SU783712A1 - Измеритель диэлектрических свойств материалов - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  определени  диэлектрических свойств материалов с целью контрол  их качества . Изобретение можно использовать дл  контрол  влажности сыпучих материалов, степени отверждени  термореактив ых материалов, а также дл  определени  момента гелеобразовани  при производстве стеклопластиковых труб большого диаметра.

Известно устройство, основанное .на измерении модул  коэффициента передачи параметрического преобразовател  1П . Схема его содержит генератор высокой частоты, сигнал с которого подаетс  на параметрический преобра .зователь и на делитель напр жени  ..«i Коглму т атор поочередно подключает амплитудный детектор к преобразователю и делителю напр жени . Амплитудный детектор соединен с Зёверсивным двигателем, который управл ет делителем напр жени . Коммутатор и управл юща  обмотка двигател  соединены с сетью переменного тока.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не позвол ет измер ть составл ющие комплексного ко:Эффициента передачи преобразовател .

Известен также измеритель параметров конденсаторов Этот измеритель содержит генератор синусоидальных колебаний, к выходу которого подключены емкостный преобразователь и конденсатор переменной емкости. Преобразователь и конденсатор соединены с контактами переключател . Общий вывод переключател  соединен с последо10 вательной цепью, состо щей из операционного усилител , амплитудного детектора , фильтра, нулдз-индикатора и блока управлени . С блока управлени  сигнал подаетс  на прибор отсчета и

15 на переменный конденсатор. Переключатель управл етс  коммутационным генератором . В момент равновеси  амплитуды токов через преобразователь и конденсатор равны и измеритель определ ет полную проводимость преобразовате20 л . Данный измеритель  вл етс  наиболее близким к изобретению по.технической сущности и достигаемому результату .

25

Claims (2)

