Параметрический преобразователь малых влагосодержаний диэлектриков в электрический сигнал

СОЮЗ СОВЕТСКИ ЦИАЛИСТИЧЕСН ПУБЛИК Х В 1 06 601 227 ЕНИЯ БРЕ ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС /(53) 621,317,733,025 а 551.508.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельстно СССРВ. 321770, кл. О 01 й 27/26, 1968.2. Авторское свидетельство СССР 9 256854, кл, О 01 В 17/00, 1967(54)(57) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗО" ВАТЕЛЬ МАЛЫХ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, содер жаший измерительный мост, два смежных плеча которого содержат 1 соответ.ственно первый и второй резисторы, смежное с вторым третье плечо содержит параллельно соединенные третийрезистор и конденсатор, а четвертое плечо содержит кварцевый резонатор и компенсационный элемент, первый . и второй входы которого соединены с соответствующими входами указателя и выходами детектора, первый и вто-,. 80 816 А рой входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами усилителя и первым и вторым входами фазоинвертора, первый и второй выходы которого соединены соответственно со смежным с четвертым плечом .выводом первого резистора и смежными выводами второго и третьего резисторов, второй вывод последнего соединен с шиной заземления и первым вхо- дом усилителя, второй вход которогосоединен со смежными выводами первого и второго резисторов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, введен регулируемый конденсатор, причем компенсационный элемент третьим выводом сое- Е динен с первым выходом фазоинвертора, а четвертым выводом через последовательно соединенные регулируемый конденсатор. н кварцевый резонатор, С параллельно которому присоединяетсяфы контролируемый диэлектрик, соединенс шиной заземления.Изобретение относится к электро-.измерительной технике иможет бытьиспользовано для определениямалыхвлагосодержаний в диэлектриках.Известно устройство для измеренияпараметров диэлектриков, содержащее5усилитель, фазоинвертор, индикатор,генератор и измерительный мост, одноиз плеч которого содержит последовательно соединенные кварцевый резонатор и контролируемый диэлектрик 1 . 10Наиболее близким к изобретениюпб технической сущности являетсяпараметрический преобразовательэкви,валентного сопротивления кварца вэлектрический сигнал, содержащий из" 15мерительный мостдва смежных плечакоторого содержат соответственнопервый и второй Резисторы, .смежноесо вторым третье плечо содержит па"раллельно соединенные третий резис". тор и конденсатор, а четвертое плечосодержит кварцевый резонатор, первыйвывод которого соединен со смежнымвыводом первого резистора и первымвыходом фазоинвертора, а второй вывод соединен с первым выводом компенсационного элемента, второй выводкоторого соединен со смежным выводомконденсатора, шиной заземления и пер-.вым входом усилителя, второй входкоторого соединен со смежными выводами первого и второго резистора,смежный с конденсатором вывод которого соедини со вторым выходом фазоинвертора, первый и второй входы ко"торого соединены с соответствующимивыходами усилителя и входами детектора, первый и второй выходы которо"го соединены соответственно с первымии вторыми входами указателя и компенсационного элемента Ц . 40Однако известные устройства необеспечивают достаточной точностипри измерении малых влагосодержанийдиэлектриков,Цель изобретения - повышение точности измерениямалых влагосодержаний диэлектриков за счет увеличениячувствительности известного устройства.Эта цель достигается тем, что вустройство, содержащее измерительныймост, два смежных плеча которого содержат соответственно первый и второй резисторы,.смежное с вторымтретье плечо содержит параллельносоединенные третий резистор и конденсатор, а четвертое плечо содержиткварцевый резонатор и компенсационный элемент, первый и второй входыкоторого соединены с соответствующимивходами указателя и выходами детектора, первый и второй входы которогосоединены соответственно с первыми вторым выходами усилителя и первым и вторым входами фазоинвертора, первый и второй выходы которого соеди нены соответственно со смежным с четвертым плечом, выводом первого резистора и смежными выводами второго и.третьего резисторов, второй вывод последнего соединен с шиной заземления и первым вкодом усилителя, второй вход которого соединен со смежными выводами первого и второго резисторов, введен регулируемый конденсатор, причЕм компенсационный элемент третьим выводом соединен с первым выходом фазоинвертора, а четвертым выводом через последовательно соединенные регулируемый конденсатор и кварцевый резонатор, параллельно которому присоединяется контролируемый диэлектрик, соединен с, шиной заземления.Чувствительность устройства опре" деляется зависимостью эквивалентногб сопротивления 4 элементов четвертого плеча измерительного моста от аараметров контролируемого диэлект-рика. Эта зависимость выражается . формулойс,+с=й 1+ 1+ в8Югде 6 и С - эквивалентное электри"ческое сопротивлениеи .междуэлектродная емкость кварцевого резонатора 18 и С - сопротивление потерь7и емкость контролируе"мого электрика;С 8 - емкость регулируемогоконденсатора;(д - круговая частота элект- .рического сигнала.Выражение (1) указывает на то,что увеличение величины 34 связаноЙе только с ростом емкости С, но ис уменьшением 17, что и позволяетувеличить. чувствительность устройства к изменению влажности диэлектрика.На чертеже приведена структурнаясхема устройства.Устройство содержит измерительныймост 1 с резисторами 2 - 4, конденса-,тором 5, кварцевым резонатором 6,контролируемым диэлектриком 7, регулируемым конденсатором 8, компенсационным элементом 9, усилитель 10,фазоинвертор 11, детектор 12, указатель 13,Устройство работает следующимобразом,При разбалансе моста 1 возникаетавтогенерация. Режим и амплитудаавтоколебаний поддерживается автоматически путем подачи детектируемогонапряжения на компенсационный элемент 9. Напряжение разбаланса моста1 усиливается усилителем 10 и черезфазоинвертор 11 подается на входмоста 1. Увеличение влажности конт1049816 Составитель Ю. Кареевор Н. Бобкова Техред А.Бабинец КорректоЪ3 игор 408/4 Тираж 710 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауша Поддисно комитета СССР и открытий сная наб., д.илиал П атент, г. Ужгород, ул. Проектная,ролируемого диэлектрика 7 приводитк увеличению диэлектрических потерь,которые характеризуются уменьшениемвеличины сопротивления контролируемого диэлектрика 7. Увеличение влажности контролируемого диэлектрикаодновременно увеличивает и диэлектри."ческую проницаемость его, приводящую к увеличению емкости, Согласноравенству (1) это.приводит к повыше-.нию сопротивления Ц 4, т.е. увеличению разбаланса моста.Меняющеесянапряжение разбаланса измерительногомоста 1 после усиления усилителем10 и детектирования детектором 12подается на компенсационный элемент 5 9 и указатель 13. При этом полноесопротивление компенсационного элемента 9 меняется таким обраЬом, чтобы восстановить прежнее значениенапряжения 1 азбаланса моста 1. Величина постоянного разбаланса моста 1,вызываемого изменением влагосодержания контролируемого диэлектрика 7,регистрируется указателем 13, имеющнмградуировку в процентах влажностиконтролируемого диэлектрика. За счет повышения чувствительностипреобразования влагосодержания диэлектриков повышается точность преобразователя,