SU1672337A1 - Materials property multiple measurement apparatus - Google Patents
Materials property multiple measurement apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- SU1672337A1 SU1672337A1 SU884454997A SU4454997A SU1672337A1 SU 1672337 A1 SU1672337 A1 SU 1672337A1 SU 884454997 A SU884454997 A SU 884454997A SU 4454997 A SU4454997 A SU 4454997A SU 1672337 A1 SU1672337 A1 SU 1672337A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- generator
- frequency
- pulse generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени диэлектрической проницаемости и сопротивлени материалов. Цель изобретени - повышение точности и достоверности измерени . Устройство содержит генератор треугольного напр жени , измерительный генератор высокой частоты, генераторы импульсов запуска, остановки, сброса, чувствительный элемент, блок детектировани , пиковый детектор, компаратор, формирователь выходного сигнала, измеритель частоты. 4 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the dielectric constant and the resistance of materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of the measurement. The device comprises a triangular voltage generator, a high-frequency measuring generator, start-up, stop-reset generators, a sensitive element, a detecting unit, a peak detector, a comparator, an output signal conditioner, a frequency meter. 4 il.
Description
1one
(21)4454997/25 (22) 05.07.88 (46)23.08.91. Бюл. №31(21) 4454997/25 (22) 07/05/88 (46) 08/23/91. Bul №31
(71)Центральное конструкторско-техноло- гическое бюро приборостроени с опытным производством(71) Central Design and Technology Bureau of Instrument Engineering with pilot production
(72)Б.С.Глузман, А.Е.Девгопол, Б.Е.Фиш- мэн и В.М.Хилюк (53)551.5087(088.8)(72) B.S.Gluzman, A.E.Devgopol, B.E.Fishmen and V.M.Hilyuk (53) 551.5087 (088.8)
(56) Берлинер М.А. Измерение влажности. М: Энерги , 1973, с.119-122.(56) Berliner M.A. Moisture measurement. M: Energy, 1973, pp.119-122.
Измерени в электронике. - Справочник под ред В.А.Кузнецова. М.: Энергоато- миздат, 1987, с.232-233.Measurements in electronics. - Handbook edited by V.A. Kuznetsov. M .: Energoatomizdat, 1987, pp. 232-233.
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени диэлектрической проницаемости и сопротивлени материалов. Цель изобретени - повышение точности и достоверности измерени . Устройство содержит генератор треугольного напр жени , измерительный генератор высокой частоты, генераторы импульсов запуска, остановки , сброса, чувствительный элемент, блок детектировани , пиковый детектор, компаратор, формирователь выходного сигнала , измеритель частоты. 4 ил.(54) DEVICE FOR COMPLEX MEASUREMENT OF MATERIAL PROPERTIES (57) The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the dielectric constant and the resistance of materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of the measurement. The device comprises a triangular voltage generator, a high-frequency measuring generator, start-up, stop-reset generators, a sensitive element, a detecting unit, a peak detector, a comparator, an output signal conditioner, a frequency meter. 4 il.
Изобретение относитс к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано дл измерени диэлектрической проницаемости и сопротивлени листовых материалов в целлюлознобумаж- ной и других отрасл х промышленности (например , химической, текстильной и т.п.).The invention relates to measurement technology and instrumentation and can be used to measure the dielectric constant and resistance of sheet materials in the pulp and paper and other industries (for example, chemical, textile, etc.).
Цель изобретени - повышение точности и достоверности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurements.
На фиг.1 изображена функциональна схема предлагаемого устройства дл комплексного измерени свойств материалов; на фиг.2 - эпюры напр жени , характеризующие работу блоков предлагаемого устройства дл комплексного измерени свойств материалов: а - на выходе генератора треугольного напр жени ; б - х на выходе усилител , у - на выходе пикового детектора; в - на выходе компаратора; г-на выходе генератора импульсов запуска, д - на выхо (ЛFigure 1 shows the functional diagram of the proposed device for the integrated measurement of material properties; Fig. 2 shows voltage plots characterizing the operation of blocks of the proposed device for the complex measurement of material properties: a - at the output of a triangular voltage generator; b - x at the output of the amplifier, y - at the output of the peak detector; in - at the output of the comparator; Mr. output of the generator pulse start, d - on the output (L
СWITH
де генератора импульсов остановки; Е - на выходе генератора импульсов сброса; на фиг.З и 4 - электрическа эквивалентна схема взаимодействи объекта измерени с чувствительным элементом.de pulse generator stop; E - at the output of the generator of pulses of reset; Figs. 3 and 4 show an electrical equivalent circuit for the interaction of a measurement object with a sensitive element.
