Диэлькометрический измеритель концентрации пластификатора в пленочных материалах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 27 2 а 0 ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ САНИЕ И АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1.Авторское свидетельство СССР.Р 868634, кл.01 к 27/22, 1981.2, Авторское свидетельство СССРР 938202, кл, й 01 К 27/26(54 ) ( 57) ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛАСТИФИКАТОРА В ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ, содержащий опорный и измерительный генераторы, измерительный и образцовыйдатчики, первый автоматическийкоммутатор, первый контакт которогосоединен с времяэадающей цепьюизмерительного генератора, а днавторых контакта - соответственно спервыми выводами датчиков, вторыевыводы которых соединены с корпусом измерителя, смеситель, два входа которого соединены соответственнос выходами опорного и измерительного генераторов, последовательносоединенные с выходом смесителяполосовой фильтр, частотный детек-,тор, низкочастотный усилитель и пер.вый синхронный детектор, а такжеамплитудный детектор, индикатор,генератор синхросигнала, высоко-,частотный усилитель, вход которогосоединен с выходом частотногодетектора, последовательно соединенные с выходом высокочастотногоусилителя второй синхронный детектор,автоматический прерыватель, интегратор и первый частотный модулятор, управляющий вход которого соезо Июлей динен с выходом генератора синхросигнала, первый делитель частоты, выход которого соединен с упра"ляющими входами первого автоматичес,кого коммутатора и автоматического прерывателя и с опорным входом первого синхронного детектора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения малых приращений емкости, зависящих от, концентрации одной из компонент сложной среды, в него введены фильтр средней разностной частоты, вход которого соединен с выходом частотного детектора, второй частотный модулятор, вход которого соединен с выходом фильтра средней раэ- Е .ностной частоты, а выход - с модулирующим входом опорного генератора, второй делитель частоты, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, с опорным входом второго синхронного детектора и управляющим входом второго частотного модулятора, а вход - с выходом генератора синхросигнала параллельно управляющему входу перво. го частотного модулятора, выход которого соединен с модулирующим. входом измерительного генератора, управляемый регулятор чувствительности, первый вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора, а выход - с входом индикатора, усилитель частотысинхросигнала, выход которого соедийен .с входом амплитудного детектора, а вход - с выходом частотного детектора, второй автоматический коммутатор, первый контакт которого ;:соединен с выходом амплитудного де,тектора, а управляющий вход - с выходом первого делителя частоты, первый и второй фильтры нижних частот, входы которых соединены соответственно сдвумя вторыми кон108156 10 тактами второго автоматическогокоммутатора, и логометрический блок,два входа которого соединены соответственно с выходами первого и втоИзобретение относится к средствам,нераэрушающего контроля парамет-.ров композиционных материалов исложных сред и может быть использовадно как для анализа Физико-химических 5свойств полимерных пленочных матери-.алов, так и для контроля и измерения их состава в технологическихпроцессах.Известен автогенераторный диэлькометрический измеритель, основанный на выделении информации обизмеряемой величине, напримеро концентрации одной иэ компонентсложной среды, из дополнительногонизкочастотного сигнала, полученного за счет частотной модуляцииразностного сигнала двух автогенераторов, и содержащий опорный иизмерительный генераторы, емкостныйдатчик во времяэадающей цепи измерительного генератора, генератор синхросигнала, частотный модулятор,выход которого соединен с модулирую.