Автогенераторный измеритель дисперсии диэлектрических свойств полимерных материалов

ОСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 0058 19) ( 3(50 О 01 Н 27 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2945696/18-21, кл. 0 01 В 27/26, 1981.2. Авторское свидетельство СССР Р 436274, кл, 0 01 В 27/26, 1974 (прототип).(54)(.57) АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИСПЕРСИИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОИСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛВ, содержащий два автогенератора, частотный преобразователь, входы которого соединены с выходами автогенераторов, последовательно соединенные с выходом частотного преобразователя частотный дискриминатор, низкочастотный усилитель, первый синхронный детектор и индикатор, а также модулирующий генератор, измерительный и образцовый конденсаторы, образующие сдвоенный датчик и имеющие общую точку с корпусом измерителя, переключатель, подвижные контакты которого соединены с двумя выводами сдвоенного датчика, и первый делитель частоты, выход которого соединен с цепью управления переключателя, а вход - с выходом модулирующего генератора, о т л и - ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью повышения точности измерения разности малых приращений емкости, связанной с дисперсией диэлектрических свойств полимерных материалов, он снабжен последовательно соединенными с выходом частотного дискриминатора высокочастотным усилителем вторым синхронным детектором, опорный вход которого соединен с выходом модулирующего генератора, прерывателем, цепь управления которого соединена с выходом первого делителя частоты, и интегратором а также блоком ком- ВС мутаторов и вторым делителем часто- Е ты, выход которого соединен с цепью управления блока коммутаторов и с опорным входом первого синхронного детектора, а вход - с выходом первого делителя частоты, причем выход интегратора, модулирующего генерато- Я ра и подвижный контакт переключателя соединены соответственно с тремя первыми контактами блока коммутаторов, модулирующие входы первого и второго автогенераторов соединены соответственно с вторым и третьим контактами первой контактной группы и параллельно с третьим и вторым контактами второй контактной. группы, а их времязадающие цепи соединены соответственно с вторым и третьим контактами третьей контактной группы блока коммутаторов.1100580,оставитель Л;Сорокинаехред И. Асталош:, Корректор Л,Пилипенк едактор М. Циткина Заказ 4577/36 е нлиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 711 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, ЖПодпиого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля параметров материалов, веществ и иэделий, в частности диэлектриков на основе полимеров, обладающих дисперсией диэлектрических характеристик, и может быть испопьзовано как для анализа физико-механических свойств полимерных композитов, так и для контроля кинетики химико-технологических процессов твердения или структурообраэования полимеров.При электроемкостном контроле твердеющих сред используется зависимость их физико-механических свойств 15 от разности диэлектрических проницаемостей объекта, измеренных на двух частотах, лежащих в тсй области, где дисперсионная характеристика диэлектрика имеет ярковыраженный характер.Известны автогенераторные устройства, основанные на измерениях малых приращений емкости измерительного датчика, включенного во времязадаю щую цепь автогенератора, и содержащие измерительный и опорный автогенераторы, емкостной датчик в резонансной цепи измерительного автогенератора, канал частотного преобразования и детектирования информационного сигнала и индикатор, а также цепи пассивной или активной компенсации температурных дрейфов частот автогенераторов 13.Однако эти устройства не обеспе- З 5 чивают необходимой точности при измерении дисперсии диэлектрических свойств материалов, поскольку существенное влияние оказывает временная нестабильность входных неинформационных параметров сигнала первичного преобразователя ( влажность объекта, собственная емкость датчика и прочие побочные факторы ), изменения которых за время перестройки измерительного 45 автогенератора на другую фиксированную частоту вносят дополнительную погрешность в измерения дисперсионных характеристик, которую трудно учесть из-за отсутствия непрерывного контроля.