SU769419A1

SU769419A1 - Conductometer

Info

Publication number: SU769419A1
Application number: SU782663412A
Authority: SU
Inventors: Виктор Яковлевич Решетник; Андрей Михайлович Кучеренко; Алла Павловна Сыроед
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1978-09-08
Publication date: 1980-10-07

Description

Изобретение относитс к области контрол технологических параметров и может быть использовано дл автоматического контрол содержани «омпонента .в растворах или суспензи х, например дл автоматического измерени концентраций электролитов в растворах и пульпах гидрометаллургических производств.The invention relates to the field of controlling technological parameters and can be used to automatically control the content of the component in solutions or suspensions, for example, to automatically measure the concentration of electrolytes in solutions and slurries of hydrometallurgical production.

Известны измерительные автогенераторы дл измерени электрических свойств веществ резонансным способом, например генератор с шунтирующим диодом дл диэлектричеоких И31мерен1ий в Д|иа;п.азо1не 0,1- 100 мГц. OiOHOBiHoft частью ирибора вл етс автогенератор с .цепью лоложйтельной обратной св зи и измерительный колебательный контур. Параллельно колебательному контуру .включен шунтирующий диод, смещенный в провод щем направлении источником опорного напр жени , последовательно с источником опорного напр жени включен измерительный прибор 1.Measuring oscillators for measuring the electrical properties of substances by the resonant method are known, for example, a shunt diode generator for dielectric and I31 measurements in D | ia; as a rule, not 0.1-100 MHz. OiOHOBiHoft iribor is an oscillator with a positive feedback circuit and a measuring oscillator circuit. Parallel to the oscillatory circuit, a shunt diode connected, displaced in the conductive direction by the voltage source, is connected, measuring device 1 is connected in series with the voltage source.

При измерении больших проводимостей, когда напр жение смещени должно быть ни3(кое, а сила начального тока диода - больща , включение измерительного прибора последовательно с источником опорного напр жени приводит к тому, что шкала прибора дл определени активной проводимости получаетс -нелинейной из-заWhen measuring large conductivities, when the bias voltage should be low (the high, and the initial current of the diode is greater, switching on the measuring device in series with the source of voltage causes the scale of the device for determining the active conductivity to be nonlinear due to

изменени падени напр л ени на измерительном приборе.changes in the fall of the instrument on the measuring device.

.Нанболее близким техническим решением вл етс кондуктометр, содерл ащий измерительный одноконтурный автогенера-. тор с дополнительной цепью положительной обратной св зи, компенсирующий одноконтурный автогенератор, индуктивные датчи.ки, включенные в качестве элементов The closest technical solution is a conductivity meter containing a single-loop measuring autogenerator. torus with an additional positive feedback circuit compensating a single-circuit oscillator, inductive sensors included as elements