щим входом опорного генератора,а вход - с выходом генератора синхросигнала, смеситель, два входакоторого соединены соответственнос выходами опорного и измерительного генераторов, последовательносоединенные с выходом смесителя по- З 0лосовой фильтр, частотный детектор,избирательный усилитель, синхронный детектор, опорный вход которогосоединен с выходом генератора синхросигнала, и индикатор, а также 35исполнительный механизм, связанныйс управляющим входом измерительного генератора, и прерыватель, первый контакт которого соединен свыходом синхросигнала детектора, а 40второй - с входом исполнительногомеханизма Я ,1Известный измеритель не обладает высокой точностью измерения иээа отсутствия коррекции адцитивной 45составляющей погрешности, вызваннойвлиянием побочных факторов на частоту опорного генератора, и из-заналичия мультипликативной погрешности, связанной с неравномерностью 50Чувствительности генераторов в диапазоне генерируемых частот.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является рого фильтров нижних частот, а выход - с вторым входом управляемогорегулятора чувствительносустройство для измерения емкости диэлектриков, основанное на методе периодического сравнения параметров измеряемого объекта и контрольного образца и содержащее опорный и измерительный генераторы, измерительный и образцовый датчики, автоматический коммутатор, первый контакт которого соединен с корпусом устройства, а два вторых контакта - соответ- ственно с первыми выводами датчиков, вторые выводы которых соединены с времязадающей цепью измерительного генератора, смеситель, два входа которого соединены соответственно с выходом опорного и измерительного генераторов, последовательно соединенные с выходом смесителя полосовой фильтр, частотный детектор, амплитуд ный детектор, низкочастотный усилитель, первый сйнхронный детектор и индикатор, а также генератор синхросигнала, высокочастотный усилитель, вход которого соединен с выходом частотного. детектора, последовательно соединенные с выходом высокочастотного усилителя второй синхронный детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора синхросигнала, автоматический прерыватель, интегратор и частотный модулятор, управляющий вход которого соединен с выходом генератора синхросигнала, делитель частоты, выход которого соединен с управляющими входами автоматического коммута тора и автоматического прерывателя и с опорным входом первого синхронного детектора, а вход - с выходом генератора синхросигнала параллельно опорному входу второго синхронного детектора и управляющему входу частотного модулятора, выход, которого соединен с модулирующим входом опорного генератора 2 .Однако известное устройство обладает недостаточно высокой точностью измерения малых приращений емкости из-эа наличия мультипликативной составляющей погрешности, связанной с неравномерностью чувствительности измерительного генератора к влияющим факторам в диапазоне генерируемых частот. Кроме того, применяемая в устройствеаддитивная коррекция, основанная на выполнении условия симметрии генерируемых частот путем автоподстройки опорного генератора, не приводит к сохранению абсолютных значефний этих частот, вследствие чего возникает дополнительная погрешность вызванная смещением полосы разноатных частот, выделяемых полосовым фильтром, в зону нелинейности рабочего участка резонансной характерис тики частотного детектора.Цель изобретения - повышение точноСти измерения малых приращений емкости, зависящих от концентрации одной из компонент сложной среды. 15Поставленная цель достигается тем, что в диэлькометрический измеритель концентрации пластификатора в пленочных материалах, содержащий опорный и измерительный генераторы, измерительный и образцовый датчики, первый автоматический коммутатор, первый контакт которого соединен с время- задающей цепью:измерительного генератора, а два вторых контакта - соответственно с первыми выводами датчиков, вторые выводы которых соединены с корпусом измерителя, смеситель, два выхода которого соединены соответственно с выходами опорного и измерительного генераторов,.последовательно соединенные с выходом смесителя полосовой фильтр, частотный детектор, низкочастотный усилитель и первый синхронный детектор, а также амплитудный детектор, индикатор, генеЛ 5 ратор синхросигнала, высокочастотный усилитель, вход которого соединен с выходом частотного детектора, последовательно соединенные с выходом высокочастотного усилителя 40 второй синхронный детектор, автоматический прерыватель, интегратор и первый частотный модулятор, управляю,щий вход которого соединен,с выходом генератора синхросигнала, первый делитель частоты, выход которого соединен. с управляющими входами первого автоматического кбммутатора и автоматического прерывателяи с опорным входом первого синхронного детектора, введены Фильтр сред 50ней раэностной частоты, вход которого соединен с выходом частотного детектора, второй частотный модулятор, вход которого соединен с выходом Фильтра средней раэностной .