SU1666958A1

SU1666958A1 - Устройство дл измерени электрической проводимости жидкости

Info

Publication number: SU1666958A1
Application number: SU894677470A
Authority: SU
Inventors: Сергей Геннадиевич Личков
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1991-07-30

Abstract

Изобретение относитс к гидрофизическим исследовани м и может быть использовано дл определени параметров турбулентности в экспериментальной гидродинамике, дл исследовани тонкой стратификации вод океана в океанологии, дл автоматического контрол и регулировани технологических процессов. Цель изобретени - повышение точности измерени на частотах 10 - 100 кГц за счет устранени вли ни на амплитуду выходного сигнала величины емкости двойного электрического сло - достигаетс тем, что в устройство, содержащее генератор 4 переменного напр жени , операционный усилитель 3, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора 4 переменного напр жени , двухэлектродную измерительную чейку 1, первый электрод которой соединен с инвертирующим входом операционного усилител 3, второй электрод соединен с общей шиной, резистор 2, соедин ющий выход операционного усилител 3 с его инвертирующим входом, дифференциальный усилитель 5, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора 4 переменного напр жени , а инвертирующий вход соединен с выходом операционного усилител , масштабный усилитель 7, вход которого соединен с выходом дифференциального усилител , синхронный детектор 9, вход которого соединен с выходом масштабного усилител , введены второй синхронный детектор 10, компараторы 6 и 8, квадратор 11 и блок 12 делени . Выходной сигнал устройства пр мо пропорционален электрической проводимости жидкости. Изобретение предусматривает также измерение как средних, так и пульсационных значений электрического сопротивлени жидкости. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к технике дл гидрофизических исследований путем измерени электрической проводимости жидкости и может быть применено в экспериментальной гидродинамике дл определени параметров турбулентности, в океанологии дл исследовани тонкой стратификации вод океана, а также в системах автоматического контрол и регулировани технологических процессов.

Цель изобретени - повышение точности измерени на частотах 10-100 кГц, за счет устранени вли ни на амплитуду выходного сигнала величины емкости двойного электрического сло , а также ее нестабильности .

На чертеже представлена функциональна электрическа схема устройства. Устройство содержит двухэлектродную измерительную чейку 1, резистор 2 отрицательной обратной св зи операционного усилител 3, к инвертирующему входу которого подсоединена чейка 1, а к неинвертирующему - выход генератора 4 переменного напр жени , соединенный с входами дифференциального усилител 5 и компаратора 6, причем второй вход дифференциального усилител 5 соединен с выходом операционного усилител 3, выход усилител 5 через масштабный усилитель 7 подсоединен к входам компаратора 8 и первого 9 и второго 10 синхронных детекторов, выход синхронного детектора 9 через квадратор 11, а выход синхронного детектора 10 непосредственно соединены с первым и вторым входами блока 12 делени .

Устройство работает следующим образом .

На неинвертирующий вход операционного усилител 3 с выхода генератора 4 переменного напр жении синусоидальной. формы подаетс сигнал LU стабильной амплитуды , вызывающий протекание через резистор 2 и двухэлектродную измерительную чейку 1 тока I, величина которого определ етс выражением

и о. и изЬ U4 ,

J2)

где R - величина сопротивлени резистора 2.

Напр жени Уз и U подаютс соответственно на инвертирующий и неинвертирующий входы дифференциального усилител 5, выходное напр жение Us которого определ етс выражением

U4 R

Us

(3)

Выходное напр жение U масштабного 15 усилител 7 определ етс следующим выражением:

U7 U4R К

гж

А

гж

(4)

где К - коэффициент усилени масштабного усилител ,

А - коэффициент преобразовани устройства .

В синхронизирующих детекторах происходит детектирование выходного сигнала масштабного усилител , причем синхронизацию работы каждого детектора осуществл ет соответствующий компаратор. Первый

компаратор 8 вырабатывает синхронизирующий сигнал синхронного детектора 9, который находитс в фазе с выходным сигналом масштабного усилител 7. Поэтому выходное напр жение синхронного детектора 9 определ етс выражением

Ug (5)

Второй компаратор 6 вырабатывает синхронизирующий сигнал второго синхронного детектора 10, который находитс в фазе с выходным сигналом генератора 4 переменного напр жени . Поэтому выходное напр жение Uio второго синхронного детектора 10 определ етс выражением

Щ

U4

R& + 1 / (ш с)2

(Я

где РЖ - активное сопротивление жидкости;

С - суммарна емкость двойного электрического сло ;

Еж полное сопротивление жидкости;

со - кругова частота выходного сигнала генератора 4 переменного напр жени .

При этом выходное напр жение Уз операционного усилител 3 определ етс выражением

1)ю

А R

zl

(6)

Квадратор 11 осуществл ет возведение в квадрат выходного напр жени синхронного детектора 9, а блок 12 делени - деление выходного сигнала квадратора 11 на выходной сигнал второго синхронного детектора 10.

Выходной сигнал Ui2 блока 12 делени определ етс следующим выражением

Ui2 UgVUio -Сж, (7) где Сж - электрическа проводимость жид кости.

Таким образом, выходной сигнал данного устройства пр мо пропорционален электрической проводимости жидкости, а погрешность измерени данного устройства на частотах 10-100 кГц снижаетс в 2- 220 раз по сравнению с известным устройством. Положительный эффектувели- чиваетс с увеличением удельной электрической проводимости жидкости.

На выходе блока делени , который вл етс выходом данного устройства, можно производить измерение как средних, так и пульсационных значений электрической проводимости жидкости

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени электрической проводимости жидкости, содержащее генератор переменного напр жени , операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом генергпорэ переменного напр жени второй вь .од которого соединен с общей ши ной, двухэлектродную измерительную чейку, первый электрод которой соединен с инвертирующим входом операционного усилител , а второй электрод соединен с общей шиной, резистор, соедин ющий выход операционного усилител с его инвертирующим входом, дифференциальный ум литель, неинвертирующий вход которого со единен с выходом генератора переменногс напр жени а инвертирующий вход соединен с выходом операционного усилител масштабный усилитель вход КОГГРОЮ сое динен с выходом дифференциал ного усилител , и первый синхронный детектор вход которого соединен с выходом масш

0 табного усилител , о т л и ч а ю щ е е с ч тем что, с целью повышени точности измере ни на частотах 10-100 кГц, в него введены второй синхронный детектор, первый и второй компараторы, квадратор и блок деле

5 ни причем выход масштабного усилител соединен с первым входом первого компа ратора. второй вход которою соединен с общей шиной, и с входом второю синхрон ного детектора а выход первого

0 pa соединен с синхронизирующим входом первого синхронного детектор выход ко торого соединен с входом квадратора пг этом выход генератора переменного напр жени соединен с первым входом второго

5 компаратора, второй вход которого соеди нен с общей шиной а выход с синхрони зирующим входом второго синхронного детектора, выход квадратора соединен с первым входом блока делени , в юрой вход

0 которого соединен с выходом - орого синхронного детектора