Устройство дл комплексного измерени свойств материалов содержит генератор 1 треугольного напр жени , измерительный генератор 2 высокой частоты , чувствительный элемент 3, блок 4 детектировани , включающий детектор, усилитель 5, делитель 6, пиковый детектор 7, компаратор 8, генератор 9 импульсов запуска , генератор 10 импульсов остановки, генератор 11 импульсов сброса, формирователь 12 выходного ВЧ сигнала, измеритель 13 частоты.A device for complex measurement of material properties comprises a triangular voltage generator 1, a high frequency measuring generator 2, a sensing element 3, a detection unit 4 comprising a detector, an amplifier 5, a divider 6, a peak detector 7, a comparator 8, a trigger pulse generator 9, a generator 10 pulse stop, the generator 11 pulse reset, the shaper 12 of the output RF signal, the meter 13 frequency.
Устройство дл комплексного измерени свойств материалов работает следующим образом.A device for complex measurement of the properties of materials works as follows.
ОABOUT
ю со yu so
CJCJ
Лч|Lch |
Измерительный генератор 2 высокой частоты генерирует ВЧ напр жение, частота которого определ етс напр жением на выходе генератора 1 треугольного напр жени , а амплитуда поддерживаетс посто нной независимо от частоты. ВЧ напр жение поступает на вход чувствительного элемента 3 и на первый вход формировател 12 выходного ВЧ сигнала. С выхода ЧЭ 3 напр жение , завис щее от частоты генератора 2 и параметров ЧЭ 3, поступает на вход детектора 4, где выдел етс низкочастотна огибающа сигнала. С выхода детектора 4 низкочастотный сигнал поступает через усилитель 5 на делитель 6 и на один из входов компаратора 8. Работу предлагаемого устройства удобно проследить по эпюрам напр жени , приведенным на фиг.2. Пусть вначале напр жение генератора треугольного напр жени растет (а, фиг.2). Напр жение на выходе усилител 5 мен етс согласно бх, фиг.2, а на выходе пикового детектора 7 мен етс согласно бу, фиг.2. Когда напр жени на входах компаратора станут равны (момент на фиг.2), напр жение на выходе компаратора скачком становитс положительным (Ь фиг.2), формируетс импульс запуска (г, фиг.2), импульс остановки (д, фиг.2) и импульс сброса (Ь, фиг.2).The high frequency measuring generator 2 generates an RF voltage, the frequency of which is determined by the voltage at the output of the triangular voltage generator 1, and the amplitude is kept constant regardless of the frequency. RF voltage is fed to the input of the sensing element 3 and to the first input of the imaging device 12 of the output RF signal. From the output of the ČE 3, a voltage depending on the frequency of the generator 2 and the parameters of the ČE 3 is fed to the input of the detector 4, where a low-frequency envelope is extracted. From the output of the detector 4, a low-frequency signal is fed through amplifier 5 to divider 6 and to one of the inputs of comparator 8. The operation of the proposed device is conveniently traced through the voltage plots shown in Fig.2. Suppose first that the voltage of the triangular voltage generator increases (a, Fig. 2). The voltage at the output of the amplifier 5 varies according to bx, Fig.2, and at the output of the peak detector 7 varies according to bu, Fig.2. When the voltages at the inputs of the comparator become equal (moment in Fig. 2), the voltage at the comparator output abruptly becomes positive (L of Fig. 2), a start pulse (r, Fig. 2) and a stop pulse (d, Fig. 2) are formed. ) and the reset pulse (b, figure 2).
Импульс запуска формируетс генератором 9 импульсов запуска и запускает измеритель 13 частоты.A start pulse is generated by the start pulse generator 9 and starts the frequency meter 13.
Импульс остановки формируетс генератором 10 импульсов остановки и подаетс на вход генератора 1 треугольного напр жени и на первый (управл ющий) вход форми- ровател 12 выходного ВЧ сигнала, запуска его. Изменение частоты измерительного генератора 2 высокой частоты прекращаетс на врем от ti до т.2, ( - длительность импульса остановки). Импульс остановки подаетс также на вход генератора 11 импульсов сброса, запуска его своим срезом.A stop pulse is generated by the stop pulse generator 10 and is fed to the input of the triangular voltage generator 1 and to the first (control) input of the shaper 12 of the output RF signal, triggering it. The change in the frequency of the high-frequency measuring generator 2 stops for a time from ti to t.2, (- the duration of the stop pulse). The stop pulse is also fed to the input of the generator 11 of the reset pulses, starting it with its own cut.
