SU691743A1 - Устройство дл измерени диэлектрической проницаемости материалов - Google Patents

Description

.1

Изобретение относитс  к измеритепЕ;Ной технике и может быть использовано дл  измерени  диэлектрической проницаемости жидких, твердых и сыпучих материалов в различных отрасл х народного хоз йства.

Известно устройство дл  измерени  диэлектрической проницаемости материалов , содержащее емкостной датчик, последовательно с которым включен опорный конденсатор с известной величиной емкости . Генератор напр жени  переменного тока с регулирующим усилеотем сбедйнен последовательно с опорным конденсатором и емкостным датчиком и обеспечивает подачу на них напр жени  переменного тока. Действующее дифференциальное напр жение на емкостном датчике определ етс  схемой дл  измерени  напр же11н . Схема е наружени  погрешности вы вл ет разницу между действующим дифференциальным напр жением на емкостном да тчике с заранее определенным напр жением . Схема обнаружени  погрешности

управл ет с помощью цепи обратной св зи коэффициентом усилени  генератора с регулируемык усилением дл  поддержарй  определенного уровн  дифференциального напр5йкенй  на емкостном датчике. Друга  схема дл  измерени  напр жени  обеспечивает получение дифференциального напр жени , по вл ющегос  на опорном конденсаторе Недоста-йсом данного устройства  вл етс  зависимость его поте азаний от активной проводимости исследуемого вещества.

Наиболее б/шзкнм по технической сущабети к за вй ГёйбМу устройству  вл етс  устройство, которое содержит генератор переменного напр жени , соединенный через сщгрргЕ вленн& свйзи о измерительньш двухполюсником (в частном случае колебательный контур, состо щий нз параллельно соединенных индуктивности н йалерйтельного контура) с модулируемыми нараметрамн, например, с помощью полупроводниковой емкости, подключенной параллельно колебательному контуру: модул тор и цепь авторегулировани , включающую нуль-орган (детектор) и балансируемый орган управл ющий частотой генератора ГзТ

В этом устройстве частота генератора напр жени ,  вл юща с  мерой диэлектрической проницаемости, хот  ив слабой степени, Но все же зависит от величины активной проводимости, шунтирующей измерительный конденсатор. Это обусловлено наличием конечного сигнала рассогласовани , величина которого , при фиксированном усилении по обратной св зи, зависит от активной проводимости, щунтирующей измерит едьный конденсатор. В результате быстродействие устройства ограничено необходимостью обеспечени  его устойчивости . Недостаттсом данного устройства  вл етс  также то, что измерение диэлектрической проницаемости производитс  на различной частоте, а это затрудн ет сопоставление результатов.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства и повьниение точности и   диэлектрической проницаемости материалов.

Поставленна  цель достигаетс  Тем, что в устройство дл  измерений диэлектрической проницаемости материалов, содержащее генерйтор переменного напр жени , выход которого соединен с одним из;ёходов измерительного контура.и с земл ной щиной устройства, второй выход генератора пёременн8го напр жени  че|эез резистор св зи соединен с другим еходбм измерительного контура, га.гполненного в виде параллельно соединенных катущки индуктивности, конденсатора.и цепи, содержащей два диода, анодьг которых соединень, общий вывод анодов каждого диода соединен с выходом модул тора , выход измерительного контура соединен со входом одного из детекторов, введены другой детектор, избирательный усилитель, фильтр низких частот и тр| дели-гел  напр жени , причем выход одного детектора соединен со входом избирательного усилител  и фильтра низких частот, выход последнего Соединен со входом знаменателей каждого делител  напр жени , а выход избирательного усилител  соединен со входом другого детектора, выход последнего соединен со, входом числител  первого делител  напр жени , выход которого соединен со входом числител  второго делител 

напр жени , а выход последнего соединен со входом числител  третьего делител  напр жени .

На чертеже представлена функциональна  электрическа  схема устройства.

