SU813235A1

SU813235A1 - Moisture meter

Info

Publication number: SU813235A1
Application number: SU792786179A
Authority: SU
Inventors: Владлен Семенович Ройфе; Александр Исарович Осиновский
Original assignee: Научно-Исследовательский Институтстроительной Физики Госстроя Cccp
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-03-15

Description

Изобретение относит.с к измерител ной технике и может быть использова но во всех отрасл х народного хоз йства дл контрол и измерени влажности различных материалов. Известен влагомер, содержгиций пер вичный преобразователь, включенный в схему электронного усилител с измерительным прибором fl . Недостатком этого влагомера вл етс ограниченный диапазон измерени влажности провод щих материалов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс влагомер , содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюс ник с модулируемыми параметрами, эле мент св зи, высокочастотный генерато модул тор, фазовый детектор, интегра тор и управл ющий элемент, подключен ный к высокочастотному генератору. Перечисленные узлы соединены так, чт образуетс замкнута система динa « ческого балансировани .. В зависимости от соотношени фаз между амплитудно-модулированным напр жением , образующемс на двухполюснике , и опорным напр жением модул тора на выходе фазового детектора образуетс управл ющий сигнал, кспользуемый дл приведени системы в состо ние динамического равновеси 2 . Вследствие того, что система уравновешивани имеет определенный порог чувствительности, при увеличении активных потерь в двухполюснике амплитуда сигнала разбаланса на входе фазового детектора становитс недостаточной дл точного балансировани и динамическа ошибка небаланса растет , а вместе с ней растет и погрешность измерени влажности. Кроме того , необходимость модулировани параметров двухполюсника требует наличи дополнительных линий св зи между преобразователем и измерительным устройством , что ухудшает эксплуатационные параметры влагомера при необходимости значительного удалени преобразовател от измерительного устройства . Цель изобретени - повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что во влагомер, содержащий емкостный датчик, измерительный двухполюсник , элемент св зи, высокочастотный генератор, фазовый детектор, интегратор и управл ющий элемент, подключеншлй к высокочастотному генератору, введены второй фазовый детектор, два ф1-ьльтра низких частот, сумматор, вто рой управл ющий элемент, перестраиваемый генератор и смеситель, соединен ные таким образом, что мелсду выходом первого фазового детектора и входом интеграгора включены последовательно первый фильтр низк;гх частот и первый вход сумматора г ко второму зхо у которого подключены последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй фильт1р низких ч&стот, причем первый вход второго фазового детектора подключен к точке соединени элемента св зи и измерительного двухполюсника ., а его второй вход подключен к точке соединени второго конца элемента св зи с выходом смесител , первый вход которого соединен с высокочастотным генератором, а второй входподключен к модул тору через последовательно включенные второй управл ющий элемент и перестраиваемый генератор ,,The invention relates to a measuring technique and can be used in all parts of the national economy to monitor and measure the moisture content of various materials. The moisture meter is known, the contents of the primary transducer included in the circuit of the electronic amplifier with the measuring device fl. The disadvantage of this moisture meter is the limited range of moisture measurement of conductive materials. The closest to the invention in its technical nature is a moisture meter comprising a capacitive sensor included in a measurement bipolar with modulated parameters, a communication element, a high frequency oscillator modulator, a phase detector, an integrator and a control element connected to the high frequency generator. The listed nodes are connected in such a way that a closed system of dynamic balancing is formed. Depending on the phase relation between the amplitude-modulated voltage generated on the two-pole and the reference voltage of the modulator at the output of the phase detector, a control signal is used that is used to bring the system in a state of dynamic equilibrium 2. Due to the fact that the equilibration system has a certain sensitivity threshold, as the active losses in the two-pole increase, the amplitude of the unbalance signal at the input of the phase detector becomes insufficient for accurate balancing and the dynamic unbalance error increases, and the humidity measurement error also increases with it. In addition, the need to modulate the parameters of a two-pole network requires additional communication lines between the transducer and the measuring device, which degrades the operating parameters of the moisture meter if necessary to significantly remove the transducer from the measuring device. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved in that a moisture meter containing a capacitive sensor, a measuring two-port device, a communication element, a high-frequency generator, a phase detector, an integrator and a control element connected to the high-frequency generator, is introduced a second phase detector, two f1-траlf of frequencies, an adder The second control element, the tunable generator and the mixer, are connected in such a way that the output of the first phase detector and the integrator input are connected in series with the first filter in series, the filter is low; The first input of the adder r to the second one is connected in series with the second phase detector and the second filter of low hours and the first input of the second phase detector is connected to the junction point of the communication element and measuring bipolar, and its second input is connected to the second junction point. the end of the communication element with the output of the mixer, the first input of which is connected to the high-frequency generator, and the second input is connected to the modulator through a series-connected second control element and traivaemy generator ,,

На чертеже представлена блок-схема влагомера.The drawing shows a block diagram of the moisture meter.

Влагомер содержит емкостный датчик If измерительный двухполюсник 2, модул тор 3, первый фазовый детектор 4, первый фильтр низких частот 5, сумматор б, второй фильтр низких частот 7, второй фазовый детектор 8, элемент 9 св зи, интегратор 10, первый управл ющий элемент llj, высокочастотный генератор 12, смеситель 13, перестраиваемый генератор 14, второй управл югдий элемент 15.The moisture meter contains a capacitive sensor If measuring bipolar 2, modulator 3, first phase detector 4, first low pass filter 5, adder b, second low pass filter 7, second phase detector 8, coupling element 9, integrator 10, first control element llj, high-frequency generator 12, mixer 13, tunable generator 14, second control unit 15.