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является автогенераторный измеритель дисперсии диэлектрических свойств полимерных материалов, содержащий два авто- генератора, частотный преобразователь, входы которого соединены с выходами автогенераторов, последовательно соединенные с выходом частотного преобразователя, частотный ди скриминатор, низкочастотный усилитель, первый синхронный детектор и индикатор, а также мрдулирующий генератор, измерительный и образцовый конденсаторы, образующие сдвоенный,датчик и имеющие общую точку с корпусом измерителя, переключатель, подвижные контакты которого соединены с двумя выводами сдвоенного датчика, и первый делитель частоты, выход которого соединен с цепью управления переключателя, а вход - с выходом модулирующего генератора 2.Недостатком известного устройстваявляется невысокая точность измерения разности малых приращений емкости из-за неидентичности амплитудно-частотных характеристик каналов детектирования, усиления информационных сигналов и отсутствия коррекции погрешности, связанной с наличием паразитной амплитудной модуляции, вызванной неидентичностью реактивныхпараметров (амплитудных модуляторов(температурныйдрейф ), получаемых параллельно измерительным датчикам, Цель изобретения - повышение точности измерения разности малых приращений емкости, связанной с дисперсией диэлектрических свойств полимерных материалов.Поставленная цель достигается тем, что автогенераторный измеритель дисперсии диэлектрических свойствполимерных материалов, содержащий дваавтогенератора, частотный преобразователь, входы которого соединены с выходами автогенераторов, последо-вательно соединенные с выходом частотного преобразователя частотный дискриминатор, низкочастотный усилитель, первый синхронный детектор и индикатор, а также модулирующий гейератор, измерительный и образцовый конденсаторы, образующие сдвоенный датчик и имеющие общую точку с корпусом измерителя, переключатель, подвижные контакты кбторого соединены с двумя выводами сдвоенного датчика, и первый делитель частоты, выход которого соединен с цепью управления переключателя, а вход - с выходом модулирующего генератора, снабжен последовательно соединенными с выходом частотного дискриминатора высокочастотным усилителем, вторым синхронным детектором, опорный вход которого соединен с выходом модулирующего генератора, прерывателем, цепь управления которого соединена с выходом первого делителя частоты, и интегратором, а также блоком коммутаторов и вторым делителем частоты, выход которого соединен с цепью управления блока коммутаторов и с опорным входом первого синхронного детектора, а .вход - с выходом первого делителя частоты, причем выход интегра; тора, модулирующего генератора и подвижный контакт переключателя соединены соответственно с тремя первыми контактами блока коммутаторов,1100580модулирующие входы первого и второго автогенератором является первый,автогенераторов соединены соответст- через соответствующие контакты блокавенно с вторым и третьим контактами коммутаторов 5 и переключатели 13 ипервой контактной группы и параллель- его времязадающий цепи с определенно с третьим и вторым контактами вто ной частотой (Я ) поочередно подклюрой контактной группы, а их время чаются образцовая и измерительнаязадающие цепи соединены соответст- емкости, при этом эа счет разностивеыно с вторым и третьим контактами обобщенных параметров емкостей изметретьей контактной группы блока няется частота генерации первогокоммутаторов, автогенератора, принимая поочередноНа фиг. 1 представлена блок-схема 10 с частотой ой два значения оэ и опредлагаемого измерителя; на фиг,2 а- (фиг. 2 ц). К модулирующему входуспектр частот автогенераторов в раэ- второго автогенератора 2, являющеголичные полупериоды управляющих и ся в этом такте опорным, через вторую.