Устройство дл  измерени  диэлектрической проницаемости содержит генератор переменного напр жени  1, Соединенный через резистор 2 с измерительным кон0 туром 3, состо щим из параллельно соединенных катущки индуктивности 4, измерительного конденсатора 5 и двух диодов 6, представл ющих полупроводниковую управл емую емкость, модул тор 5 7, управл ющий диодами 6,детектор 8, подключенный к измерительному контуру 3, фильтр низких частот 9 и избирательный усилитель 10, подключенные к выходу детектора 8, другой детектор 11, подключенный к выходу избирательного усилител  10, делители напр жени  12, 13, 14, входы 15 знаменателей которых подключены к выходу фильтра низких частот, вход 16 числител  делител  12 подключен к выходу детектора 11, а выходы делителей 12 и 13 подключены ко входам делителей 13 и 14 соответственно.

Claims (2)

1. Устройство работает следующим образом . Переменное напр жение генератора 1 делитс  делителем, состо щим из резистора св зи 2 и измерительного контура 3. В результате воздействи  модул тора 7 на диоды 6 измен етс  величина их полупроводниковой емкости,а следовательно , и сопротивление всего колебательного контура. Поэтому переменное напр жение UK. . действующее на измерительном контуре, оказываетс  промодулированным по амплитуде с чатотой S .. &,1ходное напр жение детектора 8 представл ет из себ  сумму посто нного напр жени , пропорциональногЬ средней амплитуде переменного напр жени , действующего на измерительном контуре, и переменного напр жени  с частотой модул ции fi , . Фильтр низких частот выдел ет из выходного напр жени  детектора 8 посто нное напр жение, а избирательный усилитель 1О - переменное напр жение с частотой модул ции . Детектор 11 преобразует переменное напр жение с частотой модул ции rj в посто нное напр жение . Делители напр жени  12, 13 и 14 осуществл ют троекратно операцию делени  посто нного напр жени , пропорционального амплитуде переменного напр жени  с частотой модул ции S на посто нное напр жение, пропорциональное средней амплитуде переменного напр жени , дей вующего на измерительном колебательно контуре. РсЭбота устройства основываетс  на следукпцем. Амплитуда напр жени  на измеритель ном контуре определ етс  формулой I Ci llce3a l lC C- )S; где E - амплитуда напр жени  генератора; величина резистора св зи; ОЗ - частота генератора; (jfj активна  проводимость, шунтирующа  измерительный конденсатор; L - величина катушки индуктивности 4; С - полна  емкость измерительного контура. При малой величине моод-Д даи емкос в измерительном контуре справедливо соотношение Т оаС ОС-иП.сидС /l J CCl-T csgoKTf-TceC «C- 3 св зывающее амплитуду oгибiaющeй Hjanр жени  на измерительном контуре Оц с величиной модул ции емкостиДС , Отсюда (с-сы: д При посто нных Ксе ,Д С, со , L и Е дайна  величина пропорциональна полной емкости измерительного конденсатора и следовательно, диэлектрической проницаемости исследуемого материала, В отличие от прототипа в данном устройстве величина ДС (она определ е остаточную зависимость выходной величины от g акт ) может быть сделана сколь угодно малой, поскольку усиление в измерительной цепи не ограничено услови ми обеспечени  ее устойчивости. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  ЙИ&лектри- ческой проницаемости мате1М1алов, содержащее генератор переменного напр жени , первый выход kOTOpotO соединен с одним HI3 входов измерительного контура и с земл ной шиной устройства, второй выход генератора переменного напр жени  через резистор св зи соединен с другим входом измерительного контура , выполненного в виде параллельно оединенных катушки имдуктнвносм, конденсатора и цепи, содержащей два диода, аногхьт которых соединены, общий вывод анодов каж:дого диода соединен с выходом модул тора, выход измерительного контура соединен со входом одното из детекторов;, отличающеес   тем. что, с целью увеличени  быстродействи  и повышени  точности измерени  диэлектрической проницаемости ы& териалбв, в Н€кго вне деньг другой детектор , избирательный усилитель, фильтр низких частот.и три делител  напр жени , причем выход одного соединен со входом избирательного усилител  и фильтра низких частот, вьгход последнего соединён со вхЬдамизнак ёнателей каждого делител  напр жени , а вь1ход избирательного усилител  соединен со входом другого детектора, последнего соединен со входом числител  первого делител  напр 5кени , выход которого соедиЯей со входом числител  второго делител  напр жени , а выход пОследнег соединен со входом числител  третьего делител  напр жени . ЙСТОЧИИ1КИ информации, прин тые во вйимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 443299, кл, G 01 Ы 27/22, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 529407, кл. Q 01 N 27/22, 1973 , (прототип).