Импульс сброса формируетс генератором 11 импульсов сброса и подаетс на вход генератора 1 треугольного напр жени и пикового детектора 7. После поступлени импульса сброса возобновл етс изменение частоты измерительного генератора 2 высокой частоты, причем знак этого изменени мен етс на противоположный, а напр жение на выходе пикового детектора обнул етс (бу, фиг.2). После обнулени напр жени на выходе пикового детектора напр жение на выходе компаратора 8 снова становитс отрицательным, измерительна схема возвращаетс в исходное состо ние и обеспечивает измерение значени информативного параметра частоты при обратном проходе АЧХ ЧЭ.A reset pulse is generated by the reset pulse generator 11 and is fed to the input of generator 1 of a triangular voltage and peak detector 7. After the arrival of the reset pulse, the frequency change of the high-frequency measuring generator 2 resumes, and the sign of this change is reversed the detector is zeroed (bu, fig. 2). After zeroing the voltage at the output of the peak detector, the voltage at the output of the comparator 8 becomes negative again, the measuring circuit returns to its original state and measures the value of the informative frequency parameter during reverse pass of the frequency response of the SE.
Приуменьшении напр жени генератора 1 треугольного напр жени все процессыDecreasing the voltage of the generator 1 triangular voltage all processes
повтор ютс , но частота, соответствующа моменту времени (а фиг.2), находитс на другом склоне АЧХ ЧЭ (так как, АЧХ ЧЭ проходит теперь в противоположном направлении ).are repeated, but the frequency corresponding to the point in time (and FIG. 2) is on the other side of the frequency response of the FE (since the frequency response of the FE is now in the opposite direction).
За полный цикл измерени , определ емый генератором 1 треугольного напр жени , производитс измерение двух частот тл и fn, при которых значени выходного сигнала Ч Э достигают определенной и фиксированной части от максимального значени .During the full measurement cycle, determined by the triangular voltage generator 1, two frequencies TL and fn are measured, at which the values of the output signal E E reach a certain and fixed part of the maximum value.
Рассмотрим наиболее существенные факторы, которые определ ют измерительное преобразование, осуществл емое пред- лагаемымустройством.Дл Consider the most significant factors that determine the measurement conversion performed by the proposed device.
чувствительного элемента 3 может быть записана следующа зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты:The sensitive element 3 can be written down following dependence of the amplitude of the output signal on the frequency:
Ц,C,
2525
+ R4RH)2+lJ(f-)2 + R4RH) 2 + lJ (f-) 2
. 0). 0)
где RI и Li - эквивалентные значени активного сопротивлени и индуктивности ЧЭ;where RI and Li are equivalent values of the active resistance and inductance of the SE;
R1- дополнительное сопротивление, вносимое в контур за счет процессов затухани электромагнитной энергии в материале объекта измерени ;R1 is the additional resistance introduced into the circuit due to the attenuation of electromagnetic energy in the material of the measurement object;
RH - сопротивление нагрузки;RH is the load resistance;
fpea резонансна частота ЧЭ;fpea resonant frequency of SE;
Uo - амплитуда напр жени , поступающего на вход ЧЭ с выхода измерительного генератора высокой частоты.Uo is the amplitude of the voltage supplied to the input of the SE from the output of the high frequency measuring generator.
Дл величины fpea справедливо следующее соотношением 1For the value of fpea, the following relationship holds true: 1
Рез Vi 1 г (2)Res Vi 1 g (2)
где Ci - эквивалентна емкость ЧЭ с учетом емкости, вносимой веществом объекта измерени .where Ci is the equivalent capacitance of the sensitive element taking into account the capacity introduced by the substance of the object of measurement.