частоты,а выход - с модулирующимвходом опорного генератора,.второй, делитель частоты, выход которого ,соединен с входом первого делителя частоты, с опорным входом второго синхронного детектора и управляющим входом второго частот-ного модулятора, а вход - с выходомгенератора синхросигнала параллель-"но управляющему входу первого час тотного модулятора, выход которого соединен с модулирующим входомизмерительного генератора, управляемый регулятор чувствительности,первый вход которого соединен свыходом первого синхронного детектора, а выход - с входом индикатора,усилитель частоты сййхросигнала,выход которого соединен с входомамплитудного детектора, а вход -с выходом частотного детектора, второй автоматический коммутатор, первый контакт которого соединен с выходом амплитудного детектора, а управляющий вход - с выходом первогоделителя частоты, первый и второйфильтры нижних частот, входы которыхсоединены соответственно с двумя Фвторыми контактами второго автоматического коммутатора, и логометрический блок, два входа которого соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров нижних частот, а выход - с вторым входом управляемого регулятора чувствительности,На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 а, б,спектры частот опорного и измерительного генераторов в разные тактыработы первого автоматического коммутатора; на фиг,2 в, ж - эпюрынапряжений на выходе генераторасинхросигнала, второго и первого делителей частоты (соответственно);на фиг. 2 з и 3 а - характер изменения несущей частоты сигнала навыходе измерительного генератораи частотного детекТора (соответственно); на фиг. Зб, и - эпюры напряжений на выходе высокочастотного усилителя, автоматического прерывателя,усилителя частоты синхросигнала,первого и второго Фильтров нижних частот, низкочастотного усилителя, первого синхронногодетектора и управляемого регулятора чувствительностисоответственно. Пунктирной линиейпоказаны эпюры напряжений на выходе фильтра средней разностной частоты (Фиг.2 е ), интегратора (фиг.2 ж, в), на входе первого (фиг.З д)и второго (фиг. 3 е) фильтров нижних частот, а также на выходе интегрирующего звена (Фиг. 3 э, и )первого синхронного детектора (интегрирующее звено, входящее в составпервого синхронного детектора, нафиг.1 не показано). Индексы , стоящие у осей ординат, указывают номерблока, к которому относится изображаемый график.Измеритель содержит опорный 1и измерительный 2 генераторы, первый автоматический коммутатор 3,смеситель 4, генератор 5 синхросигнала, измерительнйй 6 и образцовый 7датчики с измеряемым объектом иконтрольным образцом соответственно, второй 8 и первый 9 частотныеьйдуляторы, полосовой Фильтр 10,фильтр 11 средней разностной часто-ты, частотный детектор 12, интегра,тор 13, автоматический прерыватель14, высокочастотный усилитель 15,второй синхронный детектор 1 б, низкочастотный усилитель 17, усилитель 18 частоты синхрооигнала, амплитудный детектор 19, второй 20и первый 21 делители частоты, первый синхронный детектор 22, второй:автоматический коммутатор 23, первый24 и второй 25 фильтры нижних частот, управляемый регулятор 26чувствительности, логометричес. кий блок. 27 и индикатор 28.При этом выходы генераторов 1и 2 подключены к входам смесителя4, выход которого соединен черезполосовой Фильтр .10 с входом детектора 12, выход которого соединен с входами высокочастотногоусилителя 15, низкочастотногоусилителя 17 и усилителя 18 часто/ты синхросигнала, Выход высокочастотного усилителя соединен свходом синхронного детектора 1 б,выход которого через автоматический прерыватель 14 соединен с входоминтегратора 13, выход которого соединен .с входом частотного модулятора 9, выход которого соединенс управляющим входом измерительного генератора. ВЫход низкочастотного усилителя 17 соединен с входом .синхронного детектора 22, выход которого соединен с.