Влагомер-двухполюсник

(51) 4 О 01 И 27/ ЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОСУДАРС О ДЕЛАМ ТЕЛ 0-25 Бюл. У 3научно-исслемледелия и дователь орации(21) 3976392/ (22) 10.11.85 (46) 23.01.88 (71) Эстонски ский институт (72) Т.П.Плак (53) 557508, (56) Патент СП кл. 324-60, 1Авторское У 813235, кл. ОБРЕТЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к диэлектрическому измерению влажности, Цельизобретения - повышение точности из"мерения. Устройство содержит емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, высокочастотныйгенератор, резонансный усилитель,компараторы, одновибраторы, триггеры,интегратор. Цель изобретения достигается за счет двухступенчатой системы уравновешивания резонансного измерительного контура. 2 ил.40 Влагомер-двухполюсник работаетследующим образом,Изобретение относится к измери"тельной технике, а именно к диэлектрическому измерению влажности, и может быть использовано, в частности,для измерения влажности почв в полевых условиях.Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости измерениявлажности. 10На фиг.1 представлена блок-схемавлагомера-двухполюсника; на фиг.2 -временные диаграммы его функциониро-,вания,Влагомер-двухполюсник содержит 15кварцевый высокочастотный (ВЧ) генератор 1, емкостный датчик - измерительный двухполюсник 2, ВЧ резонансный усилитель 3, демодулятор 4, низкочастотный (НЧ) резонансный усилитель 5, первый 6 и второй 7 компараторы, импульсый генератор 8, моновибраторы 9-11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ12, ВБ-триггер 13, Э-триггер 14,электронный коммутатор 15, элемент 25ИЛИ 16 интегратор 17, ВЧ-генератор 1соединен с первым входом емкостногодатчика 2, выход которого соединен споследовательной цепочкой: ВЧ резонансный усилитель 3 - демодулятор 4 - 30НЧ резонансный усилитель 5, выход которого соединен с входами обоих компараторов б и 7 с различными уровнями переключений, выход первого изкоторых соединен с первым входом эле- З 5мента ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12, а выходвторого компаратора 7 соединен с Бвходом ВБ-триггера 13, Выход импульс.ного генератора 8 соединен с вторымвходом емкостного датчика 2, входомпервого моновибратора 9, вторым входом элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩИЙ ИЛИ 12 и Ввходом ВБ-триггера. Выходы ВБ-триггера 13 и третьего моновибратора 11 соединены с входом элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с управляющимвходом электронного коммутатора 15.Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12 соединен с Э-входом Э-триггера 14, Свход которого соединен с выходом вто- БОрого моновибратора 10, а выход Этриггера 14 соединен с входом электронного коммутатора 15. Выход последнего соединен через интегратор 17 стретьим входом емкостного датчика - 55измерительного двухполюсника 2. ВЧ-генератор 1 питает датчик - измерительный двухполюсник 2 стабильным высокочастотным током. Его параметры модулируются в датчике 2 сигналом 11 от импульсного генератора 8, Модулированный по амплитуде выходной сигнал датчика 2 11 вьвч после усиления ВЧ резонансным усилителем 3, демодулятором 4 и НЧ резонансным усилителем 5 подается на входы первого 6 и второго 7 компаратаров. На эпюре 11,н (фиг,2) показаны уровни срабатывания первого и второго компараторов 11, и У, соответственна. В компараторах сигнал 11 вщич преобразуется в прямоугольную форму с логическими уровнями. (сигналы 11 выс, и 11 еы )Первый мановибратор 9 запускается с переднего фронта от импульсного генератора 8 и запускает своим выходным сигналом второй мановибратор 10, иа выходе которого получается короткий импульс выборки ив Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12 сравнивает выходные сигналы первого компаратораи импульсного генератора 8 и выдает сигнал 11 в 1, = 1. Из этого сиг-, нала и сигнала выборки ивв, который подается на С-вход Э-триггера 14, иа выходе Э-триггера 14 получается уп" равляющии сигнал Ур , который показывает, нужно ли уменьшить или увеличить напряжение на варикапах в датчи" ке для получения динамического равновесия двухполюсника 2Уравновешивающее напряжение 11 рвн получают на выходе электронного коммутатора 15 через интегратор 17, которые вместе образуют звено выборки и хранения. Если отклонение двухполюсника 2 от равновесия большое, т.е. амплитуда ивцч большая и превышает порог срабатывания второго компаратора 7, тогда ВБ-триггер 13 находится в положении "1", а электронный ключ 15 замыкается через элемент ИЛИ 16 и изменение 11 р,в происходит все время в соответствии с 11 р (т.е. уменьшаться или увеличиваться), При этом амплитуда сигнала ив,уч все время уменьшается. Если последняя будет меньше порога срабатывания второго компаратора 7, то следующий положительный фронт от импульсного генератора 8 сбрасывает ВБ-триггер 13 в по-, ложение "0" и изменение 11 уравн проис 1368 ходит в короткие промежутки времени, длительность которых определяет третий моновибратор 11 положение "Медленное изменение"). Такая двухступенчатая система уравновешивания позво 5 ляет повысить быстродействие измерения и ликвидировать опасность само- возбуждения системы автоматического .управления, 10Использование предлагаемого влагомера увеличивает точность и помехоустойчивость измерения, так как использование резонансных усилителей устраняет влияние искажения напряжений высокой частоты, неизбежно возникающих в измерительном тракте и в кабелях высокой частоты, особенно при удаленных измерениях и измерениях хп зИц. Ввиду большогоусиления интегральных компараторов уменьшаетсязона нечувствительности прибора. Двухступенчатая система уравновешивания ускоряет измерения и обеспечивает 25 стабильность автоматического уравновешивания при высокой точности.Формула изобретения30Влагомер-двухполюсник, содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, интегратор, высокочастотный генератор о т л и ч а ю 35 щ и й с я тем, что, с целью повыше 759 4ния точности и помехоустойчивости, в него введены высокочастотный резонансный усилитель, демодулятор н низкочастотный резонансный усилитель, первый и второй компараторы, импульсньм генератор, три последовательно включенных между собой моновибратора, ВБ-триггер, Р-триггер, элементы ИЛИ и ИСКЛЮЧ)ЧАЮЩИЙ ИЛИ и электронный коммутатор., причем высокочастотный резонансный усилитель, демодулятор, низкочастотный резонансный усилитель соединены последовательно, а выход низкочастотного резонансного усилителя соединен с входами .обоих компара" торов, выход первого из которых соединен с одним входом элемента ИСКЛЮЧАЮ ЩИЙ ИЛИ, а выход второго компараторас Б-входом ВБ-триггера, выход импульсного генератора соединен с.вторым входом емкостного датчика измерительного двухполюсника, входом первого моновиб. ратора, вторым входом элемента ИСКЛЮЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ и В-входом ВБ-триггера, выходы ВБ-триггера н третьего моновибратора соединены с входами элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу коммутатора, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ через 1)-триггер - к входу коммутатора, при этом выход коммутатора соединен через интегратор с третьим входом емкостно" го датчика измерительного двухполюсника, а выход второго моновибратора соединен с С-вхопом Э-тонггера.1368759 Оиг Яых:1 Составитель В.Немце Техред И.Попович К Редактор В.Петраш ектор М.Пожо аз 284/45 Тираж 847 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб