(54) ДИЭЛЬКОМЕТР(54) DIELKOMETR
Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени концентрации жидких или газообразных смесей или дл контрол диэлектрических свойств веществ любого агрегатного состо ни . Известно устройство дл измерени влгшности материалов, содержащее емкостной датчик, включенный в измерительную компенсацидную схему. В этом устройстве изменение емкости датчика при заполнении его материалом компенсируетс управл емой полупроводниковой емкостью, по значению приращени которой суд т о параметра исследуемого вещества 1. Недостатком известного устройства вл ютс сравнительно узкие функциональные возможности, так как в них контроль исследуемого материала осуществл етс только по значению диэлектрической проницаемости. Известно также устройство, содержащее генератор сверхвысокой частоты генератор пилообразного напр жени , эталонный и измерительный резонансные узлы, детекторы дл выделени эт лонного и измерительного резонансных импульсов, импульсные дифференциаторы ,. усилители, В каждый из каналов, эталонный и измерительный, введен триггер, запуск которого осуществл етс соответствующим продифференцированным резонансным импульсом, а дл выбора устройства состо ни триггеров служит дополнительный дифференциатор пилообразных импульсов12. Однако в известном приборе высока точность контрол возможна при достаточно острой форме резонансных импульсов, что достижимо при исследовании веществ с относительно малыми потер ми. Поэтому такой прибор практически неприменим дл использовани при исследовании диэлектриков с большим уровнем потерь, так как получаютс сравнительно плоские резонансные импульсы, и точность измерений оказываетс низкой. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей, т.е. повышение точности измерений при исследовании веществ с большими потер ми. Поставленна цель достигаетс тем, что в диэлькометр, содержащий генератор качающейс частоты, разветвитель. два канала - эталонный и измерительный - выделени сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных резонансного узла, детек тора, предусилител , а также дифференциатора , блок индикации изменени диэлектрической проницаемости, состо щий из триггера, источника смещет ни , переключател , индикатора, и бл индикации изменени диэлектрических потерь, состо щий из двух триггеровформирователей , дифференциального усилител , индикатора, в каналы выделени сигналов введены каскады нелинейного усилени , входы двух из которых соединены с входами предусилителей и дифференциаторов , а выходы - с входами TPHJ-гера блока.индикации изменени диэлектрической проницаемости, а входы четырех других соединены с выходами дифференциаторов, а выходы - со входами триггеров-формирователей блока индикации изменени диэлектрических потерь. На чертеже приведена схема предлагаемого диэлькометра. Устройство содержит генератор 1 качающейс частоты, разветвитель 2, два канала - эталонный и измерительный - выделени сигналов, схемы индикации изменени диэлектрической проницаемостидЕ и изменени тангенс диэлектрических потерь иtcjcf. Каждый из каналов выделени сигналов, эталонный и измерительный, состоит соответственно из резонансных узлов 3 и 4, детекторов 5 и 6, предусилителей 7 и 8, каскадов 9 и 10 нелинейно го усилени . Схема индикации л ё. содержит триггер 11, входы которого св заны с кас кадами 9 и 10 нелинейного усилени , переключатель 12, источник 13 смещени и индикатор 14, дифференциаторы 15 и 16, каскады 17, 18, 19 и 20 нелинейного усилени . Схема индикации содержит три геры-формирователи 21 и 22, входы , каждого из которых св заны соответст венно с каскадами 17- 18 и 19, 20 не линейного усилени , дифференциальный усилитель 23 и индикатор 24. Блок 25 питани св зан со всеми блоками схемы. Устройство работает.следующим образом . Частотно-модулированный сигнал с генератора 1 качающейс частоты через разветвитель 2 поступает в резо нансные узлы 3 и 4. На выходе детек торов 5 и 6 формируютс резонансные импульсы, которые усиливаютс преду силител ми 7 и 8. Предусилители 7 и 8построены по схеме усилител с ли нейной амплитудной характеристикой с тем, чтобы не происходило искажен формы резонансных импульсов. С предусилителей Неискаженный усиленный сигнал поступает на входы каскадов 9и 10 нелинейного усилени и диффе ренциаторы 15 и 16. Каскады 9 и 10 нелинейного усилени усиливают резонансные импульсы и одновременно измен ют их формы так, что на выходе получаютс остроконечные импульсы, близкие к скачкам, временное положение которых