SU777564A1 - Устройство дл измерени проводимости - Google Patents

Description

печивает воздействие разностного сигнала на вход измерительного усилител . Регистраци  показаний осуществл етс  путем измерени  посто нного напр жени  на выходедетектора , подключенного к выходу измерительного усилител .

Введение отрицательной обратной, св зи с выхода измерительного усилител  на обмотку комненсации трансформатора тока преобразовател  позвол ет измер ть с удовлетворительной точностью только средние значени . Недостатками известного устройства  вл етс  узка  полоса пропускани  пульсаций измерительной цепи (верхн   гранична  частота, как правило, не превышает единиц герц) и низка  чувствительность к малым изменени м УЭП. Это св зано с тем, что обратна  св зь компенсирует не только сигнал, пропорциональный среднему значению УЭП, но и сигналы , пропорциональные амплитудам пульсаций УЭП во всей полосе частот. Дл  измерени  малых пульсацнонных значений УЭП, например пор дка дес тых долей процента и менее относительно среднего фонового значени  УЭП, сигнал на входе измерительного усилител  необходимо увеличивать , что возможно только путем уменьшени  глубины обшей отрицательной обратной св зи.

В свою очередь, это приводит к вли нию нелинейности, кривой намагничивани  магнитопровода трансформатора тока на точность измерени , снижению стабильности коэффициента передачи измерительного усил.ител  и зависимости точности измерени  пульсационных значений от величины средн.его значени  УЭП. При этом на выходе измерительного усилител  невозможно достигнуть максимального отношени  сигнала от переменной составл юшей к сигналу, характеризуюшему посто нную составл ющую.

Дл  данного устройства неизбежным  вл етс  большой уровень, нулевого сигнала (при бесконечном сопротивлении жидкостного в.итка св зи) на выходе трансформатора тока за счет паразитных св зей между трансформаторами. Явл  сь квадратурной помехой, нулевой сигнал ограничивает не только точность измерени  средних и пульсационных здачений, но и возмол ность измерени  малых средних значений УЭП, гораздо меньших 0,5 см/м, и малых пульсационных значе,ни х УЭП, например пор дка дес тых долей процента и менее относительно среднего фонового значени .

Таким образом, известное устройство не обеспечивает возможности измерени  нульсационнь1Х значен.ий УЭП в широком амплитудно-частотном диапазоне, имеет низкую чувствительность и точность измерени , а также ограниченный диапазон измерени .

Цель изобретени  - повышение точности н чувствительности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено последовательно подключенными к выходу измерительного усилител  амплитудным детектором, усилителем низкой частоты и регистратором, причем в цепь обратной св зи между измерительным усилителем и преобразовател гм

введены последовательно включенные узкополосный синхронный фильтр и усилитель переменного тока, а выход источника переменного напр жени  соединен с(о вторым входом синхронного фильтра и через

конденсатор переменной емкости с входом цепи обратной св зи.

При этом конденсатор неременной емкости компенсирует квадратурную помеху - нулевой сигнал, а синхронный фильтр с

усилителем переменного тока обеспечивает частотную селекцию сигнала в цени обратной св зи, улучшает амплитудные соотношени  сигналов, соответствующих средним н пульсационным значени м УЭП, и повышает глубину обратной св зи.

Па фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напр жений и токов. Предлагаемое устройство дл  измерени 

удельной электрической проводимости содержит трансформаторный первичный измерительный преобразователь 1, включающий в себ  трансформатор напр жени  2 с обмоткой 3 и трансформатор тока 4 с выходной обмоткой 5 и обмоткой 6 компенсации , св занные между собой жидкостным витком св зи 7; источник 8 переменного напр жени  дл  питани  преобразовател  1; измерительный усилитель 9, подключенный к выходной обмотке 5 трансформатора тока 4; канал измерени  пульсаций; состо щий из последовательно подключенных к выходу измерительного усилител  9 амплитудного детектора 10, усилител  И низкой частоты и регистратора 12; между выходом измерительного усилител  9 и входом обмотки 6 компенсации трансформатора тока 4 последовательно включены узкополосный синхронный

фильтр 13, управл емый источником 8. усилитель 14 переменного тока и масштабный резистор 15; регистратор 16, подключенный к выходу усилител  14 переменного тока, конденсатор неременной емкости

17, включенный между выходом источника 8 и входом цени обратной св зи на обмотку б компенсации преобразовател .

Устройство работает следующим образом .

