Емкостной преобразователь влажностипочвы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 М. Кл. О О 1 М 27/22 Гасударственный комитет СССР нв делам изобретений и атнрытийДата опубликования описания 30.06.81 В.С, Зарицкий, В.Т. Якимец, В.Б, Свет и В;М. Шестаков:- "- " -,.;-Я 11 Ленинградский ордена Трудового Красног сельскохозяйственный институт амени.,1) Заявитель(54) ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИПОЧВЫ Изобретение относится к измеритель. ной .технике, а именно к измерителям влажности дисперсных материалов и в том числе почвы, электрическими методами и может найти применение во всех областях народного хозяйства,Известны устройства для измерения влажности, содержащие емкостной датчик и схему измерения емкости 11.Основным недостатком известных10 устройств является то, что,они неприй годны для измерения влажности дисперсных материалов, в частности, почвы, добротность которых при измерении влажности меняется в широких пре 15 делах и может принимать значение меньше единицы.Известно устройство для измерения влажности, в котором реактивныч ком" пенсирующий элемент включен в частотно-задающую цепь генератора 121.Это устройство обладает тем недостатком, что при изменении влажности дисперсных материалов, диэлектрическая проницаемость которых зависитот частоты, изменение частоты генератора от влажности приводит к дополнительному изменению диэлектрическойпроницаемости контролируемого материала, и, соответственно, к снижениюточности измерений.Ближайшим к изобретению являетсяемкостной преобразователь, содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к измерительному резонансномуконтуру с емкостным датчиком, модулирующий и компенсирующий элементы,электрически связанные е амплитуднымдетектором и модулятором 131,Недостаток известного преобразователя заключается в наличии электромеханических систем балансировки иих ручной настройке, что затрудняетего применение в автоматических системах управления. С другой стороны,при измерении влажности материалов сшироким диапазоном измерения добротности (в частности почвы) чувстви50 55 3 8425 тельцость измерительной схемы является низкой при больших влажностях(малых добротностях), Визуальная балансировка схемы в этом случае по индикатору сравнения может привес 5 ти к дополнительным погрешностям измерения.Цель изобретения- повышение точности измерения.Для этого в известный преобразо ватель., содержащий кварцевый авто- генератор, подключенный к измерительному резонансному контуру с емкостным датчикам, модулирующий и компенсирующий элементы, электрически свя занные с амплитудным детектором и модулятором, введены ключевая схема, выполненная на операционном усилителе, схема совпадения и интегратор, причем детектор подключен к входу ключевой схемы, а ее выход и выход модулятора - к двум входам схемы совпадения, выход которой соединен с интегратором, подключенным к измерительному резонансному контуру. 3 5На чертеже изображена схема предлагаемого преобразователя влажности.Схема содержит сварцевый авто- генератор 1, измерительный резонансный контур 2 с модулирующим и компенсирующим элементами, амплитудный детектор 3, ключевую схему 4, схему 5 совпадения, интегратор 6, модуля-.тор 7.Преобразователь работает следующим образом.Высокочастотное напряжение с кварцевого автогенератора 1 поступает на измерительный резонансный контур 2, в который включены емкостной датчик, а также модулирующий и компенсирующий элементы (варикапы), На модулирующий элемент подается импульсное напряжение модулятора 6, например мультивибратора, собранного на схеме К 1 ЛБ 553.При равенстве реактивных проводимостей измерительного контура высокочастотное напряжение, снимаемое с него, немодулировано и сигнал на выходе амплитудного детектора 3 равен нулю. При изменении влажности емкостная составляющая полной проводимости датчика изменяется, равновесие схемы нарушается и на выходе детектора появляется импульсное напряжение фазы, соответствующей изменению влажности. Это напряжение подается на вход ключевой схемы 7, выпол 41 4ненной., например на операционном усилителе. Ключевая схема формирует двухполярное импульсное напряжение, которое подается на один вход схемы 5 совпадения, ко второму входу схемы совпадения подключен модулятор 7,При совпадении фаз входных сигналов на входе схемы совпадения формируется импульсНое напряжение, при несовпадении - постоянный положительный уровень, Сигнал схемы совпадения поступает на вход интегратора 6, причем при увеличении емкости датчика (увеличение влажности) на вход интегратора подается постоянный положительный уровень и напряжение на его выходе растет. Это напряжение прикладывается к компенсирующему элементу, его емкость уменьшается до величины, соответствующей равновесию схемы. При уменьшении емкости датчика (уменьшение влажности) на вход интегратора поступает разнополярное импульсное напряжение, его выходной потенциал уменьшается, емкость компенсирующего элемента увеличивается до величины, соответствующей равновесию схемы.Таким образом, схема всегда находится в режиме динамического равновесия, а выходное напряжение интегратора служит мерой истинной емкости датчика и, соответственно, измеряемой влажности.Предлагаемый емкостной преобразователь позволяет исключить влияние субъективных факторов на процессе измерения и тем самым повысить точность измерений.Формула изобретенияЕмкостной преобразователь влажности почвы, содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к измерительному резонансному контуру с емкостным датчиком, модулирующий и компенсирующий элементы, электрически связанные с амплитудным детектором и модулятором, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена ключевая схема, выполненная на операционном усилителе, схема совпадения и интегратор, причем детектор подключен к входу ключевой схемы, а ее выход и выход.модулятора " к двум входам схемы совпадения,Бут Т. Пор Редак Коррект Подписи Заказ 5057/ ВНИИПИ46 Тираж 907Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 1 303 5 д Москва ЖРаушская наб.д. 4/5илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 842541выход которой соединен с интегратором, подключенным к измерительномурезонансному контуру,Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 156719, кл. 6 01 й 27/22, 1962. б 2. Авторское свидетельство СССР Р 529407, кл. О О 1 М 27/22, 1972.