соответствет временному положению максимумов резонансных импульсов . Остроконечные импульсы подаютс на входы триггера 11 с раздельным запуском, который формирует импульс с длительностью, равной временному интервалу между максимумами резонансных импульсов или (что то же самое) разносу резонансных частот эталонного и измерительного резонансных узлов. Устойчивое состо ние триггера определ етс подачей запирающего напр жени с источника 13 смещени с помощью переключател 12 на один из входов триггера 11. Если исходное состо ние триггера 11 выбираетс таким образом, что он при любых соотношени х между параметрами эталонного и исследуемого веществ формирует короткие импульсы, то положение переключател 12 определ ет знак изменени дё относительно ё. эталонного вещества. Количественное значение дё регистрируетс индикатором 14, измен ющим среднее значение тока последовательности импульсов, формируемых триггером 11. Дифференциаторы 15 и 16 дифференцируют неискаженное усиленные резонансные импульсы, поступающие с предусилителей 7 и 8, так что на выходах дифференциаторов формируютс последовательсти разнопол рных дифимпульсов , временные положени максимумов которых соответствуют временным моментам 0,75 максимальных уровней резонансных импульсов. Каждый из дифимпульсов усиливаетс соответствующим каскадом 17-20 нелинейного усилени , которые выполнены и работают аналогично каскадам 9 и 10.Разнопол рные дифимпульсы эталонного и измерител -ного каскадов поступают на соответствующие триггеры-формирователи 21 и 22, каждый из которых выполнен по схеме с общим входом и со стабильным состо нием устойчивого равновеси . Длительность импульсов, формируемых триггерами-формировател ми 21 и 22, пропорциональна длительности резонансных импульсов на уровне 0,75 максимума. Пр моугольные импульсы с триггеров-формирователей 21 и 22 поступают на входы дифференциального усилител 23, с которого снимаетс разностный импульс. Численное значение величины Atcjd регистрируетс индикатором 24, измер ющим среднее значение тока последовательности- разностных импульсов , а знак-изменени A-fccfc фиксируетс по положению отклонени стрелки , введенной в индикатор 24 измеThe invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for measuring the concentration of liquid or gaseous mixtures or for controlling the dielectric properties of substances of any physical state. A device for measuring the moisture content of materials is known, which contains a capacitive sensor included in a measurement compensating circuit. In this device, the change in the capacitance of the sensor when filled with its material is compensated for by the controlled semiconductor capacitance, according to the increment value, which is judged on the parameter of the test substance 1. The disadvantage of the known device is relatively narrow functionality, since they control the test material only by value dielectric constant. It is also known a device comprising an ultra-high-frequency generator, a sawtooth voltage generator, reference and measuring resonance nodes, detectors for extracting this ionic and measuring resonant pulses, pulse differentiators,. the amplifiers, In each of the channels, the reference and measuring, a trigger is introduced, which is triggered by a corresponding differentiated resonant pulse, and an additional differentiator of sawtooth pulses serves to select the state of the triggers. However, in a known instrument, a high accuracy of control is possible with a rather acute form of resonant pulses, which is achievable in the study of substances with relatively small losses. Therefore, such a device is practically inapplicable for use in the study of dielectrics with a high level of losses, since relatively flat resonant pulses are obtained, and the measurement accuracy is low. The purpose of the invention is to expand the functionality, i.e. increase of measurement accuracy in the study of substances with large losses. The goal is achieved by the fact that a splitter is inserted into a dielcometer containing a oscillating frequency generator. two channels — a reference and a measuring — selection of signals, each of which consists of a series-connected resonant node, detector, preamplifier, as well as a differentiator, a dielectric constant indication indication unit, consisting of a trigger, a source bias, a switch, an indicator, and a block indications of dielectric loss change, consisting of two trigger formers, a differential