Цифровой вискозиметр

 

Изобретение относится к цифровому вискозиметру, содержащему зонд, кювету для иссдедуемого вещества , пружину закручивания, привод кюветы и измерительную схему на основе резистивного датчика. Для повышения быстродействия, точности измерения и помехоустойчивости в измерительную схему введены интегратор напряжения, схема сравнения напряжения на основе дифференциальных усилителей, блок набора постоянных резисторов и их подключатель. Один выход резистивного датчика подключен к неинвертирукидему входу интегратора напряжения, а через. переключатель и резисторы к щине земля, а другой - через резистор к инвертирующему входу интеграторанапряжения и к выходу схемы сравнения напряжений, один выход которой соединен с выходом интегратора напряжения, а второй - с шиной земля, 2 ил. i (Л С ND СО 00 00 00

C0l03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (5f) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3725 722/24-25 (22) 13.04.84 (46) 23.02.86. Бюп. № 7 (71) Пензенский политехнический институт (72) С.М.Телегин, С.А. Гантман, Ю.И. Климухин и Г.П.Телегина (53) 532. 137 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 627385, кл, G 01 N 11/16, 1974.

Вискозиметр "Реотест-2". ГДР.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации. (54) ЦИФРОВОЙ ВИСКОЗИМЕТР (57) Изобретение относится к цифровому вискозиметру, содержащему зонд, кювету дпя исследуемого вещества, пружину закручивания, привод кюветы и измерительную схему на

„„SU» 1213383 основе резистивного датчика. Для по выше ния быстр одей ст вия, точно сти измерения и помехоустойчивости в измерительную схему введены интегр атор напряжения, схема ср авнения напряжения на основе дифференциальных усилителей, блок набора постоян" ных резисторов и их подключатель.

Один выход резистивного датчика подключен к неинвертирующему входу интегратора напряжения, а через. переключатель и резисторы к шине

"земля", а другой — через резистор к инвертирующему входу интегратора. напряжения и к выходу схемы срав- Ф нения напряжений, один выход которой соединен с выходом интегратора напряжения, а второй - с шиной

"земля", 2 ил.

1213383

Изобретение относится к измерениям реалагических характеристик жидкостей и паст, в частности в производстве талстапленочных микросхем, и может быть использована в химической прамьш ленности .

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности измерения и помехоустойчивости процесса измерения.

На фиг.l представлена функционально-пневматическая схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы в соответствующих точках схемы фиг. 1.

Устройство содержит шагавый электродвигатель 1, зубчатые колеса 2, кювету 3, зонд 4, резистивный датчик 5 вращаюшегося момента, вал 6, пружину 7 з акручивания, резисторр 8, конде нс ат ар 9, диффер енциальные усилители 1О» 11 постоянного тока, блок 12 набора резисторов, делитель 13 напряжения на резисторах, переключатель 14, преобразователь 15 напряжение-частота, источник 16 постоянного напряжения и цифровой частотомер 17 ..

Ротор шагового электродвигателя

1 через зубчатую передачу связан с кюветой 3, приводимой во вращение „

На одном конце вала 6 закреплен зонд 4, помещенный в кювету 3, а на другом — пружина 7 закручивания, второй конец которой жестко связан с корпусом. Подвижный контакт резистивного датчика 5 жестко связан с валом 6 и электрически соединен с входом интегратора на основе. уси"лителя 10 постоянного тока и выходом схемы сравнения на основе усилителя

11 постоянного тока, подключенном к входу цифравога частотомера 17.

Второй контакт резистивнагс датчика

5 подключен непосредственна к неинвертирующему входу усилителя 10 постоянного тока и через переключатель 14 и попеременно подключаемые резисторы в блоке 12 набора резисторов - к шине "земля" °

Неинвертирующий вход усилителя

11 постоянного тока подключен к выходу интегратора, а инвертирующий к шине "земля", Вход преобразователя.

15 напряжение — частота (ПНЧ) через переключатель 14 соединен с делителем 13 напряжения, питаемым »стачником 16 постоянного тока. Блок упр явления шаговым двигателем не показан на фиг 1

Устрайст=;o работает следующим образом.

1 1<ювет а ат эле ктр апри вада приводит(я ва вращение, и из-за наличия сил трения между частицами в исследуемом образце вал 6 закручивается, увеличивая пропорционально моменту закручивания вь;хаднае сопротивление

R >- резистивногс датчика.

Скорость сдвига V в исследуемом образце изменяется дискретно переключателем 14, соединяющим вход ПНЧ

15 с выходами делителя 13 напряжения на резисторах Rä . При этом на выходе ПНЧ 15 устанавливается соответствующее значение частоты, и шагавый двигатель вращается са скоростью, пропарпиональнай з аданнай частоте.

