UA57436A - Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers - Google Patents

Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers Download PDF

Info

Publication number
UA57436A
UA57436A UA2002108049A UA2002108049A UA57436A UA 57436 A UA57436 A UA 57436A UA 2002108049 A UA2002108049 A UA 2002108049A UA 2002108049 A UA2002108049 A UA 2002108049A UA 57436 A UA57436 A UA 57436A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
output
inputs
input
reversible
counter
Prior art date
Application number
UA2002108049A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Юрій Олексійович Скрипник
Юрий Алексеевич Скрипник
Тетяна Петрівна Каламєєць
Татьяна Петровна Каламеец
Original Assignee
Київський Національний Університет Технологій Та Дизайну
Киевский Национальный Университет Технологий И Дизайна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Київський Національний Університет Технологій Та Дизайну, Киевский Национальный Университет Технологий И Дизайна filed Critical Київський Національний Університет Технологій Та Дизайну
Priority to UA2002108049A priority Critical patent/UA57436A/en
Publication of UA57436A publication Critical patent/UA57436A/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

The proposed single-channel meter for measuring parameters of differential capacitive transducers contains two active oscillators, a service chamber for installing the transducer, compensation chamber with reference working medium, switching units, a pulse forming unit, a reversible counter, a nonreversible counter, a memory unit, a decoder, a digital indicator, and a control unit.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до засобів вимірювання електричних параметрів високочастотних диференційних 2 датчиків і може бути використаний для вимірювання діелектричних, магнітних або провідних властивостей матеріалів та речовин по величині електричного імпедансу, що вноситься в датчик.The invention relates to means of measuring the electrical parameters of high-frequency differential 2 sensors and can be used to measure the dielectric, magnetic or conductive properties of materials and substances by the value of the electrical impedance introduced into the sensor.

Диференційні датчики, що працюють в ланцюгах високочастотних генераторів, перетворюють різницю величини, що вимірюється, та зразкової величини в приріст ємності АС, індуктивності ЛІ або опору АК ю електричного ланцюга датчика. Конструктивно диференційний датчик має два чутливих елементи: робочий елемент, який взаємодіє з досліджуваним матеріалом, і компенсаційний елемент, який взаємодіє із зразковим або еталонним матеріалом. Цифрові вимірювачі приросту параметрів АС, А, АК, найбільш просто реалізуються за допомогою проміжного частотного перетворення. Для перетворення приросту параметрів датчика (АС, АГ, АК) в частоту або період високочастотних коливань звичайно використовують автогенератори з І С або кс часозадавальним ланцюгом. Почергове періодичне підключення робочого і компенсаційного елементів до часозадавального ланцюга автогенератора за допомогою автоматичного комутатора дозволяє виділити із модульованих по частоті високочастотних коливань автогенератора низькочастотний модулюючий сигнал, пропорційний різницевому параметру диференційного датчика.Differential sensors operating in the circuits of high-frequency generators convert the difference between the measured value and the sample value into an increase in AC capacity, LI inductance, or AC resistance of the sensor's electrical circuit. Structurally, the differential sensor has two sensitive elements: the working element, which interacts with the material under study, and the compensation element, which interacts with the sample or reference material. Digital meters of increments of AC, A, AK parameters are most simply implemented using intermediate frequency conversion. To convert the increment of the sensor parameters (AS, AG, AK) into the frequency or period of high-frequency oscillations, autogenerators with IC or ks timing chain are usually used. Alternating periodic connection of the working and compensating elements to the timer circuit of the autogenerator using an automatic commutator makes it possible to extract a low-frequency modulating signal proportional to the difference parameter of the differential sensor from the frequency-modulated high-frequency oscillations of the autogenerator.

Відомий одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків (Авторське свідоцтво СРСРA well-known single-channel meter of the parameters of differential sensors (Author's certificate of the USSR

Мо6б55990, кл. (з01кК27/26, 1976), що містить в собі високочастотний автогенератор, диференційний датчик, автоматичний комутатор, рухомий контакт якого з'єднаний з часозадавальним ланцюгом високочастотного автогенератора, а два нерухомих контакти з'єднані з першими виводами відповідно робочого і компенсаційного елементів датчика, другі виводи яких з'єднані з корпусом вимірювача, послідовно з'єднані частотний детектор, вхід якого з'єднаний з виходом високочастотного автогенератора, вибірковий низькочастотний підсилювач, ов Переривач, синхронний детектор і індикатор, а також комутаційний генератор, вихід якого з'єднаний з опорним входом синхронного детектора, з ланцюгом керування автоматичного комутатора і через подільник частоти та « одновібратор з ланцюгом керування переривача.Mo6b55990, cl. (з01кК27/26, 1976), which contains a high-frequency autogenerator, a differential sensor, an automatic switch, the movable contact of which is connected to the timing circuit of the high-frequency autogenerator, and two fixed contacts are connected to the first terminals of the working and compensating elements of the sensor, respectively, the second terminals of which are connected to the body of the meter, a frequency detector, the input of which is connected to the output of a high-frequency autogenerator, a selective low-frequency amplifier, an interrupter, a synchronous detector and an indicator, and a switching generator, the output of which is connected to the reference input of the synchronous detector, with the control circuit of the automatic commutator and through the frequency divider and the single-vibrator with the control circuit of the breaker.

