SU1670623A1 - Измеритель электропроводности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерений электропроводности и может быть использовано дл  измерени  параметров электропроводности различных сред и веществ. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и помехоустойчивости измерений. Измеритель электропроводности содержит измерительный автогенератор 1, включающий первый генератор 3 и первый вихретоковый датчик 5, опорный автогенератор 2, включающий второй генератор 4 и второй вихретоковый датчик 6, первый 13 и второй 14 амплитудные детекторы, блок автоматического выбора диапазона измерений 15, блок управлени  17, блок индикации 23. Введение в измеритель электропроводности первого 7 и второго 8 частотных детекторов, формировател  9 пр моугольных импульсов, компаратора частот 10, реверсивного счетчика 11, цифроаналогового преобразовател  12 и блока цифровой обработки измер емого сигнала позвол ет повысить точность измерений и помехоустойчивость, а также дифференцировать различные материалы, вещества и среды по величине электропроводности, при использовании их в технологических процессах. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  электропроводности сред и материалов

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и помехоустойчивости измерений .

На фиг.1 представлена блок-схема измерител  электропроводности, на фиг.2 - принципиальна  схема измерительного автогенератора; на фиг.З - блок-схема блока автоматического выбора диапазона измерений (АВДИ); на фиг.4 - принципиальна  схема блока АВДИ; на фиг.5 - схема подключени  реверсивного счетчика.

Измеритель электропроводности содержит (фиг.1) измерительный автогенератор 1, включающий первый генератор 2 и первый вихретоковый датчик 3, опорный автогенератор 4, включающий второй генератор 5 и второй вихретоковый датчик 6, два частотных детектора 7 и 8, формирователь импульсов 9, компаратор частот 10, реверсивный счетчик 11, цифроаналоговый преобразователь ЦАП 12, два амплитудных детектора 13 и 14, блок автоматического выбора диапазона измерений 15, электронный

о

з

с

N3 00

ключ 16, блок управлени  17, счетчик 18, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 19, накапливающий сумматор 20, регистр 21, преобразователь двоичного в двоично- дес тичный код 22, цифровой индикатор 23, блок цифровой обработки измер емого сигнала 24.

Измерительный автогенератор 1 выполнен (фиг.2) на транзисторе 25 и содержит управл ющий резистор 26, транзистор 27, конденсатор 28, цепочку автоматического смещени , состо щую из резистора 29 и конденсатора 30, переходный конденсатор 31, колебательный контур, содержащий индуктивный датчик, конденсатор 32, варикап 33, а также резистивно-индуктивную цепочку управлени , состо щую из резистора 34 и катушки индуктивности 35.

Блок АВДИ состоит (фиг.3,4) из масштабирующего устройства 36, содержащего де- литель напр жени  37, магнитоуправл емые контакты 38 (МУК), эмиттерный повторитель 39, и блока определени  диапазона 40, содержащего схему логики И 41, счетчик 42. дешифратор 43, сравнивающего устройства 44, а также схемы логики ИЛИ 45.

Измеритель работает следующим образом .

Измер ема  величина электропроводности воздействует на индуктивный датчик 3. При этом измен етс  частота и амплитуда измерительного автогенератора 1. Эти величины выдел ютс  соответственно амплитудным 13 и частотным 7 детекторами. Сигнал опорного автогенератора 4 поступа- ет на формирователь импульсов 9 и амплитудный 14 и частотный 8 детекторы. Выходные сигналы с детекторов 7 и 8, соответственно измер емого и опорного, поступают на входы компаратора частот 10. выходной сигнал сравнени  с которого поступает на реверсивный счетчик 11. Счетчик 11 начинает суммировать, либо вычитать, в зависимости от состо ни  выхода компаратора 10. Этот сигнал  вл етс  разрешаю- щим дл  прохождени  счетных сигналов от формировател  импульсов 9, поступающих на счетные входы реверсивного счетчика 11 (схема подключени  реверсивного счетчика показана на фиг.5). В результате этого изменитс  код на выходе реверсивного счетчика 11, который попадает на вход ЦАП 12. Изме- нение сигнала на выходе ЦАП 12 воздействует на управл ющий элемент измерительного автогенератора 1, осуществл   коррекцию схемы по частоте.

Выходной сигнал детекторов 13 и 14 поступает на входы блока АВДИ 15 в качестве измер емого и опорного. В масштабирующем устройстве 36 применен делитель

напр жени  37, выполненный, например, на прецизионных печатных резисторах. Коммутаци  пределов измерени  осуществл етс  магнитоуправл емыми контактами 38. Перед началом измерени  счетчик 42 обращен в нулевое состо ние и дешифратор 43 поддерживает реле Р4 МУК 38 в замкнутом положении. Поэтому в исходном состо нии подключен делитель с максимальным коэффициентом делени . Такой режим уменьшает веро тность перегрузки входных цепей измерительного прибора. Сравнивающее устройство 44 сравнивает входной сигнал 1)х с опорным U0, которое выбираетс  из услови  U0 0,1 Unp, где Unp - предельное напр жение АЦП 19. Если входной сигнал делител  больше опорного kUx U0. то сравнивающее устройство 44 удерживает схему И 41 в закрытом состо нии и дает команду АЦП 19 на преобразование поступившего сигнала. Если kUx U0, то сравнивающее устройство 44 открывает схему И 41 и тактовый импульс от формировател  9 измен ет состо ние счетчика 42. При этом дешифратор 43 отключает максимальный предел и подключает следующий по значимости . На новом пределе операции повтор ютс  до тех пор, пока не получитс  неравенство kUx U0, при котором произойдет преобразование сигнала в код. При условии, что все пределы будут найдены, а неравенство kUx U0 не наступит, устройство принудительно остаетс  на самом чувствительном пределе измерени . Дл  этого высокий потенциал третьей шины дешифратора 43 закрывает схему И 41 и через элемент ИЛИ 45 дает разрешение на преобразование сигнала в код.

