SU467300A1

SU467300A1 - Device for measuring resistance

Info

Publication number: SU467300A1
Application number: SU1897053A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Лукаш; Андрей Константинович Типикин
Original assignee: Редкинский Филиал Опытно-Конструкторского Бюро Автоматики
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1975-04-15

Description

потерь, возникающих за счет изменени величины емкости датчика и вл ющихс иcтo ником погрешности при бесконтактном измерении электросопротивлени :losses arising due to a change in the capacitance value of the sensor and the errors that are known to be in contactless measurement of electrical resistivity:

На чертеже изображена принципиальна схема устройства, которое содержит усилитель 1, элемент св зи 2, компенсирующую катушку индуктивности 3, емкостный датчик 4, эталонный резистор 5, детектор 6, элемент .сравнени 7, усилитель 8, дополнительную обмотку 9 на компенсирующей катушке индуктивности 3, детектор 10, элемент сравнени И, усилитель 12, обмотку подмагничивани 13.The drawing shows a schematic diagram of a device that contains an amplifier 1, a coupling element 2, a compensating inductor 3, a capacitive sensor 4, a reference resistor 5, a detector 6, an element of comparison, an amplifier 8, an additional winding 9 on the compensating inductor 3, detector 10, reference element I, amplifier 12, bias winding 13.

Устройство работает следующим образом. Усилитель 1 через элемент св зи 2 охвачен положительной обратной св зью, в цепь которой включена измерительна схема, состо ща из компенсирующей катушки индуктивности 3 и емкостного датчика 4. Обкладки датчика отделены тонким слоем диэлектрика от материала, электросопротивление которого необходимо замерить. Коэффициент усилени управл етс с помощью нeлинeйнoгc элемента таким образом, что всегда выполн етс условие самовозбуждени усилител и генерировани синусоидальных колебаний, частота которых определ етс величиной индуктивности и емкости, а амплитуда - величиной измер емого сопротивлени и потер ми в измерительной цепи. Измерительна схема с эталонным резистором 5 образует делитель. Переменное напр жение с эталонного резистора поступает на вход усилител 1 и детектора 6. С детектора 6 выпр мленное напр жение поступает в контур стабилизации тока в измерительной схеме и сравниваетс на элементе сравнени 7 с эталонным напр жением-. Разность этих напр жений после усилени усилителем 8 поступает- на нелинейный элемент усилител 1 дл управлени его коэффидиентом усилени . Таким образом, контур стабилизации тока в измерительной схеме стабилизирует напр л 0 ние на эталонном резисторе 5, а учитыва , что входные сопротивлени усилител 1 и детектора б на пор дка выше величины сопротивлени эталонного резистора 5, можно считать , что через измерительную сх-ему иэталоиный резистор проход т одинаковые токи.- Следовательно , стабилизаци напр жени - на эталонном резисторе вызывает стабилизацию тока в-измерительной схеме. При посто нной величине потерь в измерительной схеме выход ное напр жение t/вы.: будет иметь линейную зависимость от величины измер емого электросопротивлени . Однако величина емкости датчика измен етс в зависимости от различных факторов, вызыва колебани величины напр жени на емкости, и, следовательно, изменени величины потерь в измерительной схеме и выходного напр жени . Дл исключени колебаний выходного напр жени t/вых за счет вариаций емкости датчика введен контур ста . билизации на реактивных элементах измерительной схемы. Напр жение с дополни-гельной обмотки 9 компенсирующей катушки индуктивности после выпр млени детектором 10 исравнени на элементе сравнени 11 с эталонным напр жением, поступает на усилитель 12, ток которого, попада на обмотку подмагничивани 13, вызывает изменение величиныThe device works as follows. Amplifier 1 through a communication element 2 is covered by positive feedback, the circuit of which includes a measuring circuit consisting of a compensating inductor 3 and a capacitive sensor 4. The sensor plates are separated by a thin layer of dielectric from the material whose electrical resistance is to be measured. The gain is controlled by the nonlinear element in such a way that the condition of self-excitation of the amplifier and the generation of sinusoidal oscillations, the frequency of which is determined by the inductance and capacitance, and the amplitude by the measured resistance and the losses in the measuring circuit, are always met. The measuring circuit with the reference resistor 5 forms a divider. AC voltage from the reference resistor is fed to the input of amplifier 1 and detector 6. From detector 6, the rectified voltage goes to the current stabilization circuit in the measuring circuit and is compared on reference element 7 with the reference voltage. The difference of these voltages after amplification by the amplifier 8 is fed to the non-linear element of the amplifier 1 to control its gain coefficient. Thus, the current stabilization circuit in the measuring circuit stabilizes the voltage on the reference resistor 5, and taking into account that the input resistances of the amplifier 1 and detector b are an order of magnitude higher than the resistance of the reference resistor 5, we can assume that through the measuring circuit the resistor passes through the same currents. Therefore, voltage stabilization on the reference resistor causes current to stabilize in the measuring circuit. At a constant value of losses in the measuring circuit, the output voltage t / o: will have a linear dependence on the value of the measured electrical resistivity. However, the capacitance value of the sensor varies depending on various factors, causing fluctuations in the magnitude of the voltage on the capacitance, and, consequently, changes in the magnitude of the losses in the measuring circuit and the output voltage. To eliminate fluctuations in the output voltage t / o due to variations in the capacitance of the sensor, a circuit of one hundred is introduced. bilization on reactive elements of the measuring circuit. The voltage from the complementary winding 9 of the compensating inductance coil, after being rectified by the detector 10 and compared to the reference element 11 with the reference voltage, goes to the amplifier 12, whose current, falling on the bias winding 13, causes a change in the magnitude