Через випадкові зміни частоти автогенератора, а також нелінійність характеристики частотного детектора і нерівномірність його частотної характеристики з'являється велика паразитна частотна модуляція, яка не со зо дозволяє виділити інформаційні зміни частоти автогенератора на фоні випадкових змін.Due to random changes in the frequency of the autogenerator, as well as the nonlinearity of the characteristic of the frequency detector and the unevenness of its frequency characteristic, a large parasitic frequency modulation appears, which does not allow us to distinguish informative changes in the frequency of the autogenerator against the background of random changes.

Відомий одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків (Патент США Мо4045728, кл. 3244-59, «0 1977), що містить у собі два автогенератори, диференційний індуктивний датчик, одноканальний вимірювальний « тракт, який складається із послідовно з'єднаних частотного перетворювача, входи якого з'єднані з виходами двох автогенераторів, низькочастотного підсилювача, синхронного детектора та індикатора, а також комутатор, Ме рухомий контакт якого з'єднаний з часозадавальним ланцюгом одного із автогенераторів, а два нерухомих ю контакти - з першими виводами робочого і компенсаційного елементів диференційного датчика, другі виводи яких з'єднані з загальною точкою диференційного датчика, і комутаційний генератор, вихід якого з'єднаний з опорним входом синхронного детектора і з ланцюгом керування комутатора.A known single-channel meter of parameters of differential sensors (US Patent Mo4045728, cl. 3244-59, "0 1977), which contains two autogenerators, a differential inductive sensor, a single-channel measuring "path, which consists of a series-connected frequency converter, the inputs of which connected to the outputs of two autogenerators, a low-frequency amplifier, a synchronous detector and an indicator, as well as a switch, the movable contact of which is connected to the timing circuit of one of the autogenerators, and two fixed contacts - to the first outputs of the working and compensating elements of the differential sensor, the second outputs of which are connected to the common point of the differential sensor, and the switching generator, the output of which is connected to the reference input of the synchronous detector and to the commutator control circuit.

Зміни частоти автогенераторів із-за кореляційних завад взаємно компенсуються в частотному « 20 перетворювачі, який формує низькочастотний сигнал різницевої частоти. Але комутаційні завади, що з с з'являються при періодичних перемиканнях комутатора в ланцюгу тільки одного автогенератора, не компенсуються і насичують вимірювальний тракт, що знижує точність вимірювання. :з» Відомий також одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків (Скрипник Ю.А.Changes in the frequency of autogenerators due to correlation disturbances are mutually compensated in the frequency "20 converter, which forms a low-frequency signal of the difference frequency. But the commutation disturbances that appear with periodic switching of the commutator in the circuit of only one autogenerator are not compensated and saturate the measuring path, which reduces the accuracy of the measurement. :z" A single-channel parameter gauge of differential sensors is also known (Y.A. Skrypnyk

Коммутационнье цифровье измерительнье приборь!. М., "Знергия ", 1973, С.23-25), що містить у собі перший і другий автогенератори, ємнісний диференційний датчик з робочою камерою, заповненою матеріалом, що с досліджується і компенсаційною камерою з еталонним матеріалом, комутатор, перший і другий входи якого з'єднані з першими виходами камер ємнісного диференційного датчика, загальний вихід яких з'єднаний з і загальною заземленою точкою автогенераторів, вихід комутатора з'єднаний з часозадавальним ланцюгом їз першого автогенератора, формувач імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом першого автогенератора, реверсивний лічильник імпульсів, лічильний вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів, цифровий і95) елемент пам'яті, адресні входи якого з'єднані з кодовими виходами реверсивного лічильника імпульсів,Switching digital measuring device!. M., "Znergiya", 1973, P.23-25), containing the first and second autogenerators, a capacitive differential sensor with a working chamber filled with the material under investigation and a compensating chamber with a reference material, a commutator, the first and second the inputs of which are connected to the first outputs of the cameras of the capacitive differential sensor, the common output of which is connected to the common ground point of the autogenerator, the output of the commutator is connected to the timing circuit of the first autogenerator, the pulse shaper, the input of which is connected to the output of the first autogenerator , a reversible pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the pulse generator, a digital i95) memory element, the address inputs of which are connected to the code outputs of the reversible pulse counter,

Ф дешифратор, під'єднаний до шин даних цифрового елементу пам'яті, цифровий індикатор, з'єднаний з дешифратором, блок керування, виходи якого з'єднані з відповідними керуючими входами комутатора, реверсивного лічильника імпульсів, цифрового елемента пам'яті і дешифратора.Ф a decoder connected to the data bus of the digital memory element, a digital indicator connected to the decoder, a control unit, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the switch, the reversible pulse counter, the digital memory element and the decoder.

Крім того, одноканальний вимірювач містить у собі змішувач сигналів, входи якого з'єднані з виходами автогенераторів, фільтр нижніх частот, вхід якого підключений до виходу змішувача, а його вихід з'єднаний зі » входом формувача імпульсів, а також генератор тактових імпульсів, з'єднаний зі входом блока керування.In addition, the single-channel meter contains a signal mixer, the inputs of which are connected to the outputs of autogenerators, a low-pass filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and its output is connected to the » input of the pulse generator, as well as a clock pulse generator, with connected to the input of the control unit.

