Автоматический измеритель влажности и содержания почвы

, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ННТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ 11 Й (. 1 ьй" ) )вюь )д 5,АЛ Б). ЬЛИО ТЕ):01)ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ЗОБРЕТЕН 282669/253.07870.01.90. грунтов приедовательскихких работ вьском хозяйст жания поч научно-ис изыскател овиях в с и солесоде проведении и проектно полевых с измерити К влэгоьзованоия влаго ие относитс ике, в част жет быть ис енного изме з те ех тельнои тметрии, идля одновр(71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря(56) Авторское свидетельство СССРМ) 289369) кл. С 01 к 27/26) 1970.Теория и практика экспрессногоконтроля влажности жидких и твердыхматериалов. Под ред. проф. Е,С,Кричевского. М.: Энергия, 1980, с. 92- 95.(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диэлькометрическим автоматизированнымустройствам измерения параметровпочв, и может быть использовано дляодновременного измерения и солесодержания почвогрунтов при проведениинаучно-исследовательских и проектноизыскательских .работ, а также в сельском хозяйстве. Целью изобретенияявляется повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания почвы автоматического измерителя влажности и солесодержания.Это достигнуто благодаря применениюконтурного способа измерения емкости 1) 5 С 01 И 27/22, ь 0 первичного преобразователя и Фазового метода фиксации момента резонансапри использовании испытательного высокочастотного сигнала с линейнойчастотной модуляцией, Испытательныйсигнал одновременно подается на одинвход фазового дискриминатора системыавтоматической подстройки частоты(АПЧ) непосредственно а чеоез измерительный двухполюсник, где он получает дополнительную амплитудную модуляцию, повторяя Форму амплитудно-частотной характеристики контура, и регулируемый усилитель - на другой входфазового дискриминатора, Пиковые значения сигналов на обоих входах поддерживаются одинаковыми с помощьюзамкнутой системы автоматической регулировки усиления (АРУ что исключает влияние амплитудных измененийсигналов в области перехода черезнуль дискриминационной характеристики, т.е. в области резонанса, Это повышает чувствительность дискриминатора, а в результате и точнссть измерения влажности при большой проводимости среды. Динамическое равновесиесистемы АПЧ устанавливается, когдасредняя частота испытательного сигнала становится равной резонансной частоте измерительного контура. Измерение же проводимости производится попринципу -метра, 1 ил.Целью изобретения является повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания в почве. 5На чертеже изображена блок-схема автоматического измерителя влажности и солесодержания почвы.Измеритель содержит емкостный первичный преобразователь (ПП) 1, изме рительный двухполюсник (ИД) 2, регулируемый усилитель (РУ) 3, фазовый дискриминатор (ФД) 4, накопитель 5, управляемый высокочастотный (УВЧ) генератор 6 генератор 7 пилообразно го напряжения (ГПН), опорный генератор (ОГ) 8, смеситель 9, преобразователь 10.частота - напряжение, первый 11, второй 12 и третий 13 пиковые детекторы (ПД), дифференциальный уси литель (ДУ) 14 и регистратор 15.ПП 1 представляет собой выносной емкостный датчик с согласующими элементами. ПП 1 подключен к ИД 2, представляющемуу собой последовательный 25 колебательный контур, Второй вход ИД 2 подключен к выходу УВЧ генератора 6, а выход ИД 2 соединен с входом РУ 3 и через третий ПД 13 подсоединен к дополнительному входу регист- ЗО ратора 15. Выход РУ 3 через последовательно соединенные фазовый дискриминатор 4 и накопитель 5 подсоединен к управляющему входу УВЧ генератора 6, К,второму управляющему входу УВЧ генератора 6 подсоединен ГПН 7, а второй выход генератора 6 подключен к первому входу смесителя 9, к второму входу которого подсоединен ОГ 8. Выход смесителя 9 через преоб разователь 10 подсоединен к входу регистратора 15. Выход генератора 6 соединен с входом опорного сигнала ФД 4 и через первый ПД 11 подключен к первому входу ДУ 14. Выход РУ 3 через второй пиковый детектор 12 подключен к второму входу ДУ 14, выход которого соединен с управляющим входом РУ 3.50Измеритель работает следующим образом.