1. Недостаток этого измерител  состоит в том, что он не позвол ет измер ть составл ющие комплексной проводимости емкостного преобразовател . Кроме того, наличие конденсатора переменной емкости, управл емого реверсивным двигателем требует применени  в блоке управлени  сложного механического устройства преобразующего поворота вала двигател  в электрический сигнал. Целью насто щего изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей известного устройства,т.е. за счет измерени  активной и реактивнрй составл ющих комплексной проводимрсти емкостного преобразовател , а также непосредственного получени  выхрдного сигнала в виде, активной величины , то есть в виде напр жени  или тока, линейно св занных с контролируемой величиной. Цель достигаетс  тем,что в извест нОм устройстве содержащем блок отсчета , генератор синусоидальных колебаний , выход которого соединен с входным вводом емкостного преобразовател  и с входом блока настройки, переключатель, имеющий общий и два распределительных вывода и управл емый коммутационным генератором,, а также цепь последовательно включенных операционного усилител , амплитудного детектора, фильтра, нуль-инДикатора , блока управлени , который Измен ет величину управл емой проводимости , общий вывод переключател  соединен с выходом блока настройки, вход операционного усилител  соединен с выходом емкостного преобразова тел  и первым распределительным выво дом переключател , введен амплитудный детектор, на выходе которого под ключен блок отсчета и вход которого соединен с вторым распределительным выводом переключател , а блок настройки выполнен в виде инвертирующе го операционного усилител , образцовой проводимости и управл емой прово димости, управл ющий вход которой соединен с выходом блока управлени , один рабочий вывод соединен с входом операционного усилител , а другой  в л етс  входом блока настройки, выход операционного у-силител  соединен с одним из выводов образцовой проводимости , другой вывод которой  вл етс  выходом блока настройки. На чертеже приведена функциональна  схема измерител . Устройство содержит генератор синусоидальных колебаний 1, операционный усилитель 2 с сопротивлением в цепи обратной св зи, амплитудный детектор 3, фильтр 4, нуль-индикатор 5 блок управлени  6, состо щий из операционного усилител  7 с сопротивлением в цепи обратной св зи и образцо вой проводимостью на выходе и управл емой проводимости 8, амплитудного детектора 9 прибора отсчета 10, коммутационного reHefciaTOpa 11 и переклю чател  12, емкостной преобразователь 13, блок настройки 14. Устройство работает следующим образом . В период времени, когда переключатель 12 находитс  в позиции б, на выходе усилител  2 формируетс  напр жение и., G, - iUrR,u)Cu , (1 ) где U напр жение на выходе генератора 1, VO - частота генератора 1. В период времени, когда переключатель находитс  в позиции а, на выходе усилител  2 формируетс  напр жение Ul - i Ул R, Co(j), где GO - емкость образцового конденсатора , Uijj - напр жение на выходе усилител . Напр жение на выходе усилител  7 U,j, - ,(3) где RQ - сопротивление резистора в цепи обратной св зи усилител  7 ; RO - проходное сопротивление управл емой проводимости. Если при нахождении переключател  12 в позици х а и б модули напр жений U-j и ir не равны, то на выходе амплитудного детектора 3 по витс  переменна  составл юща  напр жени , частота которого равна частоте коммутирующего генератора 11. Это вызовет формирование на выходе нуль-индикатора 5, который представл ет собой фазочувствительный детектор, напр жени  некоторой пол рности. Это напр жение , интегриру сь в блоке управлени  6, будет измен ть проходное сопротивление RQ управл емой проводимости 8 до тех пор, пока не будет достигнуто равенство 1и- Равенство )-j |u.| можно представить в JCД ДУi щeм видах.-5 vTl XfcfTu; уе +ТЛсу - с) Равенство () может быть достигнуто если ЬгGO О или ЯоCQ 2С. Однако поскольку RQ , то в момент равновеси  справедливо только второе соотнощение, откуда М RO Со Таким образом, в момент равновеси  напр жение на выходе усилител  7 S - г 2i Следовательно, в период цремени, когда переключатель 12 находитс  в положении б на выходе амплитудного детектора 9 сформируетс  посто нное напр жение пропорциональное 2UpU)C. Следовательно, показани  отсчетного прибора 10 будут пропорциональны емкости Сц . Аналогичным образом,, если в качестве образцовой проводимости использовать резистор, то показани  прибора отсчета 10 будут пропорциональны активной проводимости G ем костного пресэбразовател . , Формула изобретени  Измеритель диэлектрических свойст материалов, содержащий блок отсчета, генератор синусоидальных колебаний, выход которого соединен с входным вводом емкостного преобразовател  и с входом блока настройки, переключатель , имеющий общий и два распределительных вывода и управл емый коммутационным генератором, а также цепь последовательно включенных операционного усилител , амплитудного детектора , фильтра, нуль-индикатора, блока управлени , отличающийс  тем,что, с целью расширени  функциональных вoзмoжнocтeй общий вывод переключател  соединен с выходом блока настройки, вход операционного усилител  соединен с выходом емкостного преобразовател  и первым распределительным выводом переключател , введен амплитудный детектор, на выходе которого подключен блок отсчета и вход которого соединен с вторым распределительным выводом переключател , а блок настройки выполнен в виде инвертирующего операционного усилител , образцовой проводимости и управл емой проводимости, управл ющий вход которой соединен с выходом блока уп-, равлени , один рабочий вывод соединен с входом операционного усилител , а. другой  вл етс  входом блока настройки , выход операционного усилител  соединен с одним из выводов образцовой проводимости, другой вывод которой  вл етс  выходом блока настройки . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Орнатский П.П., Скрипник Ю,А,, Скрипнпк В.И . Измерительные приборы периодического сравнени , М., Энерги , 1975, с. 190, рис . 6-7а.
2. 2..Цифровые приборы и системы дл  измерени  параметров конденсаторов. Под ред. С.Л. ЭнштегИна, М., Советское радио, 1978, с. 15, рис.1 ,4д (прототип).