Наявність цифрової пам'яті в одноканальному вимірювачі параметрів диференційних датчиків дозволяє знизити частоту комутації до долів Гц, що суттєво зменшує рівень комутаційних завад. Додаткове стробування бо реверсивного лічильника імпульсів в моменти комутації камер датчика дозволяє практично повністю виключити вплив перехідних процесів в автогенераторі, який комутується, що підвищує чутливість до малих змін параметрів робочої камери диференційного датчика.The presence of a digital memory in a single-channel differential sensor parameters meter allows you to reduce the switching frequency to fractions of Hz, which significantly reduces the level of switching interference. Additional gating of the reversing pulse counter at the moment of switching of the sensor chambers allows to almost completely exclude the influence of transient processes in the commutating autogenerator, which increases the sensitivity to small changes in the parameters of the working chamber of the differential sensor.

Але залежність результату виміру різницевої частоти від температурної і часової нестабільності параметрів мікросхем автогенераторів, часозадавального ланцюга з камерами диференційного датчика і джерелом б5 Живлення приводить до того, що при одній і тій же відносній зміні інформативного параметру диференційного датчика (АС/С, АІГ///, або дДЕ/К) результат виміру виходить різним, що не забезпечує високу точність виміру таких відносних параметрів, як діелектрична і магнітна проникливість або питома електропровідність різноманітних матеріалів.But the dependence of the result of the measurement of the differential frequency on the temperature and time instability of the parameters of the microcircuits of autogenerators, the timing chain with the cameras of the differential sensor and the power source b5 leads to the fact that with the same relative change of the informative parameter of the differential sensor (AS/C, AIH/// , or dDE/K) the result of the measurement is different, which does not ensure high accuracy of measurement of such relative parameters as dielectric and magnetic permeability or specific electrical conductivity of various materials.

В основу винаходу покладено задачу створення такого одноканального вимірювача параметрів диференційних датчиків, в якому введення нових елементів і зв'язків дозволило б забезпечити підвищення точності оцінки якості різноманітних матеріалів і речовин.The basis of the invention is the task of creating such a single-channel meter of the parameters of differential sensors, in which the introduction of new elements and connections would make it possible to increase the accuracy of assessing the quality of various materials and substances.

Поставлена задача вирішується тим, що в одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків, що містить у собі перший і другий автогенератори, ємнісний диференційний датчик з робочою камерою, заповненою матеріалом, що досліджується і компенсаційною камерою з еталонним матеріалом, комутатор, перший і другий /о Входи якого з'єднані з першими виходами камер ємнісного диференційного датчика, загальний вихід яких з'єднаний з загальною заземленою точкою автогенераторів, вихід комутатора з'єднаний з часозадавальним ланцюгом першого автогенератора, формувач імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом першого автогенератора, реверсивний лічильник імпульсів, лічильний вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів, цифровий елемент пам'яті, адресні входи якого з'єднані з кодовими виходами реверсивного 7/5 лічильника імпульсів, дешифратор, під'єднаний до шин даних цифрового елементу пам'яті, цифровий індикатор, з'єднаний з дешифратором, блок керування, виходи якого з'єднані з відповідними керуючими входами комутатора, реверсивного лічильника імпульсів, цифрового елемента пам'яті і дешифратора, згідно винаходу введені нереверсивний лічильник імпульсів, другий і третій формувачі імпульсів, другий і третій комутатори, при цьому входи другого комутатора з'єднані з протилежними входами першого комутатора, вихід другого Комутатора з'єднаний з часозадавальним ланцюгом другого автогенератора, входи третього комутатора з'єднані з виходами першого і другого автогенераторів, вихід третього комутатора з'єднаний через другий формувач імпульсів з лічильним входом нереверсивного лічильника імпульсів, вихід якого через третій формувач імпульсів з'єднаний зі входом блока керування, один з виходів якого з'єднаний з керуючим входом нереверсивного лічильника імпульсів, керуючі входи другого і третього комутаторів з'єднані з керуючим входом першого ов Комутатора.The task is solved by the fact that in a single-channel differential sensor parameters meter, which contains the first and second autogenerators, a capacitive differential sensor with a working chamber filled with the material under investigation and a compensation chamber with a reference material, a switch, the first and second /o inputs of which connected to the first outputs of the cameras of the capacitive differential sensor, the common output of which is connected to the common ground point of the autogenerator, the output of the switch is connected to the timing circuit of the first autogenerator, the pulse shaper, the input of which is connected to the output of the first autogenerator, the reversible pulse counter , the counter input of which is connected to the output of the pulse generator, a digital memory element, the address inputs of which are connected to the code outputs of the reversible 7/5 pulse counter, a decoder connected to the data buses of the digital memory element, a digital indicator , connected to the decoder, the control unit, the outputs of which are connected to the corresponding ones the control inputs of the switch, the reversible pulse counter, the digital memory element and the decoder, according to the invention, a non-reversible pulse counter, the second and third pulse shapers, the second and third switches, while the inputs of the second switch are connected to the opposite inputs of the first switch, the output of the second The commutator is connected to the timing circuit of the second autogenerator, the inputs of the third commutator are connected to the outputs of the first and second autogenerators, the output of the third commutator is connected through the second pulse shaper to the counting input of the non-reversible pulse counter, the output of which is connected through the third pulse shaper to the input of the control unit, one of the outputs of which is connected to the control input of the non-reversible pulse counter, the control inputs of the second and third commutators are connected to the control input of the first Commutator.