модулирующего сигналов; на фиг, 2 Б- контактнуюгруппу блока коммутато 2 - эпюры выходных напряжений мо- . )5 ров 5 подключается модулирующий генедулирующего генератора, первого и ратор 12, переменное напряжениевторого делителей частоты соответст- которого частоты мпЯ прямоугольнойвенно (соотношение между коэффици- Формы (фиг. 2 Б ), воздействуя наентами деления в и о и частотой Я) модулирующие цепи второго автогенеданы в произвольном масштабе); на 0 ратора, изменяет его частоту, котораяфиг, 2 дж - характер изменения , принимает поочередно с частотой вьючастоты выходных сигналов первого , два значения ы и ш .2 2и второго автогенераторов и частотно- Переменное напряжение с выходаго преобразователя,соответственно; модулирующего генератора 12 одноврена фиг. 3 - эпюры напряжений на вы- д менно поступает на первый делитель.ходе второго синхронного детектора частоты 15, в котором оно преобразу(ю, прерывателя (Ц и первого синх- ется в напряжение частоты ьЯ пряморонного детектора (а), а также эпюры угольной формы (фиг. 2 в), управляюнапряжений на модулирующих входах щее работой переключателя 13, и попервого (в) и второго.(г) автогенера- З 0 дается на второй делитель частоты 16.торов. Пунктирной линией на фиг. Зд Второй делитель частоты преобразуетпоказан уровень постоянной составляк- напряжение частоты оЯ в прймоугольщей. напряжения после усреднения в ное напряжение частоты Я (фиг. 22,выходной цепи первого синхронного которое управляет блоком коммутатодетектора; индексы, стоящие у.осей ров 5, определяя длительность такординат, указывают, к какому блоку. тов (Т( /Я) и цикла измерения (2 д/Я).. 35иэмерителя относится изображаемый . Под воздействием управляющего напряграфик; разрывы осей абсцисссделаны жения по окончании первого тактадля внесения поясняющих надписей. . (через полупериод в/Я) состояние контактов всех контактных групп блока 5вый и второй автоген 1 ,2содержит пер.изменится на п тро ивоположное, т.е.ераторы и, , замки тыми ока тпоследовательно соединенные частотУ ажутся первый и третийконтакты всех групп.ный преобразователь 3 и частотныйдискРиминатор 4, блок коммутаторов 5 о второй такт измерения сдвоенвысокочастотный усилитель 6, инт -ный датчик подключается к времязадаюратор , измерительный конденсатор 8, (являю ео раэцов конденсатор 9, низкочас- .8 ф (являющегося в этом такте измерительным), а модулирующий генератор 12второй синхрон- соединяется с мо лимодулирующими цепямитоР , пеРеключатель 13, пРеРыва- .50 является в этом такте опорным . Частель 14, последовательно соединенныеп рным). Часпервый и второй делители частоты 15тота первого автогенератора скачкои 16, первый синхронный детектор 17 п инобразно изменяется (модули етсяи индикатор 18.т Р .принимая с частотой вой два значенияоИзмеритель работает следующимЬг ии(фиг, 2 д), а частота вто оа в орообразом,го автогенератора с частотой коммуВыхо ные ныходные сигналы пеРвого 1 и вто- . эначени ь 1 ф (ь .2 ) кото ыетации пЯ принимает поочередно два2 тогенерато о смешиваютсязначения со и со (фиг.2 е)соответствуют обобщенным па амет амтеле иг . емкостей сдвоенного датчика.и из полученного спектра комбинационных частот выделяются частоты, 60 Параметры модулирующего напряже.равные разности .генерируемых в дан- ния генератора 12 (амплитуда и фазаный момент частот автогенераторов. переменной составляющей и уровеньЦикл измерения разделен на два .постоянной составляющей модулируютакта. В одном из тактов (условно . щего сигнала) при начальной установназовем его первым) измерительным 5 ке нуля (когда отсутствует измеряемый объект) должны быть согласованыс параметрами модулирующих цепейавтогенераторов таким образом, .чтобыдля опорных и измерительных частотв отсутствие внешних воздействий ипри условии идентичности собственныхпараметров емкостей сдвоенного датчика в любой из тактов выполнялосьусловие симметрии: Ю -м =ш -и):Ш-о 3 =Й о о о о 2 1 1 г 1 2 Р 10 где шр - среднее за период 2/я значение разностной частоты автогенераторов. Кроме того, разнос опор" ных частот должен быть таким, чтобыпод влиянием информативных и побочных факторов в режиме измерения соблюдались условия баланса (цепи коррекции разомкнуты): 20 о )иР ш-"шо и оож,ю"-ы (г) где ш и шо - мгновенные значениягчастоты частотно-модулированного (шо и шг) сигнала второго (первого), " 25 автогенератора, служащие в соответствующий такт в качестве опорных и зависящие от параметров модулирующего напряжения;ш и ш Г - мгновенные значения 30 частоты частотно-модулированного (ыг и о-") сигнала первого (второго)г гавтогенератора, зависящие как от побочных факторов (нестабильность и неидентичность собственных пара метров образцовой и нэмеоительной емкостей сдвоенного датчика, температурный дрейф частот автогенераторов, влажность измеряемого объекта), так.