Влагомер работает следукнцим образом .The moisture meter works in the following way.

Разность частот генераторов 12 и 14 с выхода смесител 13 через элемент 9 св зи поступает на измерительный двухполюсник 2, представл ющий собой пассивный колебательный контур . В результате на двухполюсника 2 частотно-модулированное напр жение приобретает дополнительную амплитудную и фазовую модул цию. Это напр жение с измерительного двухполюсника 2 поступает на первый вход фазового детектора 4, на второй вход которого поступает напр жение с модул тора 3. Знак посто нной составл ющей напр жени на выходе фазового детектора 4 зависит от соотношени фаз между огибающей сигнала и опорным напр жением, идундам с модул тора 3. Через первый фильтр низких частот 5, вЕадел к дкй посто нную составл квдую напр жени , идущего с фазового детектора 4, первый вход сумматора 6 и интегратора 10 с помс цью управл ющего элемента 11 происходит подстройка высокочастотного генератора 12 до тек пор, пока наступит состо ние динамического равновеси . Одновременно на второй вход сумматора 6 фильтр низких частот 7 поступает напр жение с выхода второго фазового детектора 8, который сравнивает по фазе напр жение на выходе смесител 13 с напр жением на измерительном двухполюснике 2, В случае малых активных потерь в измс рительном двухполюснике 2 состо ние равновеси системы устанавливаетс в основном с помощью фазового детектора 4. С возрастанием активныхп потерь в двухполюснике 2 растет зона нечувствительности точного определени равенства модулей полной проводимости с помощью фазового детектора 4 и в этом случае состо ние равновеси устанавливаетс в основном с помощьюThe frequency difference between the generators 12 and 14 from the output of the mixer 13 through the coupling element 9 enters the measuring two-port 2, which is a passive oscillating circuit. As a result, the frequency-modulated voltage acquires an additional amplitude and phase modulation at the two-terminal 2. This voltage from the measuring two-terminal 2 is fed to the first input of the phase detector 4, the second input of which is supplied from the modulator 3. The sign of the constant component voltage at the output of the phase detector 4 depends on the ratio of the phases between the signal envelope and the reference voltage modules 3. The first low-pass filter 5, the distance to the dy is constant and the voltage coming from the phase detector 4, the first input of the adder 6 and the integrator 10 is adjusted by the control element 11 The high-frequency oscillator 12 is as long as the dynamic equilibrium state occurs. At the same time, the second input of the low-pass filter 7 receives the voltage from the output of the second phase detector 8, which compares in phase the voltage at the output of the mixer 13 with the voltage on the measuring bipolar 2, In the case of small active losses in the measuring bipolar 2, the state the equilibrium of the system is established mainly with the help of the phase detector 4. With the increase in the active losses in the two-terminal 2, the dead zone of the exact determination of the equality of the modules of full conductivity with the help of phases 4, in this case, the equilibrium state is established mainly by

фазового детектора 8, выдел гсадего изменение фазы высокочастотного напр жени на двухполюснике 2 относительно фазы напр зхени на выходе смесител 13. Так как выходы обоих фазовых phase detector 8, selecting the frequency of the change in the phase of the high-frequency voltage on the two-terminal 2 relative to the phase voltage at the output of the mixer 13. Since the outputs of both phase

0 детекторов подключены (через фильтры низких частот) ко входам сумматора , выходное напр жение которого через интегратор 10 и управл ющий элемент 11 автоматически настрашвает0 detectors connected (via low-pass filters) to the inputs of the adder, the output voltage of which through the integrator 10 and the control element 11 automatically adjusts

5 частоту генератора 12 на резонансную частоту двухполюсника, то динамическа ошибка небаланса системы остаетс малой в широком диапазоне изменени активных потерь в двухполюснике.If the frequency of the oscillator is 12 per resonance frequency of the two-pole, then the dynamic unbalance error of the system remains small over a wide range of active loss changes in the two-pole.

п Использование данного влагомера уменьшает погрешность измерени влажности в широком диапазоне изменени активных потерь в измерительном двухполюснике. Кроме того, существенно упрощаетс конструкци преобразовател благодар замене модул ции параметров двухполюсника модул цией час тоты питающего напр жени и по вл етс возможность построени влагомеров, в KOTOpfcJX преобразователь значительно удален от измерительного устройства. Улучшение эксплуатадионгалх параметров устройства существенно увеличивает его область применени . Влажность различных материалов вл етс объекTOiM массовых измерений во всех отрасл х промышленности и сельского хоз йства . Уменьшение погрешности таких измерений и улучшение эксплуатационных параметров устройства может обеспечить получение большого экономического эффектаThe use of this moisture meter reduces the measurement error of humidity over a wide range of changes in active losses in a measuring two-pole network. In addition, the design of the converter is greatly simplified by replacing the modulation of the parameters of a two-terminal circuit by modulating the frequency of the supply voltage, and it is possible to build moisture meters, in KOTOpfcJX the converter is significantly removed from the measuring device. Improving the operational parameters of the device significantly increases its scope. The moisture content of various materials is an object of mass measurement in all areas of industry and agriculture. Reducing the error of such measurements and improving the operating parameters of the device can provide a great economic effect.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 156719, cl. G 01 N 27/22, 1962.

2. USSR author's certificate

No. 529407, cl. G 01 N 27/22, 1973 (prototype).