Влагометрическая установка

.239Лебе пдени я точно й вход тем, что, с целью по ти измерений, информ цио кто подклюлюснику,тору,кой часазового дет вт(54)(5 КА, со включе люсник и моду мерительному щий вход - к второго Филь динен с инве н к одул а ни правля ых сным входом тоты со интегра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(2 1) 3539044/24- 5 (22) 11,01.83 (46) 23, 10.84. Бюл (72) Н.Л, Позен, Г и Е.Н, Тихомиров (71) Киевское науч ное объединение "А (53) 551.508.7(088 (56) 1. Патент ФРГ кл. С 01 И 27/22,2. Авторское св98634, кл. С 01 (прототип). но-производственалитприбор"8)2436632,1971.идетельство СССИ 27/22, 1979 ВЛАГОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВ- ржащая емкостный датчик, ый в измерительный двухпосоединенный с генератором тором, фазовый детектор,соединенный информационным входомс измерительным двухполюсником, управляющим входом - с модулятором,выходом через последовательно соединенные Фильтр низкой частоты, интегратор, подключенный к фильтрупрямым входом, и управляющий элемент - с генератором, а также последовательно соединенные вторыефазовый детектор и Фильтр низкойчастоты, о т л и ч а ю щ а я с я20231 2 5 10 20 25 30 35 40 45 50 1 11Изобретение относится к измерительной технике для измерения влажности сыпучих веществ и может бытьиспользовано при создании емкостныхизмерителей влажности зерна или других сыпучих веществ,Известно устройство, содержащееисточник переменного высокочастотного напряжения с колебательным контуром, в который входит катушка индуктивности, конденсатор постоян.ной емкости и измерительный конденсатор с лишенным изоляции электро. дом, причем источник переменногонапряжения подключен к колебательному контуру так, что отсутствуетобратное воздействие этого контурана указанный источник, который вырабатывает сигналы с фиксированнойчастотой и постоянной амплитудой Ц.При заполнении исследуемым веществом. например зерном пшеницы, в полости измерительного конденсатора будет происходить изменение резонансной частоты колеЮбательного контура, что приведет кизменению амплитуды электрическогонапряжения на колебательном контуре. По изменению амплитуды нанряжения электрического тока измеряютвлажность.Данный прибор позволяет получитьочень приближенное значение влаж=ности, поскольку градуировочнаякривая зависит не только от значений емкости и активных потерь висследуемом материале, но также отчастоты, на которой происходят измерения. А для разных значений влаж.ности получаемая резонансная частота будет разной.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, генератор,модулятор, два фазовых детектора,, два фильтра низкой частоты, интегратор и управляющий элемент 2,Известное устройство имеет зонунечувствительности, обусловленнуюневозможностью точного определенияоточки перехода фазы на 180 огибающей амплитудно-модулированного сиг"нала. При этом возникает погрешностьизмерения влажности, особенно существенная при наличии больших активных потерь датчика,Цель изобретения - повышение точности измерений путем ликвидации зоны нечувствительности при переходе фазы через 180 огибающей амплиотудно-модулированного сигнала.Поставленная цель достигается тем, что влагометрнческой установке, содержащей емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, соединенный с генератором н модулятором, фазовый детектор, соединенный информационным входом с измерительным двухполюсником, а. управляющим входом - с модулятором,выходом через последовательно соединенные.фильтр низкой частоты, интегратор, подключенный к Фильтрупрямым входом, и управляющий элемент " с генератором, а также последовательно соединенные вторые фазовый детектор и фильтр низкой частоты, информационный вход второгофазового детектора подключен к измерительному двухполюснику, управляющий - к модулятору, а выход второго фильтра низкой частоты соединен с инверсным входом интегратора.