входомуправляемого регулятора 26 чувствительности, выход которого соединен с индикатором 28. Выход .усилителя 18 соединен с входом амплитудного детектора, выход. которого через автоматический коммутатор 23соединен с входами фильтров 24 и25 низких частот, выходы которыхоединены с входами логометрическо. о блока 27, выход которого соединенс входом управляемого регулятора .2 бчувствительности.Измеритель работает следующимобразом,Выходные сигналы опорнОго и измерительного генераторов 1 и 2 поступают на смеситель 4 (фиг.1,).В спектре выходного напряжения смесителя содержатся частоты, равныеразности частот, поступающих на еговходы сигналов. Спектр генерируемых,частот (Фиг.2 а, б) зависит от амплитуды и частоты сигналов, поступающих на модулирующие входы обоих генераторов,а также от состоянияпервого автоматического коммутато, ра 3, через контактыкоторого к времяэадающей цепи измерительного генератора 2 поочередно подключаютсяизмерительный б и образцовый 7 датчикиС выхода генератора 5 синхросигнала напряжение частоты шгфпрямоугольной формы(фиг. 2 в) поступает одновременно на управляющий вход первого частотного модулятора 9, задавая частоту модуляции выходногосигнала измерительного генератора2, и на вход, второго делителя 20частоты,преобразующего это напряжение частоты шпЯ) в сигнал кратнойчастоты ИЯ фиг. 2 г - коэффициент 15 деления ш условно принят равнымпяти ш=5). Выходное напряжение,сделителя.20 поступает, в свою очередь , на управляющий вход второгочастотного модулятора 8, задаваячастоту модуляции выходного сигнала опорного генератора 1,и одновременно подается на первый делитель 21 ,частоты, преобразующийнапряжение частоты и я в сигналкратной частоты Я (фиг. 2 д) - коэффициент деления Ь условно принят равным четырем п =4, которыйслужит для уйравления первым автоматическим коммутатором 3..Частотная модуляция напряженияопорного генератора 1 с помощьювторого частотного модулятора 8приводит к тому, что частота и, выходного сигнала периодически изменяется с частотой иЯ, принимая поочередно значения равные в один подупериод Я/и Я-сда в другой полупериодЯ/в Я-И (фиг. 2 а иб) .ймйлитуда переменной составляющеичастоты пй сигнала на модулирующем 40 входе генератора 1 (фиг.2 е) задается вторым частотным модулятором 8с таким условием, чтобы за Периодработы измерителя 2%/Я,) сохранялосьсоотношение4 а, ИпфЯ,4 ьипц своху сц р, где Ы - частота измерительного генератора 2, изменяющаяся 50, под воздействием модулирующего сигнала и влияющихфакторов (информативных ипобочных).В бтсутствие сигнала на модулирую щем входе измерительного генератора 2 при периоДическом подключении кк его времязадающей цепи измерительного б и образцового 7 датчиков частота М выходного сигнала генератора2 изменяется, принимая поочереднозначения равные в первый полупериод Яlй (Фиг.2 а)оГИ = сд -8 2) где ио - начальное значение частогты измерительного генератора 2, задаваемое "Установкой в "0( измерителяв отсутствие измеряемогообъектаЬ - расстройка частоты измерительного генератора,2,зависящая как от разностипараметров измеряемого объекта и контрольного образца (информативный параметр) , так и от побочныхфакторов, не связанных синформативным параметром;8 - расстройка частоты Иизмерительного генератора2, вызванная влияниемтолько побочных факторовнеидентичность параметров датчиков и временнаянестабильность этих параметрофВеличины Ъ и о условно. взяты со знаком "-" ( фиг. 2 а и фиг 2 б).Частотная модуляция напряжения измерительного генератора 2 с помощью первого частотного модулятора 9 и поочередное подключение к его времязадающей цепи измерительного б и образцового 7 датчиков приводят к тому, что его частоты И и Исоотношения ,1) и ,2 будут периодически изменяться с частотой Ви й,принимая поочередно значения, равные в первый полупериод Я-И - ифгИг (фиг.2 а), а во второй полупериод Яй-иг и г Ьиг.2 б), причем в один полуйериод ) ви ъ 1 при подключений измерительного датчика б (фиг. 2 з)о: 2=дг Ьг=глох (4) и ббответственно /при подключении образцового датчика 7) ф.