SU1746280A1 - Analyzer - Google Patents

Analyzer Download PDF

Info

Publication number
SU1746280A1
SU1746280A1 SU904840798A SU4840798A SU1746280A1 SU 1746280 A1 SU1746280 A1 SU 1746280A1 SU 904840798 A SU904840798 A SU 904840798A SU 4840798 A SU4840798 A SU 4840798A SU 1746280 A1 SU1746280 A1 SU 1746280A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
modulator
frequency divider
reset
Prior art date
Application number
SU904840798A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Подгорный
Original Assignee
Ангарское Опытно-Конструкторское Бюро Автоматики Научно-Производственного Объединения "Химавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ангарское Опытно-Конструкторское Бюро Автоматики Научно-Производственного Объединения "Химавтоматика" filed Critical Ангарское Опытно-Конструкторское Бюро Автоматики Научно-Производственного Объединения "Химавтоматика"
Priority to SU904840798A priority Critical patent/SU1746280A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1746280A1 publication Critical patent/SU1746280A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Использование: диэлькометрический контроль жидких и твердых веществ в самых различных област х промышленного производства . Сущность изобретени : в известное устройство диэлькометрического контрол , содержащее емкостный датчик, включенный в резонансную цепь измерительного двухполюсника с модулирующим конденсатором , задающий тенератор. элемент св зи задающего генератора с измерительным контуром, модул тор, демодул тор , фазочувствительный усилитель, реверсивный двигатель и компенсирующий конденсатор, дополнительно введены аналоговый коммутатор, включенный между демодул тором и фазочувствительным усилителем. RS-триггер, выход которого св зан с управл ющим входом аналогового коммутатора, блок синхронизации, вход которого св зан с управл ющим входом аналогового коммутатора, блок синхронизации, вход которого св зан с выходом модул тора и управл ющим входом модулирующего конденсатора, инвертор, четырехразр дный двоичный счетчик и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты. Выход последнего св зан с тактовым- входом синхронного RS-триггера и счетным входом четырехразр дного двоичного счетчика, выход которого св зан непосредственно с входом Сброс синхронного RS-триггера и через инвертор - с его входом Установка. Входы Сброс делител  частоты и четырехразр дного двоичного счетчика св заны с выходом блока синхронизации (формировател  импульсов сброса). 1 ил. VI О ю 00 оUse: dielectric control of liquids and solids in the most diverse areas of industrial production. The invention: in the known device dielectric control, containing a capacitive sensor included in the resonant circuit of the measuring two-pole with a modulating capacitor, specifies the generator. a communication element of a master oscillator with a measuring circuit, a modulator, a demodulator, a phase-sensitive amplifier, a reversing motor, and a compensating capacitor, additionally introduced an analog switch connected between the demodulator and the phase-sensitive amplifier. RS flip-flop, the output of which is connected to the control input of an analog switch, synchronization unit, the input of which is connected to the control input of the analog switch, synchronization unit, the input of which is connected to the output of the modulator and the control input of the modulating capacitor, inverter, four-bit Single binary counter and serially connected clock generator and frequency divider. The output of the latter is connected to the clock-input of the synchronous RS-flip-flop and the counting input of the four-bit binary counter, the output of which is connected directly to the Reset input of the synchronous RS-flip-flop and through the inverter to its input Installation. Inputs The reset of the frequency divider and four-bit binary counter is connected to the output of the synchronization unit (reset pulse shaper). 1 il. VI O y 00 o

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  диэлектрических параметров и контрол  состава жидких и твердых веществ .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure dielectric parameters and control the composition of liquid and solid substances.

Известен диэлектрический влагомер, состо щий из генератора, подключенного к измерительному двухполюснику, выполненному в виде резонансного контура, содержащего емкостный датчик влажности. Смещение резонансной частоты, вызванное изменением влажности исследуемого образца, измер ет фазовый детектор, выходной сигнал которого через цепь обратной св зи управл ет двум  одинаковыми варикапами. Один из них уравновешивает резонансный контур, второй управл ет шириной импульсов RC-генератора, котора A dielectric moisture meter is known, which consists of a generator connected to a measuring two-terminal device made in the form of a resonant circuit containing a capacitive humidity sensor. The resonant frequency shift caused by a change in the humidity of the sample under investigation measures the phase detector, the output of which controls two identical varicopes through a feedback circuit. One of them balances the resonant circuit, the second controls the pulse width of the RC generator, which

характеризует значение влажности и преобразуетс  в выходное напр жение влагомера .characterizes the humidity value and is converted to the output voltage of the moisture meter.

