SU759984A1

SU759984A1 - Устройство для измерения диэлектрических параметров веществ 1 ,-:'2

Info

Publication number: SU759984A1
Application number: SU772546542A
Authority: SU
Inventors: Yurij N Fedorov
Original assignee: Proizv Ob Agropribor N
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1977-11-22
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к технике- ⁵исследования материалов с помощью ‘ электрического поля. Оно может быть "использовано для физико-химического исследования, например для определен 5 ния влажности и других характеристик веществ, связанных с диэлектрическими параметрами, в сельскохозяйствен-, ном производстве, селекции, биологии, перерабатывающей промышленности, неразрушающем контроле, диагностике.

Известно устройство для измерения составляющих комплексного электрического сопротивления, содержащее диэлектрический датчик с исследуё- 15 мым веществом, включенный в колебательный контур автогенератора, который выполнен с усилителем положительной обратной связи и снабжен самоба- . лансирующимся термисторным . мостом,одна диагональ которого' подключена к -выходу усилителя,.а другая через активное сопротивление - к измерительному колебательному контуру, что понижает и стабилизирует амплитуду колебаний " на контуре путем автоматического регу^ лирования положительной обратной связи с помощью терниеторного моста [1].

В этом устройстве по изменению

частоты судят о ёмкости датчика, а по^О

изменению напряжения на выходе усилителя определяютактивные потери.

Недостатком известного устройства является влияние на результат измерения емкости поляризационной составляющей резистивёых потерн, /

Наиболее близким техническим решением к предлагаемомуизобретению является устройство для определения физико-химических характеристик веществ по еТо диэлектрической постоянной , содержащее 'диэлектрический дат- . чик с исследуемым веществом, включенный в колебательный контур, а также два возбудителя и индикаторы [2].

Недостатком этого устройства являются его узкие функциональные возможности, так как устройство не измеряет резистивные составляющие полного электрического сопротивления эапол- . ценного датчика, а только устраняет влияние резистивных составляющих поляризационных*и сквозных потерь на частоту автогенератора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем осуществления возможности измерения сопротивления сквозных потерь и сопротивления поляризацион/Ных потерь диэлектрического датчика.

-л-.-™·

з " 759984

Цель достигается тем, что в устройство для измерения диэлектрических параметорв веществ, содержащее диэлектрический датчик с исследуемым веществом, включенный в колебательный контур, один вывод которого соединен с первым г и вторым входами одного из возбудителей, другой вывод соединен с "входом другого возбудителя и с одним из за- / жимов для" подключения‘измерителя выхода, другой зажим соединен с общей ,_βшиной устройства, введены амплитуд- ный детектор, усилитель и аттенюатор, причем вход усилителя соединен с одним из выводов аттенюатора, выходом ОДНОГО' ВОЗ·''' · из зажимов для подключения частото- 15 мера,. выход усилителя соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с третьим входом одного возбудителя и с одним из зажимов для подключения измеритель- 20 ного прибора, управляющий вход аттенюатора соединен с выходом другого •возбудителя, а другие зажимы для подключения частотомера, измерителя выхода, измерительного прибора и другой 25 вывод аттенюатора соединены с общей шиной устройства, . · --.--На чертеже приведена функциональт ная электрическая схема предлагаемо-,го "устройства, ’ / ' - 30

Устройство содержит диэлектрический датчик 1, составляющие полного электрического сопротивления которого представлены конденсатором 2, сопротивлением 3 сквозной проводи- -.· ч. мости й сопротивлением 4 поляризационных потерь. Конденсатор 5 переменной емкости, ключ 6, индуктивность 7, резистор 8 образуют колебательный ¹контур 9, полевой транзистор 10,транзистор ' Усилитель 12 положитель- 40

.•уодобратной связью образуют один возбудитель 13.. Кроме того, устройство содержит аттенюатор 14, часто’томёр 15, усилитель 16, амплитудный ... детектор 17, электроизмерительный 45 прибор 18, другой возбудитель 19, измеритель выхода 20,

Устройство работает следующим образом.