Claims (2)

1. Трансформатор напр жени  2, питаемый источником 8, индуцирует ЭДС в жидкостном витке св зи 7. Ток в этом витке, пропорциональный мгновенному значению УЭП исследуемой жидкости (фиг. 2,а), через трансформатор тока 4 поступает на ВХОД измерительного усилител  9, который представл ет собой преобразователь тока в напр жение. С выхода усилител  9 сигнал последовательно проходит узкополосный синхронный фильтр 13, усилитель переменного тока 14, масштабный резистор 15 и заводитс  в обмотку 6 компенсации (например, единичный распределенный виток ). Так как токи в обмотках 5 и 6 и ток в жидкостном витке 8 св заны между собой в соответствии с числом витков обмоток и направлени ми токов в них, то напр жение в цепи обратной св зи (фиг. 2,6) пропорционально среднему значению УЭП. Это напр л ение измер етс  в регистраторе 16, подключенном к выходу усилител  14 переменного тока. Регистратор 16 представл ет собой вольтметр переменного тока или вольтметр посто нного тока в сочетании с детектором. Установка и переключение шкал устройства осуществл етс  масштабным резистором 15. Можно установить шкалы 10, 3, 1. 0,3, 0,1, 0,03, 0,01 см/м и напр жение, поступающее на вход регистратора 16. С целью исключени  вли ни  квадратурной помехи, воздействующей на вход измерительного усилител  9 и завис щей от конструктивных особенностей нреобразовател , предусмотрена ее компенсаци . Это осуществл етс  заведением в обмотку 6 компенсации через конденсатор переменной емкости 17 компенсирующего тока от источника 8. Момент компенсации - отсутствие сигнала на регистраторе 16 при бесконечном сонротивлении жидкостного витка (преобразователь иа воздухе). При этом взаимозамен ютс  первичные измерительные преобразователи, работающие с измерительньш пультом устройства. При измерении пульсаций УЭП среднеквадратичных значений амплитудно-модулированный сигнал с выхода измерительного усилител  9 поступает па канал изме рени  пульсации (фиг. 2,в). В последнем происходит выделение переменной составл юща  амплитудным детектором 10 (фпг. 2,г), т. е. усилие усилителей низкой частоты 11, например, с полосой нропускани  0,5-500 Гц. Далее сигнал, пропорциональный пространственно-временным изменени м УЭП, иоступает на регистратор 12 (вольтметр среднеквадратичных значений или спектранализатор). Узкополосный синхронный фильтр 13 с полосой пропускани  до 0,5 Гц, управл емый источником 8 (на .пример, частотой 16 кГц), осуществл ет частотную селекцию сигнала в цепи обратной св зи так, что в трансформаторе тока 4 происходит подавление только несущей частоты источника 8, промодулированной низкочастотными изменени ми УЭП (определ етс  полосой пропускани  синхронного фильтра). Пульсационные сигналы с другими частотами, например, выше 0,5 Гц без ослаблени  через измерительный усилитель 9 поступают на вход канала пульсаций (фиг. 2,8} и регистрируютс  на его выходе (фиг. 2,г). Дл  обеснечени  больщой глубины обратной св зи и дл  сведени  практически до нул  магнитного потока в магнитопроводе трансформатора тока 4, а также дл  установлени  рабочей точки на начальном участке кривой намагничивани  вместе с синхронным фильтром служит усилитель 14 переменного тока. Также обеспечиваетс  высока  линейность и стабильность коэффициента преобразовани . Частотно-селективна  обратна  св зь позвол ет на 1-2 пор дка улучшить соотношение амплитуд сигналов, соответствующих пульсационным и средним значени м УЭП, а также обеспечить разделение каналов на средний и пульсационный, повысить устойчивость измерительного тракта в целом за счет узкой полосы пропускани  синхронного фильтра. Предлагаемое устройство позвол ет одновременно измерить средние и пульсационные значени  УЭП, расширить диапазон измерени , повысить точность и чувствительность измерени . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  проводимости , содержащее трансформаторный первичный измерительный преобразователь с жидкостным витком св зи, источник переменного нанр жени , регистратор, измерительный усилитель с цепью отрицательной обратной св зи через масштабный резистор , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности измерени , оно снабжено носледовательно подключенными к выходу измерительного усилител  амплитудным детектором, усилителем низкой частоты и регистратором, причем в цепь обратной св зи между измерительным усилителем и преобразователем введены последовательно включенные узкополосный синхрвиный фильтр и усилитель переменного тока, а выход источника переменного напр жени  соединен со вторым входом синхронного фильтра и через конденсатор неременной емкости с входом цепи обратной св зи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 528488, кл. G ОШ 27/02, 1976.
2. 2.Патент США № 3603873, кл. 324-30, 1974 (прототип).