Недостатками данного устройства  вл етс  сильна  зависимость величины погрешности от потерь в исследуемом материале, т.е. имеет место разброс метрологических характеристик устройства.The disadvantages of this device are the strong dependence of the magnitude of the error on the losses in the test material, i.e. there is a variation of the metrological characteristics of the device.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  диэлектрической проницаемости провод щих материалов, содержащее измерительный двухполюсник в виде резонансного контура с параллельным соединением индуктивности, емкостного датчика , компенсационного конденсатора переменной емкости и цепи из двух встречно включенных варикапов, а также высокочастотный генератор, элемент св зи, модул тор, демодул тор, сумматор, нуль- орган, содержащий фазочувствительный усилитель и реверсивный двигатель, механически соединенный с осью компенсационного генератора.The closest to the technical essence of the invention is a device for measuring the dielectric constant of conductive materials, comprising a measuring two-pole in the form of a resonant circuit with a parallel connection of inductance, a capacitive sensor, a variable capacitance capacitor and a circuit of two counter-connected varicaps, as well as a high-frequency generator, communication element, modulator, demodulator, adder, null-organ containing a phase-sensitive amplifier and reversing motor, mech canonically generator coupled to the compensation axis.

Недостатком устройства  вл етс  наличие погрешности, вызванной проводимостью исследуемой среды и невозможностью полного устранени  этой составл ющей.The disadvantage of the device is the presence of an error caused by the conductivity of the test medium and the impossibility of completely eliminating this component.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На чертеже изображена блок-схема ди- элькометрического анализатора.The drawing shows a block diagram of a dictometric analyzer.

Устройство содержит высокочастотный генератор (ВЧГ) 1. элемент 2 св зи, измерительный двухполюсник (ИД) 3 в виде резонансного контура с параллельным соединением катушки 4 индуктивности, емкостного датчика 5, компенсационного конденсатора б переменной емкости и цепи 7 из двух встречно включенных варикапов, средн   точка которой соединена с выходом модул тора 8. Устройство содержит также демодул тор 9, аналоговый коммутатор 10, фазочувствительный усилитель 11, реверсивный двигатель 12, синхронный RS- триггер 13, блок 14 синхронизации,генератор 15 тактовых импульсов, делитель 16 частоты, четыре триггера 17-20 четырехразр дного двоичного счетчика 21 и инвертор 22. Выход генератора 1 через последовательно соединенные элемент 2 св зи, ИД 3, демодул тор 9 и аналоговый коммутатор 10 подключен к входу фазочувствительного усилител  11. Ось компенсационного переменного конденсатора 6 механически соединена с реверсивным двигателем 12. Четырехразр дный двоичный счетчик21 выполнен в виде последовательного соединени  триггеров 17-20, управл ющий вход аналогового коммутатора 10 соединен с выходом синхронного RS-триггера 13. Выход модул тора 8 соединен с входом блока 14 синхронизации, выход которого подключен к параллельным входам Сброс триггеровThe device contains a high-frequency generator (VCG) 1. a communication element 2, a measuring two-terminal (ID) 3 in the form of a resonant circuit with a parallel connection of inductance coil 4, a capacitive sensor 5, a variable capacitance capacitor b and circuit 7 of two oppositely connected varicaps, average the point of which is connected to the output of the modulator 8. The device also contains a demodulator 9, an analog switch 10, a phase-sensitive amplifier 11, a reversing motor 12, a synchronous RS trigger 13, a synchronization block 14, a generator 15 clock pulses, frequency divider 16, four flip-flops 17-20 four-bit binary counter 21 and inverter 22. Generator 1 output through serially connected communication element 2, ID 3, demodulator 9 and analog switch 10 connected to the input of phase-sensitive amplifier 11. Axis a compensating variable capacitor 6 is mechanically connected to a reversing motor 12. A four-digit binary counter 21 is made as a serial connection of the trigger 17-20, the control input of the analog switch 10 is connected to the output of the blue chronic RS flip-flop 13. The output of the modulator 8 is connected to the input of the synchronization unit 14, the output of which is connected to the parallel inputs Reset triggers

17-20 счетчика 21, выход которого св зан с входом Сброс синхронного RS-триггера 13 и через инвертор 21 с его входом Установка . Генератор 15 тактовых импульсов через делитель 16 частоты соединен с син0 хронизирующими входами счетчика 21 и RS-триггера 13, а вход Сброс делител  16 частоты подсоединен к выходу блока синх- ронизации.17-20 counter 21, the output of which is connected with the input Reset of the synchronous RS-flip-flop 13 and through the inverter 21 with its input Installation. The clock pulse generator 15 is connected via frequency divider 16 to the synchronizing clock inputs of counter 21 and RS flip-flop 13, and the Reset input of frequency divider 16 is connected to the output of the synchronization unit.