Попав в нужный диапазон измерений, блок АВДИ 15 дает одновременно разрешающий сигнал на АЦП 19 дл  преобразовани  в код и на блок управлени  17, который начинает генерировать импульсы заданной длительности, поступающие на счетчик 18. Счетчик 18 отсчитывает 16 поступающих импульсов , которые соответственно закрывают и открывают электронный ключ 16, Семнадцатый пришедший импульс сбросит счетчик 18 в нулевое состо ние, тем самым подава  сигнал блоку управлени  17 на прекращение работы. Таким образом,закрыва сь и открыва сь, ключ 16 пропустит измер емый сигнал, осуществл   16 измерений , которые преобразуютс  в уже получившем на это разрешение АЦП 19. Коды измер емых сигналов суммируютс  в накапливающем сумматоре 20 и результат с учетом переносов заноситс  в регистр 21, имеющий большую разр дность дл  обеспечени  точности. Учитыва , что дл  делени  на 16, т.е. дл  получени  усредненного результата, нужно перенести зап тую на 4 разр да влево, то, зна  количество измерений , нетрудно определить положение зап той при делении. Код с регистра поступает на преобразователь 22, который преобразует двоичный в дес тичный код с учетом зап той и результат измерени  высвечиваетс  на цифровом индикаторе 21 в удобной дл  воспри ти  форме

Claims (1)

1. Формула изобретени  Измеритель электропроводности, содержащий измерительный автогенератор с вихретоковым датчиком, опорный автогенератор с вихретоковым датчиком, два амплитудных детектора, блок управлени , блок индикации и блок автоматического выбора диапазона измерений, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и помехоустойчивости измерений, в него введены два частотных детектора, компаратор частот, формирователь пр моугольных импульсов , цифроаналоговый преобразователь , блок цифровой обработки измер емого сигнала, реверсивный счетчик , счетный вход которого соединен с третьим входом блока автоматического выбора диапазона измерений и выходом формировател  пр моугольных импульсов, вход которого соединен с выходом опорного автогенератора с вихретоковым датчиком , с входами второго частотного детектора и второго амплитудного детектора , выход которого соединен со вторым входом блока автоматического выбора диапазона измерений, первый вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, вход которого соединен с выходом измерительного автогенератора с вихретоковым датчиком и входом первого частотного детектора, выход которого соединен с первым входом компаратора частот , второй вход которого соединен с выходом второго частотного детектора, группа выходов компаратора частот соединена с информационным входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с

   входом цифроаналогового преобразовате- л , выход которого соединен с управл ющимвходомизмерительного автогенератора с вихретоковым датчиком, выход блока управлени  соединен с первым входом блока цифровой обработки измер - емого сигнала, выход которого соединен с вторым входом блока управлени , первый вход которого соединен с первым выходом блока автоматического выбора диапазона измерений, второй и третий выходы которо- го соединены с вторым и третьим входами блока цифровой обработки измер емого сигнала, выход индикации которого соединен с входом блока индикации.

   2Измеритель поп.1,отличающий- с   тем. что вихретоковый датчик опорного

   автогенератора расположен в изолированном корпусе дл  помещени  объекта с заранее известными параметрами электропроводности.

   3Измеритель по п.1. о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что блок цифровой обработки измер емого сигнала содержит счетчик, электронный ключ, аналого-цифровой преобразователь, накапливающий сумматор , регистр, преобразователь двоичного

   кода в двоичнодес тичный, выходы которого  вл ютс  идикаторным выходом блока цифровой обработки измер емого сигнала, входы преобразовател  двоичного кода в двоично-дес тичный соединены с выходами

   регистра, входы которых соединены с выходами накапливающего сумматора, входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразовател , информационный вход которого  вл етс 

   третьим входом блока цифровой обработки измер емого сигнала, управл ющий вход аналого-цифрового преобразовател  через электронный ключ  вл етс  вторым входом блока цифровой обработки измер емого

   сигнала, управл ющий вход электронного ключа соединен с выходом счетчика, вход которого  вл етс  первым входом блока цифровой обработки измер емого сигнала, выход счетчика  вл етс  выходом блока цифровой обработки измер емого сигнала.

   фиг. I

   Л

   0/лЦАШ 35

   Отде

   текто

   От фор

   мироВа тел 

   Фиг.З

   КЛЦЛ6У

   От 9

   Опт 10

   Фиг. 5

   СГ

   }

   НЦАПи