и от информативного Фактора - 40 диэлектрической проницаемости измеряемого объекта на соответствующей ЧаотстЕ шо 1(шг)Воздействие информативного и побочных факторов приводит к нарушению 45 условия симметрии (1) и к появлению на выходе частотного преобразователя 3 частотно-модулированного сигнала, несущие разностные частоты которого определяются величиной приращения среднего значения разностной частоты йр, которое в общем случае определяется положением частот опорного автогенератора, т,е. для первого такта измерения среднее значение разностной частоты равно: 55 а для второго тактао)60 Тогда в первый такт при подключении образцовой емкости 9 разностные частоты равны соответственно (фиг. 2 а):Ы -и=Ш +У 5 и Ы -1 и:М -д" (5) г 1 Р 1 1 1 г р 1 65 а при подключении измерительной емкости 8 с измеряемым объектом соответствующие значения разностных частот равны:ш -ю":ш +д"- и ю -ш =(О -Г-, (6)О й11г 1 Р" 1 Р 1где ди д".- - приращения среднего значения раз ностной частоты ори, первое из которых зависит от побочных факторов (температурный дрейф параметров образцовой емкости и частот автогенераторов), а второе - от суммарного действия информативного (диэлектрическая проницаемость измеряемого объекта на частоте ш) и побочных факторов (к побочным факторам добавляется неидентичность собственных параметров емкостей сдвоенного датчика и доля приращения частоты измерительного автогенератора, вызванная влиянием влажности измеряемого объекта).Аналогично во второй такт измерения несущие частоты выходного сигна- . ла блока 3 определяются выражениями: а при подключении измерительной емко-.сти с измеряемым объектом -м-й:со д"и мФ-со:со -д"-, (Ь).о Рг рг 1 Рг. 2где дг, Уг - приращения среднего значения разйостной частоты ш , зависяргфщие соответственно от побочных факторов температурные дрейфы параметров образцовой емкости и частот авто- генераторов) и от суммарного действия информативного ( диэлектрическая проницаемость измеряемого объекта на частоте ьо)и побочных факторов (в том числе влажность объекта и неидентичность собственных параметров емкостей сдвоенного датчика ).Измерительная и образцовая емкости,изготавливаются конструктивно идентичными на одной подложке (по единой технологии) и соединяются по. дифференциальной схеме, поэтому влияние внешних воздействий на их собственные параметры приводит к одинаковым по величине и по знаку приращениям частоты измерительного автогенератора (неидентичность параметров дополнительно устраняется при установке нуля), при этом время действия возмущения (постоянная дрейфа) должно быть больше периода коммутации емкостей ( 2 л/ьЯ ), Кроме того, если период коммутации емкостей подобрать меньшим некоторой постоянной времени то в течение которой частоты авто- генераторов (а,также параметры емкостей) стабильны, то изменение девиации среднего значения разностной частоты за период 2 й/1 й в данный2( п ре)г(д 1 . (з)соответственно за один период 2 ъ/оЯ второго такта изменение девиации среднего значения разностной частоты, пропорциональное соответственно диэлектрической проницаемости и влажности измеряемого объекта на частоте аг , равно, исходя иэ соотношений (7) и (8): 15 25( г г 1 М) где Ь и д - приращения частот, шо и его соответственно первого и второго автогенераторовзависящие только З 0 от влажности и диэлектрической прони. цаемости измеряемого объекта на этих частотах. Если влажность объекта за один цикл измерения остается постоянной, то ее вклад в величину приращения частоты измерительного автогенератора будет одинаковым на обеих частотах, поскольку диэлектрическая проницаемость воды не зависит от частоты вплоть до СВЧ-диапазона, а область дисперсии. большинства твер"40 деющих полимерных материалов лежит гораздо ниже нижней границы укаэанного диапазона, Поэтому при соответствукщем выборе периода управляющего сигнала частоты Я. величина разности 45 (ь - й)определяется только разностью диэлектрических проницаемостей объекта, измеряемых на двух частотах, т.