Устройство диэлькометрического контроля

(54 ая лабора го респуб нию Коршунов ысо Нед оков - М 4,гичесо пол 5-3ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЭОБР К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательстория курортологии Литовскликанского совета по управрортами профсоюзов(56) Арш Э. И, Применениекой частоты в горном делера, 1967, с. 210-213; рисБриджес Дж Прич М, Бкое действие электрическоТИИЭР, 1981, т. 69, В 9,РОЙСТВО ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектрических характеристик физических объектов, Целью изобретения является повышение точности измерений при исследовании объектов сложной формы. Устройство содержит измерительный конденсатор, тензодатчики, датчики напряженности электрического поля, свободно размещаемые внутри измерительного конденсатора, блок введения поправки, компаратор. Цель изобретения достигается за счет учета в процессе изме- Ф3 рения возможной подвижности объекта и коррекции измерений по результатам измерения напряженности в нескольких точках измерительного конденсатора,характеризующих форму объекта, 1 з.п,ф-лы 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектрических характеристик широкого класса физических объектов,Целью изобретения является повышение точности измерений при исследовании биологических объектов сложнойформы путем введения поправки непосредственно во время измерительнойпроцедуры.На фиг. 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг, 2 блок-схема блока формирования поправки.Устройство содержит генератор 1гармонического напряжения, измерительный конденсатор 2, в рабочем объеме которого помещается исследуемыйобъект 3, закрепленный на устройстве4 фиксации, представляющем собойплатформу из диэлектрического материала с приспособлением для крепленияобъекта, которое выбирается в зависимости от вида объекта, Измерительный конденсатор 2 включен в последовательную электрическую цепь, состоящую иэ генератора 1 и усилителя 5 тока. В объеме конденсатора 2 размещеныдатчики 6 напряженности электрического поля. Каждый из них закрепляетсяна диэлектрической вставке с Е = 1 иможет быть установлен в любой точкерабочего объема измерительного конденсатора, кроме объема, занятогообъектом, Датчики 6 подключены к входам блока 7 формирования поправки результатов измерений, выходы которогосоединены с входами блока 8 введенияпоправки результатов измерений, накоторый одновременно подается сигналс выхода усилителя 5 тока, На регистраторе 9 фиксируется измеренноезначение с учетом введенной поправки,Тензометрический датчик 10 через тензометрический усилитель 11 подключенк управляющему входу блока 7 формирования поправки, Одновременно тензометрический датчик 10 и установленный на той же платформе второй тенэометрический датчик 12 подключенык входам дифференциального тензомет.рического усилителя 13, выход которого через компаратор 14 с регулируемым порогом срабатывания соединен суправляющим входом ключа 15, установленного между блоком 8 введенияпоправки и регистратором 9,Блок 7 формирования поправки реализует формирование л сиГналов поправки, определяемых искажениями электрического поля в конденсаторе 2 при 5наличии объекта 3: где 0 , 11 - напряжения на выходах1 ООс фблока 7 соответственнопри отсутствии и приналичии объекта;3. = 1,2,3 п - номер измерительного канала15.(по числу датчиков),Блок 7 (фиг. 2) содержит каналыформирования поправки (и не менее 2),состоящие из электрометрическогоусилителя 16, к входу которого подключается датчик 6. Выход усилителя16 подсоединен к входу дифференциального усилителя 17, выход которого является одним из и выходов блока257 поправки и одновременно через измерительный усилитель 18 подключенк входу управляемого источника 19напряжения через ключ 20, Выход управляемого источника 9 напряженияподсоединен к второму входу диффе 30ренциального усилителя 17, Управляющие входы ключей 20 объединены и являются управляющим входом блока 7,Устройство работает следующим образом,3511 ри отсутствии объекта 3 измерения производится автоматическая подстройка каналов блока 7 формированияпоправки. На каждом из п датчиков 6отрабатывается сигнал, пропорциональный напряженности электрического поля в точке установки датчика, Усиленный электрометрическим усилителем 16сигнал подается на вход дифференци ального усилителя 17, напряжение навыходе которого измеряется с помощьюизмерительного усилителя 18 и череззамкнутый ключ 20 подается на входрегулируемого источника 9 напряжения, Цепь представляет собой .