс  выражением и, -ZR uJ C cJf-l); (SJ

где К - суммарный коэффициент пере- дачи устройства по напр жению; . t - диэлектрическа  проницаемость {действительна  часть исследуемого вещества.

)

1221616

Формула

изобретени 

0

5

0

5 O

Устройство дл  измерени  диэлектрической проницаемости веществ, содержащее генератор переменного напр жени  j подключенный через резистор св зи к измерительному контуру, состо щему из параллельно соединенных катушки индуктивности, емкостного первичного преобразовател  и модулирующего элемента, модул тор, подключенный к модулирующему элементу, детектора, вход первого из которых подключен к измерительному контуру , делитель напр жений, вход числител  которого подключен к выходу второго детектора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  диэлектрической проницаемости веществ с большими по-, тер ми при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены умножитель напр жений, входы которого подключены к выходу делител  напр жений, два аналоговых ключа, информационные входы которых подключены к выходу умножител  напр жений , а управл ющие входы подключены к противофазным выходам модул тора, и дифференциальный усилител. с элементами пам ти, подключенными к его входам, причем выходы аналоговых ключей соединены с входами дифферен-. циального усилител , выход первого детектора подключен к входу знаменател  делител  напр жений, а вход второго детектора подключен к выходу генератора переменного напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения диэлектрической проницаемости веществ, содержащее генератор переменного напряжения» подключенный через резистор связи к измерительному контуру, состоящему из параллельно соединенных катушки индуктивности, емкостного первичного преобразователя и модулирующего элемента, модулятор, подключенный к модулирующему элементу, два детектора, вход первого из которых подключен к измерительному контуру» делитель напряжений, вход числителя которого подключен к выходу второго детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения диэлектрической проницаемости веществ с большими по-, терями при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены умножитель напряжений, входы которого подключены к выходу делителя напряжений, два аналоговых ключа, информационные входы которых подключены к выходу умножителя напряжений, а управляющие входы подключены к противофазным выходам модулятора, и дифференциальный усилителе с элементами памяти, подключенными к его входам, причем выходы аналоговых ключей соединены с входами дифферен-. циального усилителя, выход первого детектора подключен к входу знаменателя делителя напряжений, а вход второго детектора подключен к выходу генератора переменного напряжения.