д) г = " г" г(махгде А, Ь и Е(,8 - величины,определяющие раостройку частоты измерительного генератора 2 относительно наочального значения я, связанные с амплитудой переменной составляющей сигнала на его модулирующем входе и зависящие от тех же факторов, что и соответствующиеим величины Ь и о . Поэтому знаки, стоящие перед величинами Ь( Ьг,З и 3 в соотношениях 3) - б), выбраны условно, так как они определяются не только ам,плитудой и Фазой переменной составляющей сигнала на модулирующем вхо"де измерительного генератора, нои величиной и знаком Ь и 3Амплитуда переменной составляющей .сигнала частоты йв й на модулиру ющем входе измерительного генератора 2 (фиг.2 ж) задается первым частотным модулятором 3 таким образом, чтобы в областях изменения генерирующих частоту -,ц,диегенти( 10 чувствительность измерительного генератора линейно зависела от величины влияющих факторов. Это требова,ние выполняется при условии, что15 бшахь,-ь ),Я -Я Япричем из-за неравномерности чувствительностиизмерительного генератора к влияющим факторам в диапазоне20 частоты;-и"щ, практически всегдавыполняется соотношение/3 ц-ь 2 Ф 8,.Ч (7(В этом случае среднее значение рас стройки частоты и за полупериод,Я й . будет определяться либо величиной Ь(входной информативныйпараметр и побочные Факторы), либовеличино 9 8 побочные факторы, З 0 то естьфигъ. 2 а и фиг. 2 б)Ь, -Ьг. Ь= - СВ).2иПосле смешивания выходныхчастотно-модулированных сигналовопорного 1 и измерительного 2 генераторов в смесителе 4 полосовойфильтр 10 выделяет сигнал, частотакоторого равна разности Яр генерируемых частот в соответствующие полупериоды коммутации(их /Я) датчиков6 и 7 и модуляции опорногО /И) 45 и измерительного /п(и й) генераторов. Выходное звено полосовогофильтра 10 содержит элемент амплитудного ограничения, устраняющий параэитную амплитудную модуляцию 50 частотно-модулированного разностного сигнала. Входным эле-.ментом частотного детектора 12является узкополосный усилитель, настроенный таким образом, что линей ный участок одной иэ ветвей его резонансной характеристики захватывает все раэностные частоты от И(ш,здомр(х причем средняя точка линейного участка соответствует среднему 60 значению разностной частоты Ир, которое равно Фиг,2 а, б)о(10)(14) Прн подключЕнии образцового датчика 7 с контрольным образцом к времязадающей цепи измерительного генератора 2 (второй полупериод Т/Я) несущая частота раэностного сигнала периодийескй /(с частотой р и й) принимает значения, равные в один полупериод 1 ий (фиг,2 б и фиг,За) 20 25О,35 Ирг =(" дг =рфгИрг -и -сдг = р 1. (18) изменение несущей частоты раэностного сигнала на входе частотного40 детектора 12 приведет (в пределах линейного участка его резонансной характеристики) к эквивалентному изменению амплитуды сигнала на его выходе, т.е. к образованию амплитудно-частотно-модулированного напряже;ия с несущими частотами Яр, И р,И ргФ ЗргИр 1 ИрИрг И У рг и огибающймй частотами и а, йи Ф о й, первые гармоники которых выделяются соответственно высокочастотным уси,лителем 15(фиг,3. б) , низкочастотным усилителем 17 фиг, Зж) и усилителем 1 частоты синхросигнала (фиг.3 г), параллельно подключенными к 55 выходу частотного детектора 1 Й(фиг. 1) Иодулирующие частоты ичастота коммутации выбираются зна-чительно меньшими частот, выделяемых полосовым фильтромЯ сссс в й с(др(19),50 Амплитуда сигнала на выходе вЫсокочастотного усилителя 15 пропорциПри включении измерительного датчика 6 с измеряемым объектом во времязадающую цепь измерительного ге,нератора 2 (первый полупериод 1(Я), несущая частота разностного сигнала на выходе .полосового Фильтра 10 пери одически (с частотой модуляциитпЯ) принимает значения, равные в один полупериод 1 ( й Я (фиг. 2 а).и фиг. Зар =цМ =дф -д, (11) 10г оар= и -со, =сор -дг (12)1 а в другой полупериод. .ЖЛ ональна девиации несущей частоты амплитудно-частотно-модулированного сигнала за период 2 Я)пй, которая согласно (,8), (11) - Ь 4) в первый полу- Период С равна (фиг.2 а и фиг.3 а)о-а(,а во второй полупериодЗй согласно. соотношениям (9), (15) - (18) равна (Фиг. 2 б, и 3 а3Ф 4Р Р ОРгР 2) 1 Вор о)+(сор)2(Я, ) . (об )48).Второй синхронный детектор 16, на опорный вход которого со второго делителя 20 частоты подается на- пряжение частоты бй(фиг.2 г),преобразует .выходной гармонический сигнал высокочастотного усилителя 15 (фиг. 3 б) в напряжение в виде выпрямленных полуволн синусоиды. Автоматический прерыватель 14 синхронизируется выходным напряжением (часготы Я) первого делителя21 частоты фиг. 2.