SU591754A1 - Устройство дл измерени влажности веществ - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относитс  к технике измерени  влажности веществ путем измерени  электрической емкости. Оно может быть иопопьэовано , например, в сельском хоз йстве и перерабатывающей промышленности дл  иэмерени  влажности зерна, кормов, почв и и т. п.

Известен влагомер 1 , при использовании которого дл  учета вли ни  эпектричеоких потерь в исследуемом материале проиэвод т дополнительное измерение, включа  параллельно датчику эталонную емкость. Это приводит к усложнению прибора и увеличению времени измерений.

Наиболее близким решением к предложе иому  вл етс  влагомер 2 , содержащий выполненный по схеме с усилителем положительной обратной св зи автогенератор, в со став которого входит резонансна  система с диэлектрическим датчиком.

Влшомер имеет сложную конструкцию; кроме того, в нем не устранено вли ние asrтЕвной составл юшей на точность измерений.

Общим недостатком известных влагомеров  вл етс  диапазон измерени  (ве выше 35

40% влажности), что св зано-с быстрым ростом активных потерь при больших знач& ни х влажности и вследствие этого недопустимым увеличением погрешности (свежеубраиные зеленые корма, например, имеют влажность до 85%).

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дополнительно содержит последовательно включенные фильтр гармонической составл ющей рабочей частоты автогенератора и амплитудный детектс, причем выход автогенератора подключен к фильтру, а вход усилител  дополнительной обратной св зи соединен с выходом детектс а.

На чертеже показана структурна  схема предложенного устройства дл  измереди  .влажности.

Устройство содержит ёмкостный датчик 1, градуированный конденсатор . и йндуктн ность 3, образующие резонансную систему автогенератора, выполненного по сасеме входного повторител  на транзисторе 4, усилител положительной обратной св зи на травэвсторе 5, резистор 6,  вл юшидс  нагрузкой тра зисторов 4 и 5, резистор 7 (нагрузка транзистора 5), резистор 8 (нагрузка транзист& ра 4), конденсатор 9, замыкающий цепь положительной обратной св зи, частотомер 10 дл  настройки на заданную частоту (может быть выполнен с использованием кварцевого резонатора, детектора и индикатора тока), фильтр 11 гармонической составл ющей р&бочей частоты автогенератора, амплитудный детектор 12,резистор 13 и конденсатор 14 Устройство работает следующим образом. Известно, что автоколебани  могут иметь место лишь при соблюдении услови : 1Я1 а IRl, где Я - отрицательное выходное сопроти ление автогенератора} Я- сопротивление сквозной производимости тивных потерь. При I , чему способствует построе ние схемы автогенератора с усилителем положительной обратной св зи с большим коэффициентом усилени , после включени  питани  амплитуда колебаний быстро нарастает с жени ми ффмы кривей, т.е. по вл ютс  гарм НИКИ. При этом частота колебаний и результа ты измерений завис т от сквозной проводимости . С помощью конденсатора 2 производ т настройку частоты автогенератора на заданную по частотомеру 10. После этого фильтр 11 выдел ет сигнал гармоники, например второй, который поступает на детектор 12 и в виде посто нного напр жени  необходимой пол рности подаетс  на затвор транзистора 5, уменьша  коэффициент ус№лёй а усйпитеп попожитепьнбВ обратной св зи. В результате форма автоколебаний приближаетс  V к синусоидальной, а амплитуда гармоничеоких составл ющих резко уменьшаетс , т.е. ( . 1 становитс  почти равно |Я|. После этого значение влажности навески исследуемого вещества считываетс  со шкалы конденсатора 2. Действительно, анализ рещени  уравнени , описывающего работу устро&ства. и записангйоге в виде: flRLdj- ia. i-Llfl -t-Rl Cct-flRjtcclt 0, где Ь - индуктивность резонансной системы; С,- суммарна  емкость резонансной системы; LQ- ток через емкость резонавсЕиЛ системы, показываетIf TO частота автогенератора относительно аргумента его режимных членов выражаетс  как из 0.5((fl R C -fl2L-29RL-R L При1Я(|Н1 i. т.е.. Х:уммарна  емкость резонансной сист&мы св зана только с рабочей частоте и индуктивностью резонансного контура и не зависит от сквозной проводимскрти актив( потерь, в св зи с чем чиста  датчика однозначно определ етс  емкрс- ью конде - к сатора 2, который градуируетс  в процентах влажности путем, например, тарировки. Эффективность системы регулировани  отрицательного выходного со фотивлени  может быть повышена путем введени  вспомогательшхго усилител , например, между фильтром и детектором, однако при доброт ности контура фильтра 10&-20О достигаетс  ш 1сока  степень снижени  вли ни  активных потерь исследуемого вещества на точность измерений. Экономический эффект от использовани  изобретений состоит в повышении точности и расширенийДиапазона измерений влажности например, в полевых услови х, что имеет значение дл  определени  сроков уборки урожа . Повышение точности влагомеров зерна необходимо дл  более правильного учета и хранени  зерна, а также в научных и селевг ционных цел х. Измерение влажности зеленых : кормов имеет значение дл  сохранности и тательных веществ, например, при закладке их на хранение. Формула обретени  Устройство дл  измерени  влажности ве ществ, содержащее автогенератор, выполне с вый по схеме с усилителем положительной обратной св зи, содержащий резонансную сист0-; му с диэлектрическим датчиком, отличающеес  тем,,что, с целью повышен ни . точности измере ний, оно д(Н1алнвтельш} содержит последовательно включенные 4влыгр гармонической составл ющей частоты авто генератора и детектор, причем вьосод автоге вератора подключен к фтьтру, а „«ход усвг лител  положительной обратной св зи соедв вей с выходом детектора. Источники информации, прев тые во внимание прк экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР W 243955, кл, G- 01N 26/22, 1969. 2,Авторское свидетельство 1Л 3265О1« кл. G- 01N 27/22, :i972.