Введення в схему одноканального вимірювача параметрів диференційних датчиків нереверсивного « лічильника імпульсів, двох додаткових комутаторів, двох додаткових формувачів імпульсів, включення другого комутатора в часозадавальний ланцюг другого автогенератора, підключення входу блока керування до виходів двох автогенераторів через третій комутатор, включення нереверсивного лічильника імпульсів через додаткові (Оу зо формувачі імпульсів забезпечило отримання результату виміру в формі відносної зміни частоти автогенератора, а значить, і відносного приросту інформативного параметру диференційного датчика, дозволило виключити і, вплив температурних і часових змін параметрів і режимів роботи автогенераторів на результат виміру відносних «г змін інформативних параметрів диференційного датчика, а також зменшити вплив перехідних процесів і комутаційних завад на результат виміру, що забезпечило підвищення точності виміру діелектричних, магнітних і ї- провідних властивостей контролюємих середовищ і матеріалів. юIntroduction to the scheme of a single-channel meter of the parameters of the differential sensors of the non-reversible pulse counter, two additional switches, two additional pulse shapers, the inclusion of the second switch in the timing chain of the second autogenerator, the connection of the input of the control unit to the outputs of the two autogenerators through the third switch, the inclusion of the non-reversible pulse counter through additional ( The use of pulse generators provided the measurement result in the form of a relative change in the frequency of the autogenerator, and therefore a relative increase in the informative parameter of the differential sensor, and made it possible to exclude the influence of temperature and time changes in the parameters and modes of operation of the autogenerator on the measurement result of relative "g changes in the informative parameters of the differential of the sensor, as well as to reduce the influence of transient processes and switching disturbances on the measurement result, which ensured an increase in the accuracy of the measurement of the dielectric, magnetic, and conductive properties of the controlled medium etc. and materials. yu

На рисунку (див. фіг.) зображена функціональна схема одноканального вимірювача параметрів диференційних датчиків.The figure (see fig.) shows the functional scheme of a single-channel meter of the parameters of differential sensors.

Одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків містить в собі ємнісний диференційний датчик 1 з робочою камерою 2 і компенсаційною камерою 3, перший, другий і третій комутатори - відповідно 4,516, « перший та другий автогенератори 7 і 8, перший формувач імпульсів 9, другий та третій формувачі імпульсів 10 п») с та 11, нереверсивний лічильник імпульсів 12, реверсивний лічильник імпульсів 13, цифровий елемент пам'яті 14, . дешифратор 15, цифровий індикатор 16 і блок керування 17. и?» Ємнісна робоча камера 2 з досліджуємим матеріалом і ємнісна компенсаційна камера 3 з еталонним матеріалом диференційного датчика 1 через перший та другий комутатори 4 і 5 підключені до часозадавальних ланцюгів першого та другого автогенераторів 7 і 8, виходи яких через третій комутатор 6 і другий формувач с імпульсів 10 підключені до нереверсивного лічильника імпульсів 12. Вихід нереверсивного лічильника імпульсів 12 через третій формувач імпульсів 11 з'єднаний зі входом блока керування 17. До виходу першогоThe single-channel differential sensor parameters meter includes a capacitive differential sensor 1 with a working chamber 2 and a compensation chamber 3, the first, second and third switches - respectively 4,516, " the first and second autogenerators 7 and 8, the first pulse shaper 9, the second and third pulse shapers 10 p») c and 11, non-reversible pulse counter 12, reversible pulse counter 13, digital memory element 14, . decoder 15, digital indicator 16 and control unit 17. and? Capacitive working chamber 2 with the test material and capacitive compensation chamber 3 with the reference material of the differential sensor 1 through the first and second switches 4 and 5 are connected to the timing circuits of the first and second autogenerators 7 and 8, the outputs of which are through the third switch 6 and the second pulse generator 10 are connected to the non-reversible pulse counter 12. The output of the non-reversible pulse counter 12 through the third pulse shaper 11 is connected to the input of the control unit 17. To the output of the first

Ш- автогенератора 7 безпосередньо через перший формувач імпульсів 9 підключений реверсивний лічильник їх імпульсів 13, до кодових виходів якого Через цифровий елемент пам'яті 14 та дешифратор 15 підключений цифровий індикатор 16. Перший вихід блока керування 17 підключений до керуючих входів комутаторів 4, 5 і 6, о другий і третій вихід - до нереверсивного лічильника імпульсів 12 (обнуління, відлік), четвертий, п'ятий,Ш- autogenerator 7 directly through the first pulse shaper 9 is connected the reversible counter of their pulses 13, to the code outputs of which a digital indicator 16 is connected through the digital memory element 14 and the decoder 15. The first output of the control unit 17 is connected to the control inputs of the switches 4, 5 and 6, about the second and third outputs - to the non-reversible pulse counter 12 (zeroing, counting), fourth, fifth,

Ф шостий виходи - до реверсивного лічильника імпульсів 13 (обнуління, відлік і реверс), сьомий вихід - до цифрового елементу пам'яті 14, восьмий вихід - до дешифратора 15.Ф sixth output - to the reversible pulse counter 13 (resetting, counting and reversing), the seventh output - to the digital memory element 14, the eighth output - to the decoder 15.

Одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків працює таким чином.A single-channel differential sensor parameter meter works as follows.

