SU1548736A2

SU1548736A2 - Влагомер-двухполюсник

Info

Publication number: SU1548736A2
Application number: SU884360326A
Authority: SU
Inventors: Тийт Паулович Плакк
Original assignee: Эстонский Научно-Исследовательский Институт Земледелия И Мелиорации
Priority date: 1988-01-05
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл измерени влажности почв. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений путем задани посто нного уровн сигнала при пустом датчике. Устройство содержит генератор высокой частоты, емкостный датчик, усилители, демодул тор, компараторы, триггеры, одновибраторы, интегратор, устройство выборки-хранени , переключатель на два направлени , источник опорного напр жени . В устройстве обеспечиваетс перед каждым измерением настройка датчика по источнику опорного напр жени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к диэлектрическому измерению влажности, может быть использовано, в частности, дл измерени влажности почв в полевых услови х и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св. К 1368759.

Цель изобретени - повышение точ - ности измерений путем задани посто нного уровн сигнала при пустом датчике .

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого влагомера-двухполюсника; на фиг. 2 - блок-схема датчика измерительного двухполюсника.

Влагомер-двухполюсник содержит кварцевый высокочастотный (ВЧ) генератор 1 , емкостный датчик - измерительный двухполюсник 2, высокочастотный резонансный усилитель 3, демодул тор 4, низкочастотный (НЧ) резонансный усилитель 5, первый 6 и второй 7

компараторы, импульсный генератор 8, три одновибратора 9-11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, RS-триггер 13, D- триггер 14, электронный коммутатор 15, элемент ИЛИ 16, интегратор 17, устройство 18 выборки и хранени , источник 19 опорного напр жени , переключатель 20. измерение - установка нул , имеющий два переключаемых контакта. ВЧ генератор 1 соединен с первым входом емкостного датчика 2, выход которого соединен с последовательной цепочкой: ВЧ резонансный усилитель 3 - демодул тор 4 - НЧ резонансный усилитель 5, выход которого соединен с входами обоих компараторов 6 и 7 с различными уровн ми переключений.

Выход первого компаратора 6 соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, а выход второго компаратора 7 - с S-входом RS-триггера 13. Выход импульсного генератора 8 соедиел

4.

00

W

оэ

1Ч

нен с вторым входом емкостного датчика 2, входом первого одновибратора 9, вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и R-входом RS-триггера 13. Выход одновибратора 9 соединен с входом одновибратора 10, выход которого соединен с входом одновибраторэ 1 1 . Выходы RS-триггера 13 и третьего одновибратора I1 соединены с входом элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с управл ющим входом элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с управл ющим входом элект10

Ujn от источника 19. В это врем че- рез первый контакт переключател 20 на управл ющий вход УВХ 18 подаетс уровень Выборка, т.е. на выходе УВХ 18 повтор етс выходной сигнал интегратора 17, Срабатывает система уравно вешивани влагомера, и датчик 2 уравновешиваетс изменением уравновешивающего напр жени на варикапе 26. При этом напр жение на варикапе 25 равно напр жению от источника 19 опорного напр жени .

При проведении измерений переклюронного коммутатора 15. Выход элемеч- 15 чатель 20 устанавливают в положение та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 соединен с D- входом D-триггера 14, С-вход которого соединен с выходом второго одновибратора 10. Выход D-триггера 14 соединен

Измерение. При этом управл ющий электрод варикапа 25 соедин етс с выходом интегратора 17, а на управл ющий вход УВХ 18 подаетс сигнал

с входом электронного коммутатора 15, 20 Хранение. На варикапе 26 поддержи

Ujn от источника 19. В это врем че- рез первый контакт переключател 20 на управл ющий вход УВХ 18 подаетс уровень Выборка, т.е. на выходе УВХ 18 повтор етс выходной сигнал интегратора 17, Срабатывает система уравновешивани влагомера, и датчик 2 уравновешиваетс изменением уравновешивающего напр жени на варикапе 26. При этом напр жение на варикапе 25 равно напр жению от источника 19 опорного напр жени .

При проведении измерений переключатель 20 устанавливают в положение

выход которого соединен через интег-- ратор 17 с входом устройства 18 выборки и хранени (УВХ). Выход последнего соединен с третьим входом датчика 2.25

Второй контакт переключател 20 соединен с четвертым входом датчика 2, и на датчик, в зависимости от положени переключател , подаетс либо выходной сигнал источника 19 опорно- 30 го напр жени , либо выходной сигнал интегратора 17. Первый контакт переключател 20 соединен с управл ющим входом УВХ 18, причем в зависимости от положени переключател на УВХ по- $ даетс либо уровень напр жени выборки , либо уровень напр жени хра- |нени .

Датчик - измерительный двухполгос«ик 2 содержит высокочастотный стаби-40 варикапа 25 всегда одинаково, и по

лизированный источник 21 тока и подключенные к нему последовательно соединенные катушку 22 и емкостный датчик 23, параллельно которому подсоединены модул тор 24 сопротивлени , выполненный в виде ключево го диода, и два варикапа 25 и 26. К катушке 22 индуктивности подключен согласующий усилитель 27.

Система автоматического поддержи- вани уровн начального напр жени три пустом датчике работает следующем образом.

До проведени измерений переключатель 20 устанавливают в положение Установка нул . Вследствие этого управл ющий электрод варжала 25 отключаетс от выхода интегратора 17 и на него подаетс опорное напр жение

ваетс посто нное напр жение, и уравновешивание достигаетс путем изменени напр жени на варикапе 25, на котором с помощью системы уравновешивани устанавливаетс уровень напр жени , равный или близкий к напр жению источника 19. Выходное напр жение УВХ 18 во врем измерений не измен етс и обеспечивает уравновешивание пустого датчика при напр жении на варикапе 25, равном напр жению опорного источника , т.е. выходное напр жение прибора при пустом датчике имеет одинаковую величину.

После заполнени датчика измер емым веществом датчик 2 вновь уравновешиваетс повышением напр жени на варикапе 25. При этом начальное напр жение (т.е. и начальна емкость)

конечному значению уравновешивающего напр жени можно точно определ ть изменение емкости датчика, вызванное измер емым веществом. Таки образом; варикап 25 вл етс активным измерительным варикапом,а варикап 26 автоматически устанавливает начальную емкость варикапа 25 всегда на одну величину.

Использование указанной системы установки начального напр жени датчика позвол ет устранить основной источник погрешности двухполюсниковых высокочастотных измерителей емкости с большими потер ми - дрейф начального напр жени датчика как из-за изменени температуры и влажности воздуха , так и вследствие нахождени датчика вблизи ВЧ кабелей. Дл достижени абсолютной погрешности измерени

емкости, равной 0,01-0,03 пФ, нужно обеспечить стабильность начального напр жени датчика в пределах 1-2 мВ что вполне осуществимо при использо- вании данной системы компенсации.

Claims

Формула изобретени

Влагомер-двухполюсник по авт. св. № 1368759, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений путем задани посто нного уровн сигнала при пустом емкостном датчике, влагомер дополнительно со-

FH

держит устройство выборки и хранени , источник опорного напр жени и двух- контактный переключатель, причем первый вход устройства выборки и хранени подключен к выходу интегратора, второй вход через первый контакт переключател - к задатчикам режима Выборка, Хранение, а выход - к третьему входу емкостного датчика, к четвертому входу которого через второй контакт переключател подключены источник опорного напр жени и выход интегратора.

Фиг.г