Емкостный преобразователь влажности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 1402907 а) 4 С 01 Й 27/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 465583, кл. С 01 й 27/22, 191.Авторское свидетельство СССРУ 842541, кл. С 01 й 27/22, 1976.(54) ЕМКОСТНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ВЛАЖНОСТИ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям влажности дисперсных материалв, и может быть использовано для решения широкого класса задач во многих областях народного хозяйства, Целью изобретения является повышение производительности преобразователя. Это достигается введением в преобразователь идополнительных емкостных элементов, подключаемых через коммутатор. С помощью дополнительных элементов устанавливается режим компенсации по рассогласованию (фазовых отношений) выходного сигнала. Последний масштабируется потенциометром, что позволяет использовать устройство Я в полевых условиях. 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям влажности дисперсных материалов и, в том числе, почвы электрическими мето дами, и может найти применение во многих областях народного хозяйства,Целью изобретения является повьппение производительности преобразова" . теля. 0На фиг. 1 изображена блок-схема г предлагаемого преобразователя; на фиг2 - схема модулирующего и подстроечного двухполюсного элемента на фиг. 3 - схема резонансного двух ,полюсного элемента.Емкостный преобразователь влажно сти содержит генератор 1 гармонических колебаний, измерительный многополюсник 2, модулятор 3, амплитудный 20 детектор 4, ключевую схему 5, схему 6 совпадения, интегратор 7, потенциометр 8, электронный коммутатор 9,блок 10 управления, модулирующий двух,полюсный элемент 11, подстроечный 25 двухполюсный элемент 12, управляемые резонансные двухполюсные элементы 13 .и 14, емкостные датчики 15;Измерительный многополюсник 2 может содержать "и"1."+1, т.е. и ем костных датчиков 15, и управляемые двухполюсные элементы: модулирующий 11, подстроечный 12 и резонансные 13,14. Первые выводы элементов 11-14объединены и соединены с объединен: ными первыми выводами и емкостных , датчиков 15, а также с клеммои входан измерительного многополюсника 2, сое-. ; диненной с выходом генератора 1. Вто" рые выводы датчиков 15 и резонансных элементов,3, 14 соединены с соответствующими входами электронного коммутатора 9. Управляющий вход коммутатора 9 подсоединен к выходу блока 10 управления, второй выход которого соединен с управляющим входом подстроечного элемента 12. Вход многополюсника 2 через последовательно соеди" ненные амплитудный детектор 4, ключевую схему 5, схему 6 совпадения и интегратор 7 подключен к управляющим входам резонансных элементов 13 и 14. Вторые выводы модулирующего 1 и подстроечного 12 элементов соединены с нулевой шиной устройства, Управля 55ющий вход модулирующего элемента 11 соединен с первым выходом модулятора 3, второй выход которого подключен к второму входу схемы 5 совпадения,. Выход интегратора 7 через потенциометр 8 соединен с клеммой выхода устройства.Двухполюсники 11 и 12 содержат конденсатор 16 и варикап 17. Управляющий вход заведен на среднюю точку соединения конденсатора 16 и варикапа 17.На фиг. 1 изображена схема резонансных элементов 13 и 14, Резонансный параллельный контур состоит из индуктивности 18, конденсатора 19 и варикапа 20.Емкостный преобразователь работает следующим образом.Напряжение с генератора 1 поступает на измерител;ный двухполюсник 2, в который постоянно включены модулирующий 11 и подстроечный 12 двухпо-. люсники, Последний управляется блоком 10. При необходимости измерить влажность только в одной точке (или слое) используется один из и датчиков 15 и осуществляется компенсация начального уровня емкости одного датчика. При подключении и датчиковрабочая точка варикапа выбирается исходя из компенсации суммарной ем-кости всех датчиков. На модулирующий, 11 двухполюсник подается импульсное напряжение с модулятора 3. При равенстве реактивных проводимостей измерительного двухполюсника 2 высокочастотное напряжение, снимаемое с него, немодулировано и сигнал на выходе амплитудного детектора 4 равен нулю. При изменении влажности емкостная со" ставляющая 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 5, выполненной, например,на операционном усилителе. Ключеваясхема формирует импульсное напряжение, которое подается на один вход схемы 6 совпадения, к второму входу схемы совпадения подключен модулятор 3.При совпадении фаз входных сигналов на выходе схемы совпадения формируется импульсное напряжение, при несовпадении - постоянный положительныйуровень. Сигнал схемы совпадения поступает на вход интегратора 7, причем при увеличении емкости датчика (увеличение влажности) на вход интегратораподается постоянный положительный уровень и напряжение на его выходе растет; Это напряжение прикладывается к резонансным элементам 13 и 14, их емкости уменьшаются до величины,5 соответствующей равновесию схемы. При уменьшении емкости датчика (уменьшении влажности) на вход интегратора поступает разнополярное импульсное напряжение, его выходной потенциал уменьшается, емкости резонансных элементов увеличиваются 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.20Формула изобретенияЕмкостный преобразователь влажности, включающий генератор гармоничес ких колебаний, модулятор, амплитудный детектор, ключевую схему совпадения, интегратор и измерительный многополюсник, содержащий емкостный датчик и управляемые двухполюсные элементы, модулирующий, подстроечный и резонанс- . ный, первые выводы которых объединены и подсоединены к первому входу многоФ полюсника, который соединен с выходом генератора и через последовательно соединенные амплитудный детектор, ключевую схему, схему совпадения и интегратор подключен к управляющему входу резонансного элемента, вторые выводы модулирующего и подстроечного элементов соединены с нулевой шиной преобразователя, управляющий вход мо- дулирующего элемента соединен с первым выходом модулятора, второй выход которого подключен к второму входу схемы совпадения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности преобразователя, в него введены второй управляющий резонансный двухполюсный элемент, п) емкостных датчиков, электронный коммутатор, блок управления .и потенциометр, причем первые выводы (и) емкостных датчиков объединены и сое;динены с первым выводом первого датчика, вторые выводы датчиков и резонансных элементов соединены с соответствующими входами электронного коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом подстроечного элемента, а выход интегратора соединен с входом потенциометра, выход которо-. го является выходом преобразователя.1402907 Составитель 10. КоршуновБандура Техред Л.Кравчук Корректор Л. Пилипенк едак Заказ 2849 Тираж 8 писн рс изн 1 дственнл-и лиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, )р г к.1 п,1,Г ВНИИПИ Гопо дел3035, Моск дарственного комитета ССС изобретений и открытий Ж, Раушская наб д,