Робоча камера 2 і компенсаційна камера З ємнісного диференційного датчика 1 конструктивно обираються однаковими, що забезпечує рівність їх ємностей С.-Со при відсутності контакту електродів датчика зThe working chamber 2 and the compensating chamber Z of the capacitive differential sensor 1 are structurally chosen to be the same, which ensures the equality of their capacitances С.-Со in the absence of contact of the sensor electrodes with

Р» досліджуємим і еталонним матеріалом або при заповненні обох камер датчика однаковою речовиною. При контакті робочої камери 2 з досліджуємим матеріалом і використанні повітря в якості еталонного матеріалу ємність робочої камери можна представити так: 60P" with the test and reference material or when both chambers of the sensor are filled with the same substance. When working chamber 2 is in contact with the material under investigation and air is used as a reference material, the capacity of the working chamber can be represented as follows: 60

СхтсСа А, (0 де АС-СоО(Е-1) - приріст ємності датчика за рахунок контакту з контрольованим матеріалом; Е - діелектрична проникливість досліджуємого матеріалу. 65 За допомогою комутаторів 4 і 5 камери 2 і З ємнісного диференційного датчика 1 підключаються почергово до часозадавальних ланцюгів автогенераторів 7 і 8. При цьому комутатори і цифрові елементи схеми вимірювача керуються з восьми виходів блока керування 17, на вхід якого поступають тактові імпульси з формувача імпульсів 11. З приходом першого тактового імпульсу сигналом з першого виходу блока керування 17 комутатори 4, 5 і 6 установлюються в початкове положення, що показане на рисунку, а нереверсивний лічильник імпульсів 12 і реверсивний лічильник імпульсів 13 сигналами від другого і четвертого виходів блока керування 17 обнуляються. При цьому в часозадавальний ланцюг автогенератора 7 включається ємність компенсаційної камери З - Со, а в часозадавальний ланцюг автогенератора 8 - ємність робочої камери 2 - Су. Частота генерованих коливань автогенератора 8 з КС-часозадавальним ланцюгом визначається виразом: -МВ(Ссо), (2 70 х-КК(СкСо), (2) де К - коефіцієнт пропорційності, що залежить від параметрів мікросхеми автогенератора і значення напруги живлення;ShtsSa A, (0 where АС-СоО(Е-1) is the increase in sensor capacity due to contact with the controlled material; Е is the dielectric permeability of the material being tested. 65 With the help of switches 4 and 5, chambers 2 and Z of the capacitive differential sensor 1 are connected alternately to timing circuits of autogenerators 7 and 8. At the same time, the switches and digital elements of the meter circuit are controlled from eight outputs of the control unit 17, to the input of which clock pulses are received from the pulse generator 11. With the arrival of the first clock pulse signal from the first output of the control unit 17, switches 4, 5 and 6 are set to the initial position shown in the figure, and the non-reversible pulse counter 12 and the reversible pulse counter 13 are reset to zero by signals from the second and fourth outputs of the control unit 17. At the same time, the capacity of the compensating chamber З - Со is included in the timing circuit of the autogenerator 7, and in timing circuit of the autogenerator 8 - capacity of the working chamber 2 - Su. Frequency generated the oscillations of the autogenerator 8 with the CS timing circuit is determined by the expression: -MV(Ссо), (2 70 х-КК(СкСо), (2) where K is the proportionality coefficient, which depends on the parameters of the autogenerator microcircuit and the value of the supply voltage;

К; С - постійні опір та ємність часозадавального ланцюга автогенератора. /5 Частота генерованих коливань виконаного по тій же схемі автогенератора 7:K; C is the constant resistance and capacity of the timer circuit of the autogenerator. /5 The frequency of generated oscillations of autogenerator 7 made according to the same scheme:

Ро-К/К(СкСо) (3)Ro-K/K(SkSo) (3)

При контакті електродів робочої камери 2 диференційного датчика 1 з досліджуємим матеріалом коливання автогенераторів стають різними (5-19) і чергуються почергово на виході кожного із автогенераторів в залежності від положення комутаторів. Формувачі 9 і 10 із коливань автогенераторів 7 і 8 утворюють короткі імпульси, які поступають на лічильні входи нереверсивного лічильника імпульсів 12 і реверсивного лічильника імпульсів 13. При вказаному положенні комутаторів на вхід нереверсивного лічильника 12 поступають імпульси, що слідують з частотою б, а на вхід реверсивного лічильника 13 - імпульси з частотою їд. В нереверсивному лічильнику 12 здійснюється накопичення імпульсів до повного його заповнення. Час заповнення визначається по 29 формулі: «When the electrodes of the working chamber 2 of the differential sensor 1 come into contact with the material under study, the oscillations of the autogenerators become different (5-19) and alternate in turn at the output of each of the autogenerators depending on the position of the switches. Shapers 9 and 10 form short pulses from the oscillations of autogenerators 7 and 8, which are fed to the counting inputs of the non-reversible pulse counter 12 and the reversible pulse counter 13. At the specified position of the switches, pulses following with frequency b are fed to the input of the non-reversible counter 12, and to the input reversible counter 13 - pulses with a frequency of The non-reversible counter 12 accumulates pulses until it is completely filled. The filling time is determined by formula 29: "

Мем, (4) . Я Я я - г зо де Мо - сумарне число імпульсів при п розрядах лічильника. На час ліх реверсивний лічильник 13 закритий для лічильних імпульсів (режим стробування лічильника). (зе)Meme, (4) . Я Я я - g zo de Mo - the total number of pulses at n digits of the counter. For the time being, the reversible counter 13 is closed for counter pulses (counter gating mode). (ze)