Рассмотрим измерительное преобразование , в котором информативными параметрами вл ютс значени частот тл и fn. На этих частотах амплитуда сигнала достигает заданной части от величины 1рвз. Из уравнени (1) дл fn и fn вытекают следуюц Consider a measurement transform in which the informative parameters are the values of the frequencies TL and fn. At these frequencies, the amplitude of the signal reaches a predetermined part of the value of 1pc. Equation (1) for fn and fn implies the following
W: (3) W: (3)
щие уравнени :equations:
VT+R1 + Rn)2 + d(f, -1ЁУ) Ц)VT + R1 + Rn) 2 + d (f, -1ЕУ) Ц)
MR.+R +fVf+UCfnMR. + R + fVf + UCfn
где К - заданный относительный уровень амплитуды сигнала на частотах fn и fn (0 К where K is the specified relative level of the signal amplitude at frequencies fn and fn (0 К
1).one).
Приравнива выражени левых получаемEquating the expression of the left we get
ЛЛ .. „LL .. „
2п2n
rf а резч2 (f« - -, - ) - (fn -Ј-Г отсюдаrf and rezch2 (f "- -, -) - (fn -Ј-Г from here
ryry
fpes - ffl fn .(5)fpes - ffl fn. (5)
Уравнение (5) определ ет значение fpea через значени fn и fn.Equation (5) defines the value of fpea through the values of fn and fn.
Подставим в первое уравнение системы (3) значение рез (т.е. значение I при ) и f2pes в формуле (5). Тогда получим:Substitute in the first equation of system (3) the value of res (ie, the value of I at) and f2pes in formula (5). Then we get:
К -K -
(Ri R1 + R,.) Н( « - п)2(Ri -R +RH)(Ri R1 + R ,.) H ("- n) 2 (Ri-R + RH)
(0)(0)
Отсюда следует (Ri + R1 +RH)2 Hence follows (Ri + R1 + RH) 2
L2 (г„ - fn)2 . (7)L2 (r „- fn) 2. (7)
1 -К1 TO
Выражение (7) описывает функциональную зависимость между значени ми R1 и значени ми fn и fn.Expression (7) describes the functional relationship between the values of R1 and the values of fn and fn.
Таким образом, можно по измерени м информативных параметров f л и f п с учетом зависимостей (5) и (7) определ ть свойства обьектов измерени .Thus, it is possible to determine the properties of measurement objects by measuring the informative parameters f l and f p, taking into account dependencies (5) and (7).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884454997A SU1672337A1 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Materials property multiple measurement apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884454997A SU1672337A1 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Materials property multiple measurement apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1672337A1 true SU1672337A1 (en) | 1991-08-23 |
Family
ID=21387442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884454997A SU1672337A1 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Materials property multiple measurement apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1672337A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-05 SU SU884454997A patent/SU1672337A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1155197A (en) | Ultra sensitive liquid level detector and method | |
GB1590794A (en) | Viscosimeter and/or densitometer | |
SU1672337A1 (en) | Materials property multiple measurement apparatus | |
US3276249A (en) | Ultrasonic measuring apparatus | |
US3840805A (en) | Device for measuring parameters of resonant lc-circuit | |
US3771050A (en) | Reactance measurement apparatus | |
SU935811A1 (en) | Device for automatic measuring of piezoelement resonance and anti-resonance frequency | |
SU817597A1 (en) | Device for measuring gaps and vibrations | |
SU1462214A1 (en) | Device for checking change of air clearance of synchronous electric machine | |
RU10464U1 (en) | HUMIDITY MEASUREMENT DEVICE | |
RU2052765C1 (en) | Apparatus for measuring linear motion | |
SU828121A1 (en) | Device for measuring capacitor capacitance | |
SU1283518A1 (en) | Device for measuring radius of cylindrical metal non-ferromagnetic bodies | |
SU1013742A1 (en) | Two-frequency thickness gauge | |
SU763703A1 (en) | Device for measuring deformations in concrete | |
SU682838A1 (en) | Apparatus for measuring shf power | |
SU1013743A1 (en) | Device for measuring rotating object deformation and temperature | |
SU1267299A1 (en) | Device for contactless measuring of a.c.voltage | |
SU579589A1 (en) | Capacitance or inductance small increments to-voltage transducer | |
SU853517A1 (en) | Electromagnetic thickness meter | |
SU561147A1 (en) | Dynamic Performance Analyzer | |
SU566346A1 (en) | Digital voltage meter | |
SU1357708A1 (en) | Method of contactless measurement of flat article thickness | |
SU737884A1 (en) | Device for measuring electrophysical characteristics of piezoceramic resonators | |
SU1307608A1 (en) | Device for calibrating reversible vibroreceivers |