10 резонансных «онтуров автогенераторов, два амплитудных детектора и резистор общей нагрузки детекторов. Дл увеличени чувствительности между коллектором и эмиттером измерительного автогенерато15 ра введен варикап в качестве конденсатора св зи. Дл уменьшени погрешности за счет нелинейности статической характеристики измерительного автогенератора дополнительна цепь положительной обратной св зи образована Спомощью инвер20 тирующего функционального преобразовател с показательной характеристикой, вход .которого подключен к резистору общей нагруз.ки детектора - к -базе измери25 тельного автогенератора. Принцип измерени основан на измерении добротности контура измерительного автогенератора при изменении электропроводности контролируемой среды. Изменение добротности при30 водит к изменению переменного на.пр жени на контуре и после детектировани . Одновременио изМен. ет1с наир жен-ие на варикапе, включенном в качестве конденсатора св зи, его емкоСть измен етс , это способствует дополнительному изменению величины выходного напр жени автогенератора . .Выходное напр жение подаетс на вход инвертирующего функционального преобразовател с показательной характеристикой , который своим выходом подключен к базе транзистора измерительного автогенератора. Эта цепь положительной обратной св зи увеличивает линейность выходного сигнала 2. Однако выбором соответствующего инвертирующего функционального преобразовател с учетом .вида характеристики измерительного автогенератора можно уменьщить коэффициент нелинейных искажений, если диапазон изменени выходного сигнала ограничен величиной 0,,25 от максимального возможного значени до величины пор д1ка6%. Цель изобретени повыщение линейности, выходного сигнала в широких пределах измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что кондуктометр, содержащий иамерительный одноконтурный автогенератор с дополнительной |Цепью положительной обратной св зи, индуктивный датчик, включенный в качестве элемента резонансного контура автогенератора, снабжен эмиттерным повторителем на траизисторе противоположной пол рности, вход которого подключен к источнику опорного напр жени , выход- к резистору нагрузки детектора, а измерительный прибор включен в коллекторную цепь эмиттерного повторител . Дополнительна цепь положительной обратной св зи образована подключением измерительного лрибора одной клеммой к коллектору эмиттерного повторител , а другой клеммой через ЬС-фильтр - к эмиттеру тралзистора автогенератора. Эмиттерный повторитель позвол ет независимо от изменени величины сопротивлени измерительного прибора -и независимо от величины тока измерительный прибор стабилизировать .напр жение на индуктивности датчика при измерении в широких пределах. Дополнительна цепь положительной обратной св зи, образованна LC-фильтром, повышает чувствительность ко|КД1уктометра за счет допол ительного изменени режима .работы транзистора автогенератора по посто нному току и повышает линейность за счет уменьшени начального .нелинейного участка работы эмиттерного повторител . На фиг. 1 представлена принципиаль|на электрлчеека Схем а кондуктометра; на фиг. 2 - то же, только с допол.нительной обратной св зью, образованной LC-фильтром . Схема состоит из одноконтурного автогенератора , в который входит тр.анзистор /, резистор 2, ко1нденсаторы .3-5 и индуктивный датчик 6, включенный в качестве элемента резонансного контура, амплитудного детектора, вьшолненного на диоде 7, конденсаторе 8 и резисторе 9, вл ющегос нагрузкой детектора, .который служит дл установлени требуемого начального значени выходного сигнала и выключен в эмиттер эмиттерного повторител , выполненного на транзисторе 10. В коллекторную цепь эмиттерного повторител включен измерительный прибор 11 и цепь термокомпенсации , состо ща из резисторов 12 и 13. Делитель напр жени , состо щий из резисторов 14-16, служит дл подачи смещени на базу транзистора авто-генератора опорного напр жени на базу транзистора эмиттерного повторител . Напр жение питани от ста-билизированного источника подаетс на клеммы J.7 и /5. Дополнительна положительна обратна св зь осуществл етс с -помощью индуктивности JP и конденсатора го (.фиг. 2). При изменении проводимости контролируемой среды измен етс импеданс датчика 6, это вызывает изменение эквивалентного сопротивлени контура и изменение тока через диод 7. Так как напр жение на резисторе 9 стабилизировано с помощью транзисторов 10, изменение тока диода будет окомпенсирова.но током эмиттера (/э ) транзистора 10. При достаточно большом статическо.м коэффициенте усилени (р „ ) транзистора 10 /к /э, где /к--ток коллектора этого транзистора. Таким образом, при изменении электропроводности контролируемой среды измен етс коллекторный ток транзистора .10 и ток через измерительный прибор 1/1/. Так как величина сопротивлени в депи коллектора транзистора 10 не вли ет на величину изменени его коллекторного тока, легко осуществить температурную компенсацию электропроводности контролируемого раствора с помощью делител тока нз резисторов 13, 14. Положительна обратна св зь осуществл етс с помощью индуктивности 19 и конденсатора 30, преп тству подаче переменного напр жени с резистора 2 в измерительный прибор // и пропускающих посто нный ток через измерительный прибор // к резистору 2. Изменение тока через прибор // вызывает изменение тока через резистор 2 и транзистор 1, что вызывает изменение режима транзистора / и соответственно изменение мощности автогенератора . Это .повышает чувствительность кондуктометра . Линейность 1ВЫХО.ДНОГО сигнала повышаетс за счет того, что при увеличении выходного сигнала за счет положительной обратной св зи при измерении малых проводимостей , тр.