В момент заповнення нереверсивного лічильника 12 формувачем імпульсів 11 по перепаду напруги на виході « лічильника утворюється короткий імпульс, який як тактовий поступає на вхід блока керування 17. З приходом другого тактового імпульсу по сигналу блока керування 17 з п'ятого виходу на реверсивний лічильник імпульсів - 13 поступає команда "відлік" і реверсивний лічильник імпульсів 13 починає лічити і накопичувати імпульси в ю режимі їх додавання. При цьому нереверсивний лічильник імпульсів 12 знову починає заповнюватися і по закінченні часу л-лдЛі видає за допомогою формувача імпульсів 11 черговий тактовий імпульс. З приходом третього тактового імпульсу закінчується відлік імпульсів в реверсивному лічильнику імпульсів 13, в якому накопичилось число імпульсів: « - с Мі аа Мая (5) ів . . и?» З першого виходу блоку керування 17 поступає команда на перемикання комутаторів 4, 5 і б, а на реверсивний лічильник імпульсів 13 з шостого виходу - команда "реверс". В протилежному положенніAt the moment of filling the non-reversible counter 12 with the pulse generator 11, a short pulse is formed due to the voltage drop at the output of the counter, which, as a clock pulse, enters the input of the control unit 17. With the arrival of the second clock pulse according to the signal of the control unit 17 from the fifth output to the reversible pulse counter - 13 receives the "count" command and the reversible pulse counter 13 begins to count and accumulate pulses in the mode of their addition. At the same time, the non-reversible pulse counter 12 begins to fill up again and after the end of time l-ldLi issues another clock pulse with the help of the pulse generator 11. With the arrival of the third clock pulse, the counting of pulses in the reversible pulse counter 13 ends, in which the number of pulses has accumulated: « - s Mi aa Maya (5) iv . . and?" From the first output of the control unit 17 comes the command to switch switches 4, 5 and b, and to the reversible pulse counter 13 from the sixth output - the "reverse" command. In the opposite position

Комутаторів в автогенераторі 7 починають генеруватись коливання з частотою ї,, а в автогенераторі 8 - с коливання з частотою Її. При цьому на вхід нереверсивного лічильника імпульсів 12 і реверсивного лічильника імпульсів 13 починають поступати імпульси, що слідують тільки з частотою ї,.Commutators in the autogenerator 7 begin to generate oscillations with a frequency y, and in the autogenerator 8 - s oscillations with a frequency Я. At the same time, the input of the non-reversible pulse counter 12 and the reversible pulse counter 13 begins to receive pulses that follow only with a frequency of

Ш- В нереверсивному лічильнику імпульсів 12 здійснюється чергове накопичення імпульсів до повного його ї5» заповнення за час, рівний попередньому інтервалу: (95) лізли (6) 4) о, й й - .Ш- In the non-reversible pulse counter 12, another accumulation of pulses is carried out until it is completely filled for a time equal to the previous interval: (95) climbed (6) 4) о, и и - .

За час дз затухають перехідні процеси в автогенераторах 7 і 8, викликані перемиканням ємностей Сріі С, в часозадавальних ланцюгах цих автогенераторів і зникають комутаційні завади. На цьому інтервалі часу відлік імпульсів в реверсивному лічильнику імпульсів 13 не здійснюється (режим стробування лічильника). По заповненню нереверсивного лічильника імпульсів 12 формується четвертий тактовий імпульс, який поступає на в» вхід блока керування 17. На виході блока керування 17 знову формується команда "відлік", що поступає на керуючий вхід реверсивного лічильника імпульсів 13.During dz, transient processes in autogenerators 7 and 8, caused by the switching of capacitors Srii C, in the timing circuits of these autogenerators are attenuated and commutation disturbances disappear. During this time interval, pulses are not counted in the reversible pulse counter 13 (counter gating mode). When the non-reversible pulse counter 12 is filled, a fourth clock pulse is formed, which enters the input of the control unit 17. At the output of the control unit 17, the "count" command is formed again, which is fed to the control input of the reversible pulse counter 13.

За час АЦ-лЦ і в реверсивному лічильнику імпульсів 13 із накопичених імпульсів віднімається число бо /Імпульсів:During AC-LC time and in the reversible pulse counter 13, the number of pulses is subtracted from the accumulated pulses:

Ма їй а Мо (7Ma to her and Mo (7

Залишок імпульсів в реверсивному лічильнику імпульсів 13 до цього моменту буде: б5The remaining pulses in the reversible pulse counter 13 until this moment will be: b5

Я (8)I (8)

З приходом п'ятого тактового імпульсу від нереверсивного лічильника імпульсів 12 по сигналу блока керування 17 зупиняється відлік імпульсів, а комутатори 4, 5 і б повертаються в початкове положення. На вхід реверсивного лічильника імпульсів 13 знову поступають імпульси з частотою Її), а на вхід нереверсивного лічильника імпульсів 12 продовжують поступати імпульси тільки з частотою ї,.With the arrival of the fifth clock pulse from the non-reversible pulse counter 12 on the signal of the control unit 17, the counting of pulses stops, and switches 4, 5 and b return to their initial position. The input of the reversible pulse counter 13 again receives pulses with a frequency of Х), and the input of the non-reversible pulse counter 12 continues to receive pulses only with a frequency of Х.

По заповненню нереверсивного лічильника імпульсів 12 виробляється шостий тактовий імпульс через часовий інтервал ліф5-лі. По команді з сьомого виходу блока керування 17 здійснюється подача паралельного двійкового коду, пропорційного кількості імпульсів (8), що залишилися, з кодових виходів реверсивного 70 лічильника імпульсів 13 на адресні входи цифрового елементу пам'яті 14.Upon filling the non-reversible pulse counter 12, the sixth clock pulse is produced after a time interval of lif5-li. According to the command from the seventh output of the control unit 17, a parallel binary code proportional to the number of remaining pulses (8) is fed from the code outputs of the reversible pulse counter 70 to the address inputs of the digital memory element 14.