Устройство работает следующим обра5 зом.The device works as follows.

На ИД 3 через элемент 2 св зи с выхода ВЧГ 1 поступает высокочастотное напр жение . При изменении емкости датчика 5 (например , после заполнени  исследуемымID 3 through the element 2 of the connection with the output of the VCG 1 receives a high-frequency voltage. When changing the capacitance of the sensor 5 (for example, after filling the test

0 веществом) контур расстраиваетс  относительно частоты ВЧ-генератора. Вследствие неравенства коэффициентов передачи измерительной схемы при двух значени х емкости модулирующих варикапов 70) the circuit is detuned with respect to the frequency of the RF generator. Due to the inequality of the transmission coefficients of the measuring circuit with two values of the capacitance of modulating varicaps 7

5 высокочастотное напр жение на контуре модулируетс  по амплитуде. Изменение емкости варикапов осуществл етс  пр моугольными импульсами, поступающими вместе с напр жением смещени  с выхода5, the high frequency voltage across the circuit is amplitude modulated. The variation of the capacitance of the varicaps is carried out by rectangular pulses, coming together with the bias voltage from the output

0 модул тора 8. Модулирующие импульсы формируютс  путем усилени  и ограничени  синусоидального напр жени , питающего возбуждающую обмотку реверсивного электродвигател  12.0 of the modulator 8. The modulating pulses are generated by amplifying and limiting the sinusoidal voltage supplying the exciting winding of the reversing motor 12.

5 Демодул тором 9 выдел етс  низкочастотна  (частоты модул ции) огибающа  ВЧ-напр жени  на ИД 3. Сигнал с демодул тора 9 поступает через аналоговый коммутатор 10, исключающий из сигнала5 The low-frequency (modulation frequency) envelope of the RF voltage on the ID 3 is separated by the demodulator 9. The signal from the demodulator 9 is fed through an analog switch 10 that excludes from the signal

0 расстройки участки, искаженные переходным процессом, на фазочувствительный усилитель 11, управл ющий работой реверсивного двигател  12. Двигатель измен ет емкость компенсирующего конденсатора 60 detuning areas distorted by the transition process to a phase-sensitive amplifier 11 controlling the operation of the reversing engine 12. The engine changes the capacitance of the compensating capacitor 6

5 так, что измерительна  схема приходит в равновесие и ИД 3 оказываетс  настроенным в резонанс.5 so that the measurement circuit is balanced and the ID 3 is tuned to resonance.

По изменению емкости компенсирующего конденсатора 6 определ етс  диэлек0 трическа  проницаемость вещества, заполн ющего датчик, или его состав,By changing the capacitance of the compensating capacitor 6, the dielectric constant of the substance filling the sensor, or its composition, is determined.

Через аналоговый коммутатор 10 в каждом полупериоде проходит только часть сигнала рассфойки. Вырезаютс  участки,An analog switch 10 in each half-period passes only part of the signal breaking. Are cut areas