0 компенсирующей индуктивности 3, что, в свою очередь, приводит к изменению частоты генерации в направлении стабилизации напр жени на компенсирующей катушке индуктивности- и, следовательно, стабилизации напр жени на емкости датчика. Вариации основных потерь в индуктивности, вызванные колебани ми частоты генерации, незначительны и ими можно нренебречь.0 of the compensating inductance 3, which, in turn, leads to a change in the generation frequency in the direction of stabilizing the voltage on the compensating inductor and, therefore, stabilizing the voltage on the sensor capacitance. Variations in the main losses in inductance caused by oscillations of the generation frequency are insignificant and can be neglected.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл измерени сопротивлени , содержащее емкостный датчик, соединенный с элементом св зи, подключенным параллельноAn impedance measuring device comprising a capacitive sensor connected to a communication element connected in parallel

к усилителю, и резистор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности работы устройства , - в него введены элементы сравнени , детекторы, усилители, компенсирующа катушка индуктивности с дополнительной обмоткой и обмотка подмагничивани , причем дополнительна обмотка через последователь но соединенные первый детектор и первый элемент сравнени подключена ,ко второму усилчтелю; который соединен с обмоткой подмагничивани , емкостный датчик через компенсирующую катушку индуктивности подключен к элементу св зи, резистор через цепочку последовательно- соединенных второго детектора и второго элемента сравнени подключен коto an amplifier, and a resistor, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, elements of comparison, detectors, amplifiers, compensating inductance coil with additional winding and bias winding are introduced into it, the additional winding being connected through the first detector and first the reference element is connected to the second amplifier; which is connected to the bias winding, the capacitive sensor through the compensating inductance coil is connected to the communication element, the resistor through a series of series-connected second detector and the second comparison element is connected to

входу третьегоусилител , а первый усилитель подключен к -резистору и к выходу третьего усилител-Я.--,,:-.;, , , ,;the input of the third amplifier, and the first amplifier is connected to the -resistor and to the output of the third amplifier-I .-- ,,: -.;,,,,;

//////////////

HwHw

УэUe

ДАДДй; jJtSSSSif -кDuddy; jJtSSSSif -k

-чДДДДДу Jtflflfiflya-chDDDDDu Jtflflfiflya

гg

fSyyyy oDtfbtf|fSyyyy oDtfbtf |

вылhowled