До кінця цього інтервалу перехідні процеси в автогенераторах і комутаційні завади в послідовності лічильних імпульсів закінчуються. З приходом сьомого тактового імпульсу через часовий інтервал дір по команді блока керування 17 в реверсивному лічильнику імпульсів 13 починається новий відлік імпульсів з одержанням результату згідно виразу (5). В цей час шини даних цифрового елементу пам'яті 14 по команді з /5 Восьмого виходу блоку керування 17 на дешифратор 15 підключаються до цифрового індикатора 16, де відображується результат виміру. На цьому цикл виміру закінчується.By the end of this interval, transient processes in autogenerators and switching disturbances in the sequence of counting pulses end. With the arrival of the seventh clock pulse through the time interval of the holes at the command of the control unit 17 in the reversible pulse counter 13, a new counting of pulses begins with obtaining the result according to expression (5). At this time, the data buses of the digital memory element 14 are connected to the digital indicator 16, where the measurement result is displayed, on the command from /5 of the Eighth output of the control unit 17 to the decoder 15. This completes the measurement cycle.

З моменту приходу п'ятого тактового імпульсу фактично починається новий цикл вимірювання з режиму стробування реверсивного лічильника імпульсів 13, який продовжується під час послідуючих семи тактових імпульсів. При цьому результат попереднього циклу індикується на цифровому індикаторі 16.From the moment of the arrival of the fifth clock pulse, a new measurement cycle actually begins with the gating mode of the reversible pulse counter 13, which continues during the next seven clock pulses. At the same time, the result of the previous cycle is indicated on the digital indicator 16.

Код залишку імпульсів (8) с урахуванням значення частот (2) і (3) має вигляд:The pulse residual code (8) taking into account the frequency values (2) and (3) has the form:

Ма - М - Оу - МС, Со Св) (8) -МАСспСюс).Ma - M - Ou - MS, So Sv) (8) -MASspSyus).

Із співвідношення (9) видно, що результат виміру пропорційний відносній зміні ємності робочої камери 2 диференційного датчика 1. «It can be seen from relation (9) that the measurement result is proportional to the relative change in the capacity of the working chamber 2 of the differential sensor 1.

Так як зміни ємності робочої камери 2 диференційного датчика 1 відносно повітряного середовища компенсаційної камери З диференційного датчика 1 визначається діелектричною проникливістю досліджуємого матеріалу, то індикований код: Ге) й МУ Мосс Кс сах (0) і. «Since changes in the capacity of the working chamber 2 of the differential sensor 1 relative to the air medium of the compensating chamber Z of the differential sensor 1 is determined by the dielectric permeability of the material under investigation, the indicated code: Ge) and MU Moss Ks sah (0) and. "

В випадку коли ємність пустої камери диференційного датчика більше ємності конденсатора часозадавального ланцюга автогенератора (Со»С), маємо: -In the case when the capacity of the empty chamber of the differential sensor is greater than the capacity of the capacitor of the timer circuit of the autogenerator (Co»C), we have: -

ІС в)IC c)

Ма (ЕМ, (т тобто результат виміру пропорційний діелектричній проникливості. «Ma (EM, (t i.e., the measurement result is proportional to the dielectric permeability. "

Як видно із виразів (10) і (11) цифровий результат виміру Мз не залежить від таких нестабільних величин як параметри мікросхем автогенераторів, джерел живлення, опорів часозадавальних ланцюгів. Вміст комірок т с пам'яті для відповідних кодів на адресних шинах цифрового елементу пам'яті заповнюється в процесі настройки в одноканального вимірювача числами, які характеризують стан і властивості контролюємого матеріалу. Це ни дозволяє виразити результат безпосередньо в вимірюваних фізичних величинах, пропускаючи стадію обчислення цих величин по значенням діелектричної проникливості досліджуємого матеріалу.As can be seen from expressions (10) and (11), the digital result of the Mz measurement does not depend on such unstable values as the parameters of autogenerator microcircuits, power sources, resistances of timing circuits. The contents of the memory cells ts for the corresponding codes on the address buses of the digital memory element are filled in the process of setting up the single-channel meter with numbers that characterize the state and properties of the monitored material. This allows us to express the result directly in measured physical quantities, skipping the stage of calculating these quantities based on the values of the dielectric permeability of the material under study.

Розглянутий одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків дозволяє виявляти зміни в о діелектричній проникливості твердих, рідких і газових середовищ в третьому знаку після коми, що дає - можливість контролювати вологість матеріалів або ступінь забруднення або їх розбавлення, а також фіксувати наявність чужорідних включень (осад і т.п.). ї- В залежності від конструкції диференційного датчика по відносним змінам (АС/С, ДІЛІ, або ДЕ/К) можливо со 20 вимірювати також малі переміщення, деформації пружних елементів, параметри руху об'єктів і т.д.The considered single-channel meter of the parameters of differential sensors allows to detect changes in the dielectric permeability of solid, liquid and gas media in the third decimal place, which gives the opportunity to control the moisture content of materials or the degree of contamination or their dilution, as well as to record the presence of foreign inclusions (sediment, etc. n.). - Depending on the design of the differential sensor for relative changes (AS/S, DILI, or DE/K), it is possible to measure also small displacements, deformations of elastic elements, parameters of object movement, etc.