5 прилегающие к переднему и заднему фронтам . Осуществл етс  эта операци  путем подачи на управл ющий вход аналогового коммутатора соответствующих управл ющих импульсов с выхоаа 3-трипера 13. Формируютс  управл ющее ИМПУЛЬСЫ еледующим образом. В момент смены пол рности модулирующего напр жени  блок 14 синхронизации формирует короткие импульсы сброса, устанавливающие делитель 16 частоты и четырехразр дный двоичный счетчик 21 в нулевое состо ние. Роль делител  частоты на число N может выполн ть счетчик импульсов. После поступлени  с выхода тактового генератора 15 N импульсов на вход делител  16 частоты на его выходе по вл етс  первичный импульс, устанавливающий RS-триггер 13 в единичное состо ние , так как на его входе Установка в это врем  присутствует 1. Высокий уровень напр жени  с выхода RS-триггера открывает аналоговый коммутатор 10, разреша  прохождение сигнала разбаланса до тех пор, пока на четырехразр дный двоичный счетчик 21 не поступит восемь импульсов с выхода делител  частоты. При поступлении восьмого импульса на выходе старшего разр да счетчика и на входе Сброс RS-триггера установитс  уровень 1.5 adjacent to the front and rear fronts. This operation is carried out by feeding to the control input of the analog switch the corresponding control pulses from the 3-tripper output 13. The control pulses are formed in the following way. At the moment when the polarity of the modulating voltage is changed, the synchronization unit 14 generates short reset pulses, setting the frequency divider 16 and the four-bit binary counter 21 to the zero state. The role of the frequency divider on the number N can be performed by a pulse counter. After the 15 N pulse from the clock output, a primary pulse appears at the input of the frequency divider 16, setting the RS flip-flop 13 to the one state, since the setting at its time is present 1. There is a high voltage level the output of the RS flip-flop opens analog switch 10, allowing the unbalance signal to pass through until eight pulses from the output of the frequency divider are sent to the four-bit binary counter 21. When the eighth pulse arrives, the output of the most significant bit of the counter and the input Reset of the RS flip-flop set to level 1.

Дев тым импульсом, приход щим на тактовый вход с выхода делител  16 частоты , RS-триггер установитс  в нулевое состо-  ние, запреща  прохождение через коммутатор 10 части сигнала разбаланса, прилегающей к заднему фронту, рассматриваемого , например, положительного полупериода .By the ninth pulse arriving at the clock input from the output of the 16 frequency divider, the RS flip-flop will be set to the zero state, prohibiting the passage through the 10 switch part of the unbalance signal adjacent to the falling front, considered, for example, of the positive half-period.

При очередной смене пол рности модулирующего напр жени  блок 14 синхронизации устанавливает делитель 16 и счетчик 21 в нулевое состо ние и цикл работы схемы управлени  аналоговым коммутатором повтор етс . Очевидно, если частота генератора тактовых импульсов (тт.и) будетWhen the polarity of the modulating voltage is changed again, the synchronization unit 14 sets the divider 16 and the counter 21 to the zero state and the operation cycle of the analog switch control circuit repeats. Obviously, if the frequency of the clock pulse generator (mt.i) is

,10 N, 10 n

удовлетвор ть соотношению IT и Q r т-,Satisfy the ratio of IT and Q r T-,

где Тм - период колебаний модул тора, то из сигнала разбаланса в каждом полупериоде будут вырезатьс  одинаковые по длительности участки, прилегающие к переднему и заднему фронтам и равныеwhere Tm is the oscillation period of the modulator, then from the unbalance signal in each half-period, equal length sections will be cut adjacent to the leading and trailing edges and equal to

NN

0,05 Тм. (1)0.05 Tm. (one)

Изменение длительности вырезаемых участков в процессе работы прибора, обусловленное набеганием фазового сдвига между частотами fT и. и fM из-за неточного выполнени  соотношени  (1) н превышает времени, равного периоду следовани  тактовых импульсов 1 /fr и.The change in the duration of the cut sections during the operation of the device, due to the onset of the phase shift between the frequencies fT and. and fM, due to inaccurate fulfillment of relation (1) n, exceeds the time equal to the period of 1 / fr clock and.

Длительность вырезаемого участка, прилегающего к переднему фронту, должна превышать врем  переходного процесса, возникающего в контуре при модул ции егоThe duration of the section to be cut adjacent to the leading edge must exceed the time of the transient process that occurs in the circuit when it is modulated

параметров. А длительность вырезаемого участка, прилегающего к заднему фронту, желательно сохран ть равной переднему участку, так как при этом не происходит фазового сдвига первой гармоники сигналаparameters. And the duration of the section to be cut adjacent to the trailing edge should preferably be kept equal to the front section, since this does not cause a phase shift of the first harmonic signal

разбаланса относительно модулирующего сигнала и уменьшаетс  содержание высших гармоник. Названные факторы позвол ют повысить чувствительность системы автоподстройки и увеличить точность измерений .imbalance with respect to the modulating signal and the harmonic content is reduced. These factors can increase the sensitivity of the auto-tuning system and increase the measurement accuracy.