д) с рабочими тактами первого автоматического коммутатора 3 таким образом, что при подключении образцового датчика 7 к время- задающей цепи измерительного генератора 2 контакты прерывателя замкну-. ты, а при включении измерительного датчика 6 его контакты разомкнуты. В результате из выходного сигнала второго синхронного детектора 16 формируется периодическая последовательность пакетов полуволн си-. нусоиды длительностьюЯйс периодом следования 2 Яй (фиг.З в), После усреднения выходного напряжения автоматического прерывателя 14 в интеграторе 13 постоянное напряжение, пропорциональное величине расстройкиЦ частоты измерительного генератора 2 под влиянием побочных факторов (пунктирная линия нафиг. 3 в), поступает на первый частотный модулятор 9, задавая уровень постоянной составляющей модулирующего сйгнала (пунктирная линия на фиг. 2 ж), постоянная составляющая выходного напряжения модулятора 9 служит в качестве корректирующего сигнала, который перестраивает частоту Ягизмерительного генера тора 2 до тех пор, пока в соответствующий полупериодЗ/Я, не будетвыполнено условие баланса генерируемйх частот2 и(2 =Д. -И2 1)т.е. с точностью 4 о ошибки некомпенсации (пропорциональной величине О) замкнутой системы, состоящейиз генератора 2, смесителя 4, Фильтра 10, детектора 12, усилителя 15,детектора 16, прерывателя 14, интегратора 13, модулятора 9, среднееэа период 271(й значение частотыизмерительного генератора Ы совпадает с начальным значением егочастоты и которое задается "установкой в "0", исходя иэ условиясимметрии частоты М" и ы 2 относительно положения частот й, и у,опорного генератора на частотнойоси. Таким образом, при соответствуюОщем выборе постоянной времени интегрирующего звена замкнутой системы и при соблюдении соотношения25"2 С ъ) - "(20)ладе с - постоянная времени измерительного генератора 2, втечение которого его частотыИ -И 12 стабильны (не 30изменяются под влиянием.медленных дрейфов)2, - постоянная времени интегратора 13,уменьшается аддитивнаясоставляющая 35погрешности измерения, связаннаяс влиянием медленных дрейфов частоты измерительного генератора и воз-.действием других побочных факторовва параметры его времяэадающей цепи, 4 Онапример неидентичность и временнаянестабильность параметров измерительного и образцового датчика 6 и 7,Среднее значение несущей (раэностной) частоты ц Р выходного сигналаочастотного детектора 12 эа период45л2 н(Я будет постоянным грк -слованпостоянства абсолютных значений(частот И, и И, опорного генератора1 (фиг,2 а,б;. Фиг. 3 а и соотношение(10), Поэт му Фильтр средней раз-ностной.частоты 11, входным элементом которого является настроенный на частоту Я резонансный усилитель, выделит иэ выходного амплитудно-частотно-модулированногосигнала детектора ." 2 постоянноенапряжение, пропорционаЛьное энаочению уЭто напряжение, поступаяна второй частотный модулятор 8,задает уровень постоянной состав- бО.ляющей модулирующего сигнала на модулирующем входе опорного генератора (пунктирная линия на Фиг 2 е)Иедленные дрейфы частот опорного генератора 1 под воздействием побочных факторов приведут вследствие неравномерности его чувствительности в диапазоне генерируемых частот к изменению среднего. значения раэностной частоты(др(соотношение (10), что вызовет, смещение полосы несущих разностных частот (Ир,Д-Ирц в зону нелинейности рабочего участка резонансной характеристики детектора 12 и появление дополнительной погрешности преобразования информационного сигнала, связанной с изменением чувствительности частотного детектора 12. Изменение уровня постоянного напряжения на выходе фильтра 11 приведет к изменению уровня постоянной составляющей на выходе второго частотного модулятора 8, что послужит корректирующим воздействием для подстройки опорного генератора 1, частоты которого будут перестраиваться до тех пор, пока не выполнится соотношение (10),Это приведет к.смещению полосы нес.щих частот(ур-И,)в зону линейности рабочего участка резонансной характеристики детектора 12 и к устранению дополнитеЛьной )погрешности преобразования. Постоянная времени выход-,ного интегрирующего звена Фильтра 11 выбирается из условияь и(21)игде ь - постоянная времени опорного генератора 1, в течение которого его частоты Ы, к ы, не изменяются под влиянием медленных дрейФов;- постоянная времени фильтра средней раэностнойчастоты 11,усилитель частоты синхросигнала,18, настроенный ва первую гармоникучастоты Ее Я, выделяет из выходногоамплитудно-частотно-модулированного сигнала детектооа 12 синусоидальное напряжение фиг. Зг), амплитудакоторого пропорциональна девиациинесущей разностной частоты за полупернодк (Й (Фиг.