amplifier, an indicator, non-linear amplification stages are introduced into the signal extraction channels, two of which are input x are connected to the inputs of the preamplifiers and differentiators, and the outputs are connected to the inputs of the TPHJ-gera block. the dielectric constant changes, the inputs of the other four are connected to the outputs of the differentiators, and the outputs are connected to the inputs of the dielectric loss indication triggers. The drawing shows the scheme of the proposed dielkometra. The device contains a oscillating frequency generator 1, a splitter 2, two channels — a reference and measuring — signal extraction, a display circuit indicating a change in dielectric constant and change in the dielectric loss tangent and tcjcf. Each of the signal extraction, reference and measurement channels, consists respectively of resonant nodes 3 and 4, detectors 5 and 6, preamps 7 and 8, and cascades 9 and 10 of non-linear amplification. Display scheme l ё. contains a trigger 11, the inputs of which are connected to cascades 9 and 10 of nonlinear amplification, switch 12, bias source 13 and indicator 14, differentiators 15 and 16, cascades 17, 18, 19 and 20 of nonlinear amplification. The display circuit contains three hera-formers 21 and 22, inputs, each of which are connected, respectively, with cascades 17-18 and 19, 20 non-linear amplification, differential amplifier 23 and indicator 24. Power supply 25 is associated with all the circuit blocks. The device works as follows. The frequency-modulated signal from the oscillating frequency generator 1 through the splitter 2 enters the resonance nodes 3 and 4. At the output of the detectors 5 and 6, resonant pulses are generated, which are amplified by the amplifiers 7 and 8. The preamplifiers 7 a linear amplitude characteristic so that the shape of the resonant pulses does not distort. Preamplifiers An undistorted amplified signal is fed to the inputs of cascades 9 and 10 of nonlinear amplification and differentiators 15 and 16. Cascades 9 and 10 of nonlinear amplification amplify resonant pulses and simultaneously change their shapes so that the output gives sharp pulses close to jumps, the temporal position which corresponds to the temporary position of the maxima of the resonant pulses. Pointed pulses are fed to the trigger inputs 11 with separate start, which generates a pulse with a duration equal to the time interval between the maxima of the resonant pulses or (which is the same thing) the separation of the resonant frequencies of the reference and measuring resonant nodes. The steady state of the trigger is determined by applying the blocking voltage from the bias source 13 using switch 12 to one of the inputs of the trigger 11. If the initial state of the trigger 11 is chosen so that it forms short pulses for any ratios between the parameters of the reference and the test substance , the position of the switch 12 determines the sign of the change in de relative to e. reference substance. The quantitative value of do is recorded by the indicator 14, which changes the average value of the current of the pulse train generated by the trigger 11. Differentiators 15 and 16 differentiate undistorted amplified resonant pulses from preamplifiers 7 and 8, so that at the outputs of the differentiators different sequences of different polarity impulses, temporal maxima which correspond to the time moments of 0.75 maximum levels of resonant pulses. Each of the diffusions is amplified by a corresponding cascade 17-20 of nonlinear amplification, which are performed and operate similarly to cascades 9 and 10. The diffuse pulses of the reference and measuring cascades are fed to the corresponding trigger drivers 21 and 22, each of which is made according to the scheme with a common input and with a stable state of stable equilibrium. The duration of the pulses generated by the trigger-formers 21 and 22 is proportional to the duration of the resonant pulses at the level of 0.75 maximum. Square pulses from the trigger drivers 21 and 22 are fed to the inputs of the differential amplifier 23, from which the differential pulse is removed. The numerical value of Atcjd is recorded by the indicator 24, which measures the average value of the current of the sequence of differential pulses, and the sign-change A-fccfc is fixed by the position of the deflection of the arrow entered into the indicator 24