е. характеризует дисперсию диэлектрических свойств данного материала в 50 области частот (ш 1, щ )Необходимо подчеркнуть, что период коммутации емкостей сдвоенного датчика должен быть гораздо меньше времени действия случайных Флуктуа ций частот автогенераторов, т.е. при выборе соотношения между частотами управляющих и модулирующего сигна. - лов должно соблюдаться условие2 рц гфя (нос "8 где т - некоторая постоянная време-,ни, в течение которого частоты автогенераторов стабильны; 65 такт определяетсятолько диэлектрической проницаемостью и влажностью измеряемого объекта на данной частоте.Из соотношения (5) следует, что девиация средней раэностной частоты за один полупериод д/вЯ первого такта равна величине 2( д"), а за другой полупериод - 2(РЙ), исходя из соотношения (б). Тогда изменение девиации за один период 23/пЯ перво .го такта, пропорциональное диэлектрической проницаемости и влажности объекта, равно: 8 - постоянная времени, в течение которой влажность изме, ряемого объекта остаетсяпостоянной.При выполнении этого услЬвия, имеющего место при изменениях внешних климатических условий и температу-. ры, величины Ь и а , а также их разность, зависят только от изменения девиации среднего значения разностной частоты за период 27(/ьЯ в соответствующий такт и не зависят от.из-. менения абсолютных значений опорных и измерительных частот автогенераторов. Кроме того, частота модулирующего сигнала, частоты раэностного сигнала и частоты генерации должны подчиняться условию где со- наименьшая из генерирующих автогенераторами частот (для изображенного на фиг. 2 примера Гп 1 д = фг фе а и ш аах наименьшая и наиболь-, шая иэ частот разностного сигнала, выделяемых из спектра комбинационных частот автогенераторов.Частотно-модулированный сигнал раэностной частоты, ограниченный по амплитуде в выходном звене частотного преобразователя 3 (для устранения паразитной амплитудной модуляции) поступает в частотный дискриминатор 4, служащий в качестве линейного преобразователя частота-амплитуда. Линейный участок его частотной характеристики охватывает весь диапазон раэйостных частот, определяемых выражениями (5 1 в (8), а рабочая точка совпадает со средним значением разностной частоты, определяемым из вы-. ражения (1. В результате указанного линейного преобразования на выходе дискриминатора появится амплитудно- частотно-модулированный сигнал, огибающие напряжения которого на соответствующейй частоте ( Я, и й и в в Я ) воспроизводят закон изменения мгновенного значения несущей частоты входного разностного сигнала (фиг. 2). Поэтому амплитуда огибающего напряжения частотыюеЯ пропорциональна девиации среднего значения разностой частоты, которые по условию (111остоянно в течение периода 2 У/Я эа полупериод Т/я, т,е, в первый такт амплитуда огибающей пропорциональна соответственно величинам д"2 и д" , а во второй такт - дд и г.6г г Амплитуда огибающего напряжения частоты,лй пропорциональна отклонению от среднего значвния девиации, которое равно полусумме девиаций средней раэ-. ностной частоты эа один период 2 Й/ьй, за полупериод Т/д , т.е. амплитудав первый такт пропорциональна величинег г 1 г5а во второй такт10Амплитуда огибающей частоты й пропорциональна иэменению отклонения от среднего значения девиации средней раэностной частоты за весь цикл измерения (период 2 э/ Я , т, е. про порциональна разности отклонения от среднего значения девиации (среднее . значение девиации определяется за период 2 к/пЯ одного такта), равной величине а -д, которая зависит только от входногоийформативного параметра измеряемого объекта.