звеноавтоматического регулирования первогопорядка, Напряжение на втором входедифференциального усилителя 17 изменяется до тех пор, пока выходное напряжение блока 7 (по каждому каналуформирования поправки) не достигнетнулевого значения. При этом совокупность поправок (О ) = 0 и на блок 8подается только напряжение с выхода(4) ЬЦ ; Ь(.7) + 17 3 134 усилителя 5 тока, Ключ 15 в исходном состоянии замкнут и измеренное значение тока в цепи генератор 1 - измерительный конденсатор 2 - усилитель 5 тока подается на регистратор 9. Измеренное значение пропорционально емкости незаполненного измерительного конденсатора: где АР - показание регистратора;. К - постоянный коэффициент.В рабочем режиме в исходном состоянии генератор 1 отключен от схемы и питание на каналы блока 7 не подается (за исключением ключей 20), При помещении объекта 3 в измерительный конденсатор 2 на выходе тензометрического усилителя появляется напряжение, которое размыкает ключи 20. Включение генератора засинхронизировано с подачей напряжения на каналы блока 7 формирования поправки, В режиме измерения на первые входы дифференциальных усилителей 17 подается сигнал, пропорциональный напряженности поля в точке установки датчика 6где 1.= 1,2 п - номер канала, На вторые входы дифференциального усилителя 17 каждого канала подаются напряжения с блоков 19, запомненные ими в режиме калибровки Н, , Разность сигналов дает совокупность сигналов поправок ЬЦ;которые подаются на соответствующие входы блока 8 введения поправок. На первый вход подается измеренное значение, пропорциональное емкости заполненного конденсатора А, = ЕС 1"1 ЬЦ, ЬЗэф ЬЦ Ь 11) где Р. - функция, зависящая от формы исследуемого объекта,Тогда оценка Я получается в видегде а - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей выполнения конденсатора,Вид функциональной зависимости может быть определен или экспериментально, или решением электродинами 6997ческой задачи для частично заполненного конденсатора.При использовании в качестве объекта человека может быть использованазависимость вида 10Ь 11 оЬкн где х, у, к - координаты помещениядатчика при начальнойточке отсчета Ь/2; ц/2;15Н/2;Ь, , Н - геометрические размерыконденсатора,Наличие моторной активности приисследовании биологических объектовсущественно влияет на результаты измерений и при превышении сигналом дифдифференциального усилителя 13 (регистрирующего моторную активность объ)25екта, заданного значения 11, на выходе порогового устройства появляется сигнал, размыкающий ключ 15, Вэтом случае измерение не производится,30 Технико-экономический эффект изобретения выражается в улучшении точностных характеристик по сравнениюс известным устройством и ускоренииизмерительной процедуры за счет опе а ии введения поп авок Формула изобретения 1, Устройство диэлькометрического 4 О контроля, содержащее измерительныйконденсатор.с закрепленным в нем устройством фиксации исследуемого объекта, генератор гармонического напряжения, усилитель тока, регистратор, 45 причем генератор гармонического напряжения, измерительный конденсатор, усилитель тока и регистратор включены последовательно, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности йзмерений при исследовании объектов сложной форлы, в него введены тензометрический датчик, .закрепленный на устройстве фиксации исследуемого объекта, тензометрический усилитель, п произвольно размещаемых в объеме. конденсатора датчиков напряженности электрического поля, блок формирования поправки, блок введения поправки, причем тензометрическийСоставитель В, НемТехред М.Ходанич ректор И. Муск Редактор И. Николай Тираж 775 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауказ 5115/4 Подписноекомитета СССРи открытийская наб д, 4/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 134 б 99 датчик через тензометрический усилитель соединен с управляющим входом блока формирования поправки, сигнальные входы которого соединены с датчи 5 ками напряженности электрического поля, а выходы - с входами блока введения поправки, один из входов которого соединен с выходом усилителя тока, а выход - с регистратором. 102, Устройство по п, 1, о т л и - ч,а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем устранения погрешностей при непроизввольных перемещениях объекта контроля, оно снабжено вторым тензометри" ческим датчиком, закрепленным на устройстве фиксации исследуемого объек" та, дифференциальным усилителем, пороговым устройством и ключом, причем входы дифференциального усилителя соединены с тензодатчиками, выход - через пороговое устройство с управляющим входом ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом блока введения поправки, а выход - с регистратором,