З а). Т.е, в одинлполупернод к) я амплитуда выходногосигнала усилителя 18 пропорциональна величинеЬ,-й/ а в другой полупе.риойй-/8 Щи при выполнении соотношения (7) выходное напряжение усилителя 18 (Фиг.З г) будет со.держать огибающую прямоугольной формычастоты(2,которая выделяется амплитуд.ным детектором 19 и поступает на,первый .контакт второго автоматического коммутатора 23, управляемогонапряжением частоты Я с первого делителя 21 частоты. Поскольку работавторого 23 и первого 3 автоматичес23)7где 1 является погрешностью нуля прибора (аддитивная составляющая погрешности измерения), апропорциональная величине, характеризующей погрешностьчувствитель ности (мультипликативная составляю- щая погрешности измерения). Величина )7 как следует иэ определейия, должна быть больше единицы. 40 50 Низкочастотный усилитель 17, настроенный на первую гармонику частоты Я , выделяет иэ выходного сигнала частотного детектора 12 огибающую, амплитуда которой пропорциональна величине Ь -3), зависящей от расстройки начального значения И о частоты измерительного генератора 2, вызванной влиянием только информативного параметра, и не эависит от влияния побочных факторов. С выхода низкочастотного усилителя синусоидальный сигнал частоты Я поступает в первый синхронный детектор 22, на опорный 65 ких коммутаторов синхронизирована,то на вторых выходных) контактахкоммутатора 23 появятся сигналы, в виде отрезков постоянного напря жения длительностью 1 )й,следующихс частотой й ,причем на одном иэвыходных контактов амплитуда сигнала пропорциональна величине ,6,"ьД,а на другом -8.ЗЦ (пунктирные линии на фиг. 3 д,е ) Эти:сигналы,поступая соответственно на первый 1024 и второй 25 фильтры нижних частот, усредняются (постоянная времени фильтров ьь ) 2 ЦЯ и подаютсяна логометрический блок 27. Формируемое логометрическим блоком постоянное напряжение пропорционально.отношению амплитуд входных сигналов сплошная линия на фиг. 3 де):1 82)20о ро. о1 Ь,-Ьд1где 0 - амплитуда постоянного напряжения на выходе логометрического блока 27; 25)7 - величина, характеризующаянеравномерность чувствительности измерительного генератора 2 в диапазоне генерируемых частот 30Учитывая неравномерность чувствительности измерительного генератора, а также исходя из приве- .денного определения величин ь и 3связь между входным информативнымпараметром Ь 8 и величинами ь и оможно с достаточной точностью описать выражением вход которого подается напряжение той же частоты с первого делителя частоты 21 (фиг. 2 д). После детектирования (фиг. 3 з) и устранения в выходном интегрирующем звене детектора 22 (пунктирная линия на фиг,3 э) информационный сигнал, пропорциональный величине входного информативного параметра (Ь-о) (пунктирная линия на фиг, 3 и), через управляемый регулятор 26 чувствительности поступает на индикатор 28.Напряжение, подаваемое свыхода логометрического блока 27 на второй вход регулятора 26, вносит поправку в величинуинформационного сигнала, изменяя его амплитуду в)7 раз (фиг, 1 и фиг. 3 и), где 9 определяется иэ соотношений(22), (23) . В результате этого преобразования амплитуда напряжения, регистрируемого .индикатором 28, пропорциональна величине входного информативного параметраЬ ине зависит от мультипликативной составляющей погрешности, вызванной неравномерностью чувствительности измерительного генератора1Во -Ь=, "Ь-Е) =Ь,(24))Ь 7- Ь)где Ьи,ц - выходной информативныйпараметр, величина которо-го пропорциональна амплитуде информационного сигнала, регистирируемогоиндикатором;входной информативный параметр, величина которого пропорциональна измеряемомуприращению емкости измеряемого датчика, зависящему отконцентрации одной из компонент сложной среды (отпараметра измеряемого объ-екта) .Поскольку величины Ь, и 6 лежат в той же области изменений частоты измерительного генератора, что и величина (д-Ь ), а именно Ьг ен 7 Ищахв которой чувствительность .генератора линейно .