Кондуктометр

О П И С А Н И Е7694 ВИ 306 РЕТЕНИЯ Сова Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 28.10.80но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института Цветметавтоматика(54) КОНДУКТОМЕТР Изобретение относится к области контроля технологических параметров и может быть использовано для автоматического контроля содержания компонента,в растворах или суспензиях, например для автоматического измерения концентраций электролитов в растворах и пульпах гидрометаллургических производств.Известны измерительные автогенераторы для измерения электрических свойств веществ резонансным способом, например генератор с шунтирующим диодом для диэлектричеоких измерений в диапазоне 0,1 - 100 мГц, Ооноьной частью првбора является автогенератор с цепью положительной обратной связи и измерительный колебательный контур. Параллельно колебательному контуру включен шунтирующий диод, смещенный в проводящем направлении источником опорного напряжения, последовательно с источником опорного напряжения включен измерительный прибор ,11.При измерении больших проводимостей, когда напряжение смещения должно быть низкое, а сила начального тока диода - большая, включение измерительного прибора последовательно с источником опорного напряжения приводит к тому, что шкала прибора для определения активной проводимости получается нелинейной из-за изменения падения напряжения на измерив.сльном приборе.Наиболее близким техническим решением является кондуктометр, содержащий 5 измерительный одноконтурный автогенера-.тор с дополнительной цепью положительной обратной связи, компенсирующий одно- контурный автогенератор, индуктивные датчики, включенные в качестве элементов 1 О резонансных контуров автогенераторов,два амплитудных детектора и резистор общей нагрузки детекторов. Для увеличения чувствительности между коллектором и эмиттером измерительного автогенерато ра введен варикап в качестве конденсаторасвязи. Для уменьшения погрешности за счет нелинейности статической характеристики измерительного автогенератора дополнительная цепь положительной об ратной связи образована спомощью инвертцрующего функционального преобразователя с показательной характеристикой, вход, которого подключен к резистору общей нагрузки детектора - к базе измери тельного автогенератора. Принцип измерения основан на измерении добротности контура измерительного автогенератора при изменении электропроводности контролируемой среды. Изменение добротности приЗ 0 водит к изменению переменного напряже5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 ния на контуре и после детектирования.Одновременно изменяется,напряжение наварикапе, включенном в качестве конденсатора связи, его емкость изменяется, этоспособствует дополнительному изменениювеличины выходного напряжения автогенератора. Выходное напряжение подается навход инвертирующего функциональногопреобразователя с показательной характеристикой, который своим выходом подключен к базе транзистора измерительногоавтогенератора. Эта цепь положительнойобратной связи увеличивает линейностьвыходного сигнала 2,Однако выбором соответствующего инвертирующего функционального преобразователя с учетом, вида характеристики измерительного автогенератора можноуменьшить коэффициент нелинейных искажений,если диапазон изменения выходного сигнала ограничен величиной 05 в : 0,25 от максимального возможного значения до величины порядка бо 1 О.Цель изобретения повышение линейности,выходного сигнала в широких пределахизмерения.Поставленная цель достигается тем, чтокондуктометр, содержащий измерителыныйодноконтурный автогенератор с дополнительной цепью положительной обратнойсвязи, индуктивный датчик, включенный вкачестве элемента резонансного контураавтогенератора, снабжен эмиттерным повторителем на транзисторе противоположной полярности, вход которого подключенк источнику опорного напряжения, выход -к резистору нагрузки детектора, а измерительный прибор включен в коллекторнуюцепь эмиттерного повторителя,Дополнительная цепь положительнойобратной связи образована подключениемизмерительного прибора одной клеммой кколлектору эмиттерного повторителя, а другой клеммой через ЬС-фильтр - к эмиттеру транзистора автогенератора.Эмиттерный повторитель позволяет независимо от изменения величины сопротивления измерительного прибора и независимо от,величины тока через измерительныйприбор стабилизировать напряжение на индуктивности датчика при измерении в ши,роких пределах,Дополнительная цепь положительной обратной связи, образованная ЕС-фильтром,повышает чувствительность коедуктометраза счет дополнительного изменения режимаработы транзистора автогенератора по постоянному току и повышает линейность засчет уменьшения начального .нелинейногоучастка работы эмиттерного повторителя,На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема кондуктометра; нафиг, 2 - то же, только,с дополнительнойобратной связью, образованной ЕС-фильтром. Схема состоит из одноконтурного авто- генератора, в который входит транзистор 1, резистор 2, конденсаторы 3 - б и вндуктивный датчик б, включенный в качестве элемента резонансного контура, амплитудного детектора, выполненного на диоде 7, конденсаторе 8 и резисторе 9, являющегося нагрузкой детектора, который служит для установления требуемого начального значения выходного, сигнала и включен в эмиттер эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторе 10. В коллекторную цепь эмиттерного повторителя включен измерительный прибор,11 и цепь термокомпенсации, состоящая из,резисторов 12 и И. Делитель напряжения, состоящий из резисторов 14 - 1 б, служит для подачи смещения на базу транзистора автогенератора опорного напряжения на базу транзистора эмиттерного повторителя. Напряжение питания от стабилизированного источника подается на клеммы 17 и 18. Дополнительная положительная обратная связь осуществляется с,помощью индуктивности,19 и конденсатора 20 (фиг. 2).При изменении проводимости контролируемой среды изменяется импеданс датчика б, это вызывает изменение эквивалентного сопротивления контура и изменение тока через диод 7, Так как напряжение на резисторе 9 стабилизировано с помощью транзисторов 10, изменение тока диода будет скомпенсировано током эмиттера (1, ) транзистора 10. При достаточно большом статическом, коэффициенте усиления 1 Р ) транзистора 10 1 =- 1 где 1- - ток коллектора этого транзистора. Таким образом, при изменении электропроводности контролируемой среды изменяется коллекторный ток транзистора,(0 и ток через измерительный прибор 11. Так как величина сопротивления в цепи коллектора транзистора 10 не влияет на величину изменения его коллекторного тока, легко осуществить температурную компенсацию электропроводности контролируемого раствора с помощью делителя тока из резисторов 13, 14.Положительная обратная связь осуществляется с помощью индуктивности 19 и конденсатора 20, препятствуя подаче переменного напряжения с резистора 2 в измерительный прибор 11 и пропускающих постоянный ток через измерительный прибор 11 к,резистору 2. Изменение тока через прибор 11 вызывает изменение тока через резистор 2 и транзистор 1, что вызывает изменение,режима транзистора 1 и соответственно изменение мощности автогенератора.Это повышает чувствительность кондукчометра, Линейность выхюдного сигнала повышается за счет того, что при увеличении выходного сигнала за счет положительной обратной связи при измерении малых проводимостей, транзистор 10 работает на бо769419 Формула изобретения Составитель М. КривенкоТехред О Павлова Корректор И. Осиповская Редактор О, филиппова Заказ1303/1293 Изд.486 Тираж 1033 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент лее линейном учасже его входной характеристики. 1. Кондуктометр, содержащий автогенератор на транзисторе с дополнительной целью полоиительной обратной овязи, индуктивный датчик, включенный в контур автогенератора, амплитудный детектор, резистор нагрузки детектора, .источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в ,кондуктометр введен эмиттерный повторитель, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, выход . - к резистору нагрузки детектора, а измерительный прибор включен в коллекторную цепь эмиттерного повторителя.2. Кондуктометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дополнительная цепь положительной обратной связи выполнена в виде 1.С-фильтра и включена между измерительным прибором и эмиттером транзистора автогенератора,10 Источники информации, принятые во