Одновременно переключателем 14 каммутируется соответствующий резистор R „в блоке 12 с инвертирующим входом усилителя 10 пастаяннага тока.

При этом между значениями резисторов

Кд в делителе 13 и резисторами Е в блоке 12 должна бь;ть и обеспечена прямо пропорциональная зависимость, т.е.

30 где K — коэффициент пр опар ци он ал ьнасти, Угловая скорость вращения кюветы зависит ат частоть ПНЧ 15 и

35 саат ветст венно ат напряжения сни5 маемаго с делителя 1 3 напряжения на резистор ах R II. To гда имеем с1 = II .„Rд =- КтК„R, где К - коэффициент преобразования значения резисторов и „в угловую скорость вращения кюветы. Учитывая, чта i- = tang V

0 где Р - угол наклон а образующей конуса зонда, скорость сдвига в исследуемом образце пасты получим:

tan 2з к„к., (j)

Устройства на основе усилителей

10 и 11 постоянного тока (УП1 ) ра.ботает в режиме генератора прямсу гол ьных и мпул ь со H .

Рc зисторы 6 Р,9 включены кaк дел»тель вь:ходнага напряжения + tic схемы сравнения на УПТ 11.

55 Рассмотрим работу устройства в моменты времени |O ), t „(0) и t (0+)

1 ,фиг.2) . В момент t „(О ), когда выходное напряжение Uc =0 на входах сигнал

"о у

U = — 0 = ------ а

Ra +R (2) (синфазный сигнал на входах дифференциального УПТ не усиливается) .

В момент f (O) a aT iaaeT cxeMa сравнения УПТ 1, и на входе 8 интегратора устанавливается потенциал

Uo Вч

ФЫР

RA,+ RV который скачком передается на выход

УПТ 10, а затем через конденсатор

С на вход а интегратора так, что разность потенциалов на входах о и о в момент скачка составит:

2Uo Rv

U -(-U а

R К

В р езул ьт ате большо го р as 6àë ан с а на входе УПТ 10 выходное напряжение интегратора продолжает скачком увеличиваться, уменьшая посредством отрицательной обратной связи через конденсатор С разбаланс на входе.

При достижении равенства +Up = +U> выходное напряжение интегратора

4 о ч составит значение (2)

1 л +

С момента и (О) конденсатор интегратора начинает разряжаться под действием напряжения обратной связи с выхода УПТ 11 и за время

2. (момент t ) выходное напряжение инте гр атор а до сти гнет нуля . То гд а сработает схема сравнения, и . описанный процесс начнет повторяться.

Частота генерируемых импульсов определится из уравнения 0 о " 1!а К Т 20о Ьу

RC (К+1) 2 Кб + Rv

Подставляя (2) и (3), и учитывая (1), а также то, что

2ll гз

R ----- К з где r - радиус конуса зонда;

К5 - коэффициент преобразования угла поворота в сопрстивление; л сдвигающее напряжение, при К—

3 12

УПТ О с1 и Д присутствует синфазный!

МВСК !1 RC напр и где = — вязкость т.е. часv

У тота следования импульсов с выхода

УПТ 11 прямо пропорциональная вязкости исследуемого вещества. Частота измеряется частотомером 17

-4

I с получением цифрового отсчета в единицах измерения динамической вязкости.

15

Фор мула из о бр ет ения! цифровой вискозиметр, содержа щий измерительный зонд, закрепленный на одном конце вала, кювету с исследуемым образцом вещества, пружину закручивания, злектропривод

20 и резистивный датчик вращающего момент а пружины, причем второй конец вала через пружину закручивания соединен с корпусом, а кювета, в которую помещен зонд, снабжена приводом, о т л и ч а ю щ и й25 с я тем, что, с целью повышения быстродействия, точности измерения и помехоустойчивости, в него вве дены интегратор напряжения и схема ср авн ения напряжения н а о си о ве дифференциальных усилителей пос30 тоянного тока, блок набора постоянных резисторов по количеству требуемых скоростей вращения кюветы . и переключатель резисторов, при35 чем один выход резистивного дат40 чика вращающего момента пружины подключен непосредственно к неинвер. тирующему входу интегратора напряжения и через переключатель и попе» ременно подключаемые резисторы в блоке резисторов к шине "земля", а другой - через резистор к инвертирующему входу интегратора напря жения и к выходу схемы сравнения напряжений, один из двух входов

50 которой соединен с выходом интегратора напряжения и через конденсатор с инвертирующим входом интегр ат ор а напряжения, а второй - с шиной земля".

13383 получают выходной ства

f

Т следующее выражение для частоты импульсов устройl 2 33383

R е

ВНИИПИ Заказ 776/53

Тираж 778 Подлисное

Филиал ППП "Патент", г Ужгород ул Проектная Ь