Claims (1)

Формула винаходу Одноканальний вимірювач параметрів диференційних датчиків, що містить у собі перший і другий р» автогенератори, ємнісний диференційний датчик з робочою камерою, заповненою матеріалом, що досліджується і компенсаційною камерою з еталонним матеріалом, комутатор, перший і другий входи якого з'єднані з першими виходами камер ємнісного диференційного датчика, загальний вихід яких з'єднаний з загальною заземленою точкою автогенераторів, вихід комутатора з'єднаний з часозадавальним ланцюгом бо першого автогенератора, формувач імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом першого автогенератора, реверсивний лічильник імпульсів, лічильний вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів, цифровий елемент пам'яті, адресні входи якого з'єднані з кодовими виходами реверсивного лічильника імпульсів, дешифратор, під'єднаний до шин даних цифрового елементу пам'яті, цифровий індикатор, з'єднаний з дешифратором, блок керування, виходи якого з'єднані з відповідними керуючими входами комутатора, 65 реверсивного лічильника імпульсів, цифрового елемента пам'яті і дешифратора, який відрізняється тим, що в нього додатково введені нереверсивний лічильник імпульсів, другий і третій формувачі імпульсів, другий і третій комутатори, причому входи другого комутатора з'єднані з протилежними входами першого комутатора, вихід другого комутатора з'єднаний з часозадавальним ланцюгом другого автогенератора, входи третього комутатора з'єднані з виходами першого і другого автогенераторів, вихід третього комутатора з'єднаний через другий формувач імпульсів з лічильним входом нереверсивного лічильника імпульсів, вихід якого через третій формувач імпульсів з'єднаний зі входом блока керування, один з виходів якого з'єднаний з керуючим входом нереверсивного лічильника імпульсів, керуючі входи другого і третього комутаторів з'єднані з керуючим входом першого комутатора. « (Се) (зе) « у І в)The formula of the invention is a single-channel meter of the parameters of differential sensors, which contains the first and second autogenerators, a capacitive differential sensor with a working chamber filled with the material under investigation and a compensating chamber with a reference material, a switch whose first and second inputs are connected to the first the outputs of the cameras of the capacitive differential sensor, the common output of which is connected to the common ground point of the autogenerators, the output of the commutator is connected to the timing circuit of the first autogenerator, the pulse shaper, the input of which is connected to the output of the first autogenerator, the reversible pulse counter, the counter input of which connected to the output of the pulse shaper, a digital memory element whose address inputs are connected to the code outputs of the reversing pulse counter, a decoder connected to the data buses of the digital memory element, a digital indicator connected to the decoder, the control unit, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the switches ator, 65 reversible pulse counters, a digital memory element and a decoder, which is distinguished by the fact that a non-reversible pulse counter, second and third pulse shapers, second and third commutators are additionally introduced into it, and the inputs of the second commutator are connected to the opposite inputs of the first switch, the output of the second switch is connected to the timing circuit of the second autogenerator, the inputs of the third switch are connected to the outputs of the first and second autogenerators, the output of the third switch is connected through the second pulse shaper to the counting input of the non-reversible pulse counter, the output of which is through the third pulse shaper connected to the input of the control unit, one of the outputs of which is connected to the control input of the non-reversible pulse counter, the control inputs of the second and third switches are connected to the control input of the first switch. " (Se) (ze) " in I c) - . и? 1 -і щ» (95) 4) 60 б5- and? 1 -and sh" (95) 4) 60 b5
UA2002108049A 2002-10-09 2002-10-09 Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers UA57436A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2002108049A UA57436A (en) 2002-10-09 2002-10-09 Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2002108049A UA57436A (en) 2002-10-09 2002-10-09 Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA57436A true UA57436A (en) 2003-06-16

Family

ID=74286112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2002108049A UA57436A (en) 2002-10-09 2002-10-09 Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA57436A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2391677C1 (en) Microcontroller metering transducer of capacitance and resistance into binary code
RU2143120C1 (en) Method and device for voltage measuring
US4617512A (en) Capacitance measuring device including an overrange circuit
JP3363903B2 (en) Circuit device for transmitter
UA57436A (en) Single-channel meter for measuring parameters of differential transducers
RU2214610C2 (en) Facility measuring non-electric values with use of capacitor pickups
US4444055A (en) Compensating transducer digitizer
CN204902951U (en) Digital capacitanc level meter based on TDC chip technology
JP2731638B2 (en) Capacitive displacement measuring device
SU1223114A1 (en) Meter of slightly conducting medium electric conduction
SU587339A1 (en) Digital ultrasonic level indicator
SU154037A1 (en)
CN105181080A (en) Digitized capacitance-type level meter based on TDC chip technology
SU864094A1 (en) Moisture-content meter
SU949471A1 (en) Device for measuring humidity
RU2101860C1 (en) Primary information transducer
SU437918A1 (en) Microbalances
SU1767451A1 (en) Metering transducer with capacity sensor
SU977931A1 (en) Device for measuring displacements
SU440615A1 (en) Dielectric conductivity meter
RU92193U1 (en) DIGITAL FLOW HUMIDITY METER
SU1437764A1 (en) Apparatus for automatic measurement of moistire content of loose materials
SU1695139A1 (en) Capacitive compensation level gauge
RU121591U1 (en) DIGITAL FLOW METER FOR HUMIDITY MEASUREMENT
RU2168719C1 (en) Method measuring humidity and device for its realization