Claims (1)

Формула изобретени  Диэлькометрический анализатор, содержащий последовательно соединенные высокочастотный генератор, элемент св зи,DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A dielectric analyzer comprising a series-connected high-frequency generator, a communication element, измерительный двухполюсник и демодул тор , а также модул тор, фазочувствитель- ный усилитель и реверсивный двигатель, причем измерительный двухполюсник содержит параллельно соединенные индуктивность , емкостный датчик, компенсационный конденсатор переменной емкости и цепь из двух встречно включенных варикапов, средн   точка которой соединена с выходом модул тора, а ось компенсационного конденсаторз механически соединена с реверсивным двигателем, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены аналоговый коммутатор , блок синхронизации, генераторa measuring two-pole and demodulator, as well as a modulator, a phase-sensitive amplifier and a reversing motor, the measuring two-pole having in parallel connected inductance, a capacitive sensor, a variable capacitance capacitor and a circuit of two oppositely connected varicaps, the midpoint of which is connected to the output of the modulator , and the axis of the compensation capacitor is mechanically connected to a reversible motor, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, analogs are introduced into it switch, synchronization unit, generator тактовых импульсов, делитель частоты, синхронный RS-триггер, четырехразр дный двоичный счетчик в виде четырех последовательно соединенных триггеров и инвертор , причем аналоговый коммутаторclock pulses, a frequency divider, a synchronous RS trigger, a four-bit binary counter in the form of four series-connected triggers and an inverter, with an analog switch подключен между демодул тором и фазо- чувствительным усилителем, а управл ющий вход коммутатора соединен с выходом синхронного RS-триггера, выход модул тора соединен с. входом блока синхронизации,connected between the demodulator and the phase-sensitive amplifier, and the control input of the switch is connected to the output of the synchronous RS-flip-flop, the output of the modulator is connected to. sync block input, выход которого подключен к параллельным входам Сброс триггеров счетчика, выход которого св зан с входом Сброс синхронного RS-триггера и через инвертор с его входом Установка, генератор тактовых импульсов через делитель частоты соединен с синхронизирующими входами счетчика и RS-триггера, а вход Сброс делител  частоты подсоединен к выходу блока синхронизации .the output of which is connected to the parallel inputs Reset trigger triggers whose output is connected to the input Reset synchronous RS-trigger and through the inverter with its input Installation, clock generator through the frequency divider is connected to the clock inputs of the counter and RS-trigger, and the input Reset frequency divider connected to the output of the sync block.
SU904840798A 1990-06-21 1990-06-21 Analyzer SU1746280A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904840798A SU1746280A1 (en) 1990-06-21 1990-06-21 Analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904840798A SU1746280A1 (en) 1990-06-21 1990-06-21 Analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1746280A1 true SU1746280A1 (en) 1992-07-07

Family

ID=21521786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904840798A SU1746280A1 (en) 1990-06-21 1990-06-21 Analyzer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1746280A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4272718, кл. G01 R 27/26, 1979. Авторское свидетельство СССР № 938118, кл. G 01 N 27/22,1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4447782A (en) Apparatus for automatic measurement of equivalent circuit parameters of piezoelectric resonators
SU1746280A1 (en) Analyzer
SU734582A1 (en) Dielectric characteristics measuring device
SU1567954A1 (en) Dielcometric analyzer
SU1264110A1 (en) Device for determining the detuning of resonance transducer circuit
US4063150A (en) Resonance thermometer
SU798634A1 (en) Dielectric humidity meter
SU873156A1 (en) Device for measuring dielectric permittivity variation
RU2014623C1 (en) Meter of detuning of shf resonator
SU1539639A1 (en) Automatic meter of moisture slat content in soil
SU1738860A1 (en) Method and device for assessment of density of sugar- containing solution to be condensed
SU938118A1 (en) Device for measuring conductive material dielectric permeability
SU1374146A1 (en) Device for determining parameters of oscillatory circuits
SU737884A1 (en) Device for measuring electrophysical characteristics of piezoceramic resonators
SU1013829A1 (en) Uhf device for measuring humidity
SU728091A1 (en) Qartz resonator parameter heter
SU1711093A1 (en) Microwave resonator loaded q-factor meter
SU883795A1 (en) Device for measuring capacity or inductivity increments
SU1476397A1 (en) Method for measuring mean frequency variation rate and linearity of modulation characteristics of frequency-modulated oscillators
SU462146A1 (en) Device for measuring active resistance of quartz resonators
SU1737365A1 (en) Resonator q-meter
SU1120231A1 (en) Moisture metering unit
SU949546A1 (en) Device for measuring delay
SU1434299A1 (en) Apparutus for measuring unbalance
SU1023249A1 (en) Electromechanical filter resonance frequency measuring device