Низкочастотный усилитель 10, настроенный на первую гармонику частоты Я, выделяет из выходного. амплитудно- частотно-модулированного сигнала. частотного дискриминатора 4 гармоническое напряжение синусоидальной формы, поступающее на первый синхронный детектор 17, на опорный вход которого с выхода второго делителя частоты 16. подается напряжение той же частотыя . ВыПрямленный по двухтактной схеме сигнал (фиг. Зд) после усреднения в выходной цепи детектора выводится на индикатор 18, показываю- З 5 щий уровень постоянной составляющей выходного сигнала первого синхронного детектора, который пропорционален величине (д - ь 1, зависящей от дисперсии диэлектрических свойств изме ряемого объекта.Высокочастотный усилитель б, настроенный на первую гармонику частоты моЯ, выделяет иэ выходного сигнала дискриминатора гармоническое напряжение синусоидальной формы, поступающее на второй синхронный детектор 11, на опорный вход которого с выхода модулирующего генератора 12 подается напряжение той же частоты влЯ. С выхода второго синхронного детектора выпрямленный по двухтактной схеме сигнал в виде полуволн синусоида (фиг. За поступает на прерыватель 14, управляемый напряжением частоты пй с первого делителя частоты 15, Такты работы прерывателя синхронизированы с тактами переключателя 13 таким образом, что при включении во время- задающую цепь измерительного автогенератора образцовой емкости 9 контакты прерывателя замыкаются, а когда подключается измерительная емкость 8, прерыватель разомкнут. На выходе прерывателя формируется последовательность пакетов входного сигнала, дли тельность которых равна и/пЯ, а период следования пакетов - 2 к/я ( фиг. Зб). Причем амплитуда пакетного напряженияв первый такт измерения пропорциональна величине д" которая зависит только от побочных факторов, .связанных со случайными флуктуациями параметров образцовой емкости и дрейфом частот автогенераторов за полупериод Т/лЯ. Соответственно во второй такт измерения результирующая амплитуда .пакетного напряжения зависит от побочных факторов, также приводящих к появлению девиации среднего значения разностной частоты в такты подключения образцовой емкости во времяэадающую цепь второго автогенератора. Пакетное напряжение поступает на интегратор 7, постоянная времени которого подбирается по условиюГ т) гУ(пЯ, (ю) где 7 - постоянная интегрирования блока 7После усреднения в интеграторе постоянное напряжение, уровень которого зависит от побочных факторов, влияющих в данный полупериод н /я на частоту измерительного и опорного автогенераторов, подается через первую контактную группу блока коммутаторов 5 на модулирующий вход того автогенератора, который является в данный такт работы коммутатора измерительным. Поскольку автогенераторы работают в измерительном режиме поочередно, то на их модулирующих входах модулирующий сигнал частоты вой чередуется с выходным сигналом интегратора, который при правильном подборе фазовых соотношений с входным сигналом, пропорциональным девиации среднего значения разностной частоты за попупериод 7/вя соответствующего такта, а также при соблюдении условия (15) будет служить в качестве корректирующего воздействия на модулирующие цепи измерительного автогенератора. При этом частота измерительного автогенератора перестраивается до тех пор, пока в соответствующий полупериод 3/пЯ. не будет выполнено условие, при котором одна из мгновенных частот частотно-модулированного выходного сигнала измерительного автогенератора займет на частотной оси положение, симметричное относительно положения, опорных частот другого автогенератора, Из сказанного следует, что в первый такт выполняется соотношениецо щ:ы: щ-в 61Р 1 1 г а во второй .такт соответственно со-отношение(10), величины д", д, пропорциональ-.ные девиациям среднего значения разностной частоты, будут скомпенсированы до нуля (с точностью до ошибкинекомпенсации замкнутых систем автотенератор 1-преобразователь 3- дискри"минатор 4 - усилитель б - детектор 11 прерыватель 14 - интегратор 7 - блок5 коммутаторов-автогенератор 1 и автогенератор 2 - преобразователь 3дискриминатор 4 - усилитель б - детектор 11 - прерыватель 14 - интег"ратор 7 - блок 5 коммутаторов -автогенератор 2), а величины д, д гуменьшатся соответственно до зйачений й и Ь , которые не будут скомпенсированй и приведут к появлениюна выходе частотного дискриминатора 4 огибающего напряжения частотый , амплитуда которого пропорциональ;20на их разности ь - ь т.