Сигнал от ГПН 7 поступает на вто:рой управляющий вход генератора 6, на выходе которого формируется периодицеский линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал, Зтот сигнал по 55 дается на ИД 2 и одновременно на опорный вход фазового дискриминатора 4, выполненного в виде последовательного соединения Фазового детектора и компаратора, На сигнальныйвход ФД 4 через регулируемый усилитель 3 подается сигнал, снимаемыйс выхода измерительного двухполюсника 2 т.е. с конденсатора последовательного колебательного контура, получивший дополнительную амплитуднуюмодуляцию, Пиковые детекторы 11 и 12,дифференциальный усилитель 14 вместес регулируемым усилителем 3 образуютзамкнутую систему АРУ по пиковомууровню. При этом в качестве опорногоиспользуется уровень ЛЧМ сигналапоступающего с выхода УВЧ генератора 6. В результате работы АРУ сигналс амплитудной и частотной модуляциейна сигнальном входе фазового дискриминатора имеет такой же пиковый уровень, как и ЛЧМ сигнал на входе опорного сигнала, Благодаря этому исключается влияние амплитудных измененийсигналов на крутизну дискриминационной характеристики в окрестности нуля. Сигнал с выхода фазового дискриминатора 4 поступает на вход накопителя 5. Постоянное напряжение, образующееся на выходе накопителя 5 подается на первый управляющий вход генератора 6, а именно на варикап, включенный в частотно-задающую цепь УВЧ генератора 6 и тем самым изменяется средняя частота колебаний, Таким образом, замыкается цепь обратной связи и образуется система автоматического регулирования, Динамическое равновесие этой системы устанавливается, когда средняя частота ЛЧМ сигнала становится равной резонансной частоте измерительного двухполюсника 2Частота перестраиваемого УВЧ генератора 6 сравнивается в смесителе 9 с частотой опорного генератора 8, стабилизированного по частоте кварцем, С выхода смесителя 9 сигнал разностной частоты поступает в преобразователь 10 частота - напряжение, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное емкости датчика (влажности среды) которое фиксируется в блоке 15 регистрации, Одновременно в блок 15 регистрации поступает выходное напряжение пикового детектора 13, пропорционал,ьное величине резонанса в колебательном контуре измерительного двухполюсника (пропорСоставитель Ю,КоршуновМаковская Техред М.Ходанич Корректорвава в а ввееваевааеавеев а та ее ни Реда Подписное бретениям и открытиям аушская наб., д. 1/5 ее в в ри ГКНТ ССС ательский комбинат "Патент"г. Ужгород, ул. Гагарина,10 эводственно 5 15396 циональное проводимости среды, которая,определяет солесодержание). Формула изобретения5 Автоматический измеритель влажности и солесодержания почвы, содержащий емкостный первичный преобразователь, измерительный двухполюсник, регулируемый усилитель, фазовый дискриминатор, накопитель управляемый высокочастотный генератор, смеситель опорный генератор, преобразователь частота - напряжение и регистратор, к первому входу измерительного двухполюсника подсоединен первичный пре" обр-эователь а к второму - высокочастотный генератор, выход усилителя через последовательно соединенные 20 фазовый дискриминатор и накопитель подсоединен к управляющему входу вы" сокочастотного генератора, второй выход которого подключен к первомувходу смесителя, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а выход смесителя через преЗаказ 213 Тираж 504НИИПИ Государственного комитета по из113035, Москва, Жв 35,39 6образовател ь частота - напряжениеподключен к регистратору, а входопорного сигнала Фазового дискриминатора соединен с выходом высокочастотного генератора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью повышения точности при одновременном измерении влажности солесодержания почвы, в измеритель введены генераторпилообразного напряжения, дифференциальный усилитель и три пиковых детектора, причем генератор пилообразного напряжения подключен к второмууправляющему входу высокочастотногогенератора, выход которого через первый пиковый детектор соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход усилителя через второйпиковый детектор соединен с вторымвходом дифференциального усилителя,выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя,а выход измерительного двухполюсникасоединен с входам усилителя и черезтретий пиковый детектор подключен кдополнительному входу регистратора.