При заполненном исследуемом ве-.¹ 50

* ществом датчике 1 подается Влёктропи- ;

тание и в колебательном контуре 9 возбуждаются электрические колебания на реэонансн|рй частоте кОнтура. С помощью, аттенюатора 14 устанавливают наименьшее значение частоты по часто__ томеру 15 . Затем по показаниямГ 'час'то'.'Тбмера 15 определяет истинное значение емкости диэлектрического датчика 1 (конденсатора 2), по электроизмерительному прибору 18 определяют сопро- 40

тивление сквозной проводимости диэлектрического датчика 1 (сопротивление 4) , а по измерителю выхода 20 опреде⁵?' ' ляют сопротивление поляризационных потерь в датчике 1 -(сопротивление 3). 65

Для проведения измерений на заданной частоте (т.е, в моночастотном' режиме) с помощью ключа 6 в колебательный контур 9 подключают переменный конденсатор 5 и устанавливают им по частотомеру 15 заданную частоту. Затем* путём регулирования аттенюатора 14 находят экстремальное минимальное значение частоты. В случае заметного ухода заданной частоты операции повторяют до совпадения частоты автоколебаний с заданной при ее минимальном экстремальном значении при регулировании аттенюатором 14. после этого по шкале конденсатора 5 определяют истинную емкость диэлектрического датчика 1 (конденсатор 2).

Принцип раздельного одновременного измерения составляющих полного электрического сопротивления можно пояснить следующим образом.

Известно, что условием самовозбуждения генератора является выражение /Я £ 1? . /, где Я -·' отрицательное

выходное сопротивление возбудителей 13, 19 а К - приведенное сопротивление потерь в колебательном контуре 9. Если Я даже незначительно больше К, то амплутуда растет, и при ее величине, большей напряжения задержки амплитудного детектора 17, постоянное напояжение с амплитудного детектора 17 поступает на вход усилителя 12, уменьшая его коэффициент усиления, и на измерительный прибор 18. Вследствие уменьшения коэффициента усиления, выходное сопротивле-< ние возбудителя 13 уменьшается, благодаря усилителю 12 обеспечивается высокая степень поддержания равенства Я =К, а в этом случае частотаавТоколебаний не зависит от сопротивления 3 сквозной проводимости, но зависит от сопротивления 4 поляризационных потерь, и напряжение на входе усилителя 12, фиксируемое измерительным прибором 18, связано с потерями Ьд δ (возможно регулирование усилителя 12 по току, тогда-этот ток связан с потерями Ъд 8 ) .

При одновременном возбуждении от возбудителя 19, включенного в колебательный· контур последовательно (генератора напряжения),. в сделанные выводы следует внести·принципиальные изменения, Возбудитель 19 ком' пенсирует поляризационные потери, в реэультате чего часто та к олебаний понижается, и при полной компенсации поляризационных потерь частота имеет экстремальную минимальную величину, что достигается в предлагаемом устройстве регулировкой аттенюатора 14почастотомеру 15 по минимальным показаниям, в этом случае устраняется влияние поляризационных потерь 'на частоту автоколебаний/ выходное напряжение, фиксируемое измерителем выхода 20, пропорционально величине

5 759984

поляризационных потерь, а измерительный прибор 18 фиксирует сопротивление сквозной проводимости.

Claims

Формула изобретения' $

Устройство для измерения,диэлектрических- параметров веществ,содержащее диэлектрический датчик с исследуемым веществом, включенный в колебательный контур, один вывод которого ’Ф соединен с первым И в торым входами одного из возбудителей, другой вывод соединен с входом другого возбудителя и с одним из зажимов для подключения измерителя выхода, другой 15 зажим соединен с общей шиной устройства, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем .осуществления возможное- 20 ти измерения сопротивления сквозных потерь и сопротивления поляризационных потерь диэлектрического датчика, в него введены амплитудный детектор, усилитель и аттенюатор, причем вход усилителя соединей с одним из выводов аттенюатора, выходом одного возбудителя и с одним из зажимов для подключения частотомера , выход усилителя соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с третьим входом одного возбудителя и с одним из зажимов для подключения измерительного прибора, управляющий вход аттенюатора соединен с выходом другого возбудителя, а другие зажимы для подключения частотомера/ измерителя выхода, измерительного прибора и другой вывод аттенюатора соединены с общей шиной устройства.

Источникиг информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР »359619, кл. С 01 К 27/26, 10.05.71 (аналог).
2. Авторское свидетельство СССР »417718, кЛ. С 01 К 27/22, 15.12.70 (прототип).

•