е. входно-:му информативному параметру измеряемого объекта.Необходимо. отметить, что уровеньпостоянной составляющей выходного 25напряжения интегратора, оставшийсяпо окончании одного из тактов, такжеможет привести к неинформативномусдвигу несущейчастоты измерительного автогенератора в следующем такте, 30эта приведет лишь к увеличению( уменьшению) девиации среднего значения раэностной частоты и соответственно к увеличению (уменьшению) сигнала коррекции на выходе интегратора,З 5который будет перестраивать частотуизмерительного автогенератора, покане наступит режим, при котором девиации среднего значения частоты разностного сигнал будет определятьсятолько информативным фактором.40Следует также подчеркнуть, чтоинформативные приращения й и Ь часо о. гтот со и ш автогенераторов являютсявеличйнами одного знака, т.е. приводят к сдвигу несущих частот влево по 45частотной оси (Фиг. 2 м), в то времякак неинформативные составляющиеприращений средних значений разностных частОт ш рн шрг, ОбуслОвленныеслучайными медленными дрейфами опорных и измерительных частот автогенераторов, могут иметь любой знак ипри этом по модулю превосходить соответствующие им величины информативных параметров, Это обстоятельство 55может привести к ситуации, когда,например, й, = -Р т. е, согласно.соотношениям (5), (б ) и ( 9) значенияразностных частот, выделяемых в дан-ном такте, соответствуют выражениям 60ю -м =ш -й , о -и:и) +Ь11г. Р 11 г= р 1 и, ш -шф:ш -ш-ш . В этом случаег 1 Ргподключение измерительной емкостине приведет к возникновению девиации 65 средней частоты разностного сигналайр, так как д". =О, а возникающаяпри подключении образцовой емкостидевиация равна величине 2(й),.ипоскольку .Фазовые соотношения междувходным и выходным сигналами замкну-той цепи автогенератар 1 - преобразователь 3 - дискриминатор 4 - усилитель б - детектор 11 - прерыватель 14 интегратор 7 - блок 5 компараторов -автогенератор 1 остаются неизменными,это приведет к появлению на модулирующем входе первого автогенераторасигнала коррекции, пропорциональногоукаэанной Величине девиации, и к,перестройке его частоты до тех пор,пока не будет выполнено соотношение(16). При этом подключение измерительной емкости вновь вызовет появление девиации средней частоты разностного сигнала, пропорциональнойинформативному приращению частотыавтогенератора Ь,Для исключения погрешности, возникающей как эа счет первоначальнойрасстройки частот автогенераторов,так и эа счет неидентичности собственных параметров емкостей сдвоенногодатчика, перед началом измеренийпроводится калибровка измерителя(установка нуля ), Такты работы измерителя при калибровке аналогичнытактам режима измерения. Измеряемыйобъект выводится при этом из зонычувствительности измерительной емкости. Регулируя параметры модулирующих цепей автогенераторов, устанавливают необходимый раснос опорных частот автогенераторов, проверяя соблюдение условий баланса (2), а затем спомощьюподстроечных элементов времязадающих цепей (на фиг. 1 элементырегулировки подстройки автогенераторов не показаны) добиваются вы- "полнения условия симметрии (1) .После этого измеритель готовк работе.Таким образом, введение нескольких поднесущих частот коммутации зондиру 10 щих сигналОв Я, О Я и юоЯ и низкочастотной перекрестной коммутации времязадающих и модулирукнщих цепей двух разностных автогенераторов позволило за счет поочередного использования этих автогенераторов в измерительном и опорком режимах выделить информацию об измеряемом объекте, полученную на двух частотах, в одноканальном приемно-измерительном тракте, а также с помощью одной цепи обратной связи за счет временной селекции корректирующих сигналов непрерывно компенсировать погрешность, возникающую иэ-за случайных медленных флуктуаций параметров измерительной емкости и частот автогенераторов, подстраивая автогенератор, находящийся в измерительном режиме, с таким условием, чтобы девиация среднегозначения разностной частоты опорного и измерительного автогенераторовЪависела только от информативных параметров измеряемого объекта.