анзистор 10 работает на бо10 resonant onturs of autogenerators, two amplitude detectors and a resistor of the total load of the detectors. To increase the sensitivity between the collector and the emitter of the measuring autogenerator, varicap was introduced as a coupling capacitor. To reduce the error due to the nonlinearity of the static characteristic of the measuring oscillator, an additional positive feedback circuit is formed by an inverting function converter with an exponential characteristic, the input of which is connected to the detector's total load resistor — to the base of the measuring autogenerator. The measurement principle is based on measuring the quality factor of the measuring circuit of the measuring oscillator when the conductivity of the controlled medium changes. A change in the quality factor leads to a change in the alternating voltage on the circuit and after detection. At the same time change. At the varicap, included as a coupling capacitor, its capacitance changes, this contributes to an additional change in the output voltage of the autogenerator. The output voltage is applied to the input of an inverting function converter with an exponential characteristic, which is connected via its output to the transistor base of the measuring auto-oscillator. This positive feedback circuit increases the linearity of the output signal 2. However, by choosing the appropriate inverting function converter taking into account the characteristics of the measuring oscillator, the nonlinear distortion factor can be reduced if the range of variation of the output signal is limited to 0, 25 from the maximum possible value to a value of pores for 6 % The purpose of the invention is to increase the linearity of the output signal over a wide measuring range. The goal is achieved by the fact that a conductometer containing a single-loop measuring oscillator with an additional positive feedback circuit, an inductive sensor connected as an element of the resonator circuit of the oscillator, is equipped with an emitter follower on an opposite polarity source, the input of which is connected to a source of reference voltage, the output is to the load resistor of the detector, and the measuring device is included in the collector circuit of the emitter follower. An additional positive feedback circuit is formed by connecting the measuring device with one terminal to the emitter follower collector and the other terminal through the HC filter to the emitter of the oscillator of the autogenerator. The emitter follower allows, regardless of the change in the resistance value of the measuring device — and regardless of the current value, the measuring device stabilizes the voltage across the sensor inductance when measured over a wide range. An additional positive feedback circuit formed by the LC filter increases the sensitivity of the | KD1 octometer due to the additional change in the operation mode of the transistor of the oscillator by direct current and improves the linearity by reducing the initial non-linear portion of the emitter follower operation. FIG. 1 shows the principal | on the electronic circuit of the conductivity meter; in fig. 2 - the same, only with the additional feedback formed by the LC filter. The circuit consists of a single-circuit autogenerator, which includes a Tr. Anistor /, a resistor 2, capacitors. 3-5 and an inductive sensor 6, included as an element of the resonant circuit, an amplitude detector, filled with diode 7, a capacitor 8 and a resistor 9, which is load of the detector, which serves to establish the required initial value of the output signal and is turned off to the emitter of the emitter follower performed on the transistor 10. A measuring device 11 and a circuit t are included in the collector circuit of the emitter follower rmokompensatsii consisting of resistors 12 and 13. The voltage divider consisting of resistors 14-16, serves to bias the base of transistor auto-generator reference voltage to the base of emitter follower transistor. The supply voltage from the stabilized source is applied to terminals J.7 and / 5. Additional positive feedback is accomplished with the aid of the inductance JP and the capacitor (Fig. 2). When the conductivity of the controlled medium changes, the impedance of sensor 6 changes, this causes a change in the equivalent resistance of the circuit and a change in current through diode 7. Since the voltage on resistor 9 is stabilized by transistors 10, the change in diode current will be compensated by emitter current (/ e) transistor 10. With a sufficiently large static. gain factor (p „) of the transistor 10 / c / e, where / c is the collector current of this transistor. Thus, when the conductivity of the controlled medium changes, the collector current of the transistor .10 and the current through the meter 1/1 / change. Since the resistance value in the collector manifold of transistor 10 does not affect the magnitude of the change in its collector current, it is easy to carry out temperature compensation for the conductivity of the monitored solution using a current divider ns resistors 13, 14. Positive feedback is carried out using inductance 19 and a capacitor 30, preventing the supply of alternating voltage from a resistor 2 to a measuring device // and passing a direct current through the measuring device // to a resistor 2. A change in the current through the device // causes a measurement ix current through the resistor 2 and the transistor 1, which causes the transistor mode change / update and accordingly power oscillator. This increases the sensitivity of the conductometer. The linearity of the 1 OUT. SINGLE signal increases due to the fact that, as the output signal increases due to positive feedback when measuring low conductivities, the triangle 10 operates on bo

Claims

Claim

1. A conductometer containing an oscillator on a transistor with an additional positive feedback circuit, an inductive sensor included in the oscillator circuit, an amplitude detector, a detector load resistor, a reference voltage source, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, an emitter conductivity © is conducted a repeater, the input of which is connected to a reference voltage source, the output is a detector load resistor, and the measuring device is included in the collector circuit of the emitter repeater.

2. The conductometer according to claim 1, characterized in that the additional positive feedback circuit is made in the form of an AC filter and is connected between the measuring device and the emitter of the oscillator transistor.