зависит от величины влияющих Факторов, то мультипликативные погрешности измерения величин Ь, и Ь,а также их разности а- а и величины (ь) равны между собой (при этомпредполагается, что фсс/ь, Поэтому укаэанным в соотношении (24) преобразованием устраняется мультиплика-тивная составляющая погрешности измерения информативного параметра.Использование идентичных датчиковвыполненных по дифференциальнойсхеме на одной подложке, уменьшает аддитивную составляющую погрешности, вызванную влиянием побочных факторов на параметры измерительного датчика. Уменьшение аддитивной составляющей погрешности, связанной с неравенством емкостей измерительного и образцового датчиков 6 и 7, осуществляется "Установкой в "0" измерителя в отсутствие измеряемого объекта.и контрольного образца. Для этого подстроечными элементами время- задающих цепей измерительного и10 опорного генераторов(на фиг,1 не показаны) добиваются выполнения условий; соответствующих балансу генерируемых частот (фиг.2 а и б) в оба .такта работы первого,автоматического коммутатора 3 (т,е. эа период 271 й)вфЪФ ггва о го+"га:(25)1 Х г 2 г20Игф фх 2г= г э (26) при которых указатель индикатора установится на нулевую отметку. После 25 этого измеритель готов к работе.Таким образом, аддитивная составляющая погрешности, связанная как с медленными дрейфами частот опорного и измерительного генераторов, . так и с нестабильностью и неидентичностью параметров образцового и изме" рительного датчиков, устраняется введением коррекции частоты измерительного генератора по цепи внутренней обратной связи и соответствующим подбором ее постоянной времени(19, (20) .Иультипликативная составляющая погрешности, связанная с неравномерностью чувствительности измери тельного генератора в диапазоне генерируемых частот, устраняется введением дополнительной модуляции частоты измерительного генератора, выделением сигнала, пропорционального 45 отношению девиаций абсолют.ых значений генерируемых частот (:;.арак" теризующего неравномерность чувствительности), и коррекцией выходного информационного сигнала 50 (зависящего от величины входного информативного параметра) по величине отношения (22) и (24) .ДополнителЬная погрешность преобразования измерительной информации, 55 вызванная изменением взаимного поло жения частот опорного генератора(на частотной оси) под влиянием" медленных дрейфов и вследствие этого.смещением полосы несущих разностных частот в зону нелинейности рабочего склона резонансной характеристики частотного детектора, устраняется введением коррекции частоты опорного генератора по среднему зна.чению разностной частоты, выделяемому в цепи внутренней Обратной связи, и соответствующйм выбором постоянного временИ этой цепи (10), (21) .Предлагаемый измеритель обладает более высокой точностью измерения малых приращений емкости по сравнению с базовым объектом (прибор типа ,600 К) благодаря введению аддитивной коррекции и дополнительного трак,та мультипликативной коррекции, что позволяет вести контроль и измерение малых изменений концентрации компонент в сложных средах, например определять содержание различных пластификаторов в диэлектрических пленочных материалах в процессе.их производства. Для этой цели после предварительной "Установки в "0".измерителя и выполнения условий баланса генерируемых частот (25) и(261 контрольный образец пленки с известным содержанием пластификатора и измеряемый объект, концентрацию пластификатора в котором необходимо определить, помещают в рабочие эоны соответствующих датчиков (измерительного и образцового), находящихся в одинаковых климатических условиях. Возникающая при этом дополнительная расстройка частоты измерительного генератора,( Ь -д) будет пропорциональна разности концентраций пластификатора в контрольном образце и измеряемом объекте и при правильном подборе модулирующих частотагЯ,пяи частоты коммутаций Я, (19), а также при соответствующем выборе постоянных времени внутренних цепей обратной связи (20, и (21), не будет зависеть от влияния побочных Факто-. ров, вызывающих аддитивную составляющуюпогрешности и дополнительную погрешность преобразования частотного детектора, а после введения корректирующей поправки на неравномерность чувствительности измерителя в диапазоне частот, не будет зависеть от мультипликативной составляющей погрешности.