На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Устройство содержит емкостный датчик 1, измерительный двухполюсник 2 с модулируемыми параметрами,. модулятор 3, амплитудный детектор 4,резисторы 5 и б делителя напряжения, резисторы 7 и 8, диоды 9 и 10, тран" зисторы 11 и 12, резистор 13 в цепиэмиттеров, конденсаторы 14 и 15 большой емкости, нагрузачные резисторы16 и 17 в цепи коллекторов транзисторов 11 и 12,интегратор 18, конден" сатор 19, разделительный конденсатор 20 в цепи реактивного элемента21 (варикапа), генератор 22, буферный каскад 23 между генератором 22и измерительным двухполюсником 2,два ограничительных резистора 24 и 25, включенных на входах операционного усилителя 18. При этом элементы 7, 9 и 11 образуют первый фазовый детектор, элементы 8, 10 и 12 -второй фазовый детектор, элементы16 и 14 - первый ФНЧ, элементы 17и 15 - второй ФНЧ, элементы 20 и21 " управляющий элемент. Устройство работает следующим образом,При введении в емкостный датчик 1 исследуемого вещества происходит изменение емкости емкостного датчика. Из-за этого изменяется резонан120231 40 45 ра 22. ВНИИПИ Заказ 7731/31 Фипиаа ППП 11 Патеиг", г. з 1 сная частота измерительного двухполюсника 2, представляющего собой резонансный контур, в котором имеется устройство с модулируемыми параметрами, например варикап, управляемое напряжением от модулятора 3. При изменении резонансной частоты измерительного двухполюсника 2 изменяется соотношение амплитуд высокочас" тотной составляющей на резонансном контуре. С помощью амплитудного детектора 4 выделяется низкочастотная составляющая, которая через резисторы 7 и 8 подается на базы транзисторов 11 и 12. При этом транзисторами 5 и 6 устанавливают нулевой порог срабатывания транзисторов 11 и 12. Одновременно с приходом сигнала с амплитудного детектора 4 на базы транзисторов поступает через диоды 9 и 10 прямоугольный сигнал с противофазных выходов модулятора 3. Поэтому транзисторы 11 и 12 оказываются открытыми по очереди, а уровень их открытия соответствует нулевому уровню напряжения относительно общей шины, если нет сигнала с амплитудного детектора 4. Если же поступает сигнал с амплитудного детектора 4, то уровень открытия открытого транзистора соответственно уменьшается. При этом на нагрузочных резисторах 16 и 17, а также на .конденсаторах 14 и 15 выделяется соответствующий сигнал. Резистор 16 с конденсатором 14 и резистор 17 с конденсатором 15 представляют собой низкочастотные фильтры модулируемого напряжения. Благодаря этому на вход интегратора 18 поступают два постоянных напряжения. Если они равны между собой, то на входе интегратора 18 будет напряжение, соответствующее нулевому уровню выходного сигнала с амплитудного детектора, а на входе интегратора 18 не будет управляющего сигнала. Конденсатор 19 определяет постоянную времени интегратора 18.Постоянное напряжение с выхода интегратора поступит на варикап 21 и будет поддерживать его постоян. 5 го 15 20 25 30 35 ную емкость, что, в свою очередь,обеспечит постоянную частоту генератора 22, питающего измерительныйдвухполюсник 2 через буферный каскад 23. Если же емкостный датчик 1заполнить исследуемым веществом, торезонансная частота измерительногодвухполюсника 2 изменится. Это приведет к изменению амплитуд высокочастотного сигнала, возникающих наконтуре нри воздействии на него модулятора 3. На выходе диода 4 появится прямоугольный сигнал, которыйприведет к нарушению равновесиянапряжений на коллекторах транзисторов 11 и 12. Это, в свою очередь,приведет к уменьшению или увеличению (в зависимости от направлениярасстройки измерительного двухполюсника) сигнала на выходе интегратора 18; к изменению емкости варикапа21 и, в конечном счете, к перестройке генератора 22. Процесс перестройки генератора 22 будет продолжаться до тех пор, пока амплитуды высокочастотного модулируемого напряжения на измерительном двухполюснике2 не станут равны между собой, т.е.наступят условия резонанса на измерительном двухполюснике. Приэтом перестройка частоты генератора 22 будет соответствовать величине емкости, добавленной путем введения исследуемого вещества в емкостный датчик 1. Предложенная схема не имеет зоны нечувствительности, как в известном устройстве, Даже если делитель напряжения на резисторах 5 и 6 неочень точно определяет нулевой порог срабатывания транзисторов 11 и 12, напряжения на нагрузочных резисторах 16. и 17 всегда равны при настройке измерительного двухполюсника в резонанс с частотой генератоПредложенная схема реализована в установке для проверки и аттестапди стандартных образцов влажностных свойств зерна (установка АПСО), которая позволяет повысить точность измерений не менее чем в три раза. Тираж 822 Подписное Ужгород,ул.Проектная, 4