Устройство для измерения резонансной частоты датчиков- резонаторов

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для непрерывного измерения резонансной частоты датчиков резонаторного типа. Целью изобретения является повышение точности измерения резонансной частоты датчиков-резонаторов . Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены фазовый преобразователь 6, делитель 8 частоты и однополосньш фазокомпенсационньй модулятор 3. Кроме того, устройство содержит высокочастотньй генератор 1 с элементом управления 2, переключатели 4 и 5, генератор 7 низкой частоты,датчик-резонатор 9,амплитудный детектор 10,усилитель 11 низкой частоты, фазочувствительньй вьшрямитель 12, интегратор 13, цифровой частотомер 14. По сравнению с прототипом повышение точности достигнуто за счет перестройки частоты только одного генератора с сохранением равенства амплитуд радиоимпульсов разных частот за счет переключения последова гельности фаз низкочастотных модулирующих сигналов, использования одного амплитудного, детектора , бездрейфового усилителя низкой частоты и непосредственного измерения частоты генератора с немодулированными колебаниями. 1 ил.. I (Л 1 00 о 00 QD 4 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (((> 1 (51) 4 С 01 R 27/26

1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4012666/24-21 (22) 10.01.86 (46) 07.05.87. Бюл. 11 17 (72) Н.П.Зимин, Ю.А.Скрипник, Н.П.Стародуб. И.10.Скрипник . и А.Ф.Яненко (53) 621 317(088.8) (56) Новицкий П.В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. — Л.:

Энергия, 1970, с.18-19, рис ° 1-6,01.

Патент ФРГ Ф 2545004, кл. Н 03 Н 3/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ ДАТЧИКОВ-РЕЗОНАТОРОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для непрерывного измерения резонансной частоты датчиков резонаторного типа. Целью изобретения является повышение точности измерения ре.зонансной частоты датчиков-резонаторов. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены фазовый преобразователь 6, делитель 8 частоты и однополосный фазокомпенсационный модулятор 3. Кроме того, устройство содержит высокочастотный генератор 1 с элементом управления 2, переключатели 4 и 5, генератор 7 низкой частоты, датчик-резонатор

9,амплитудный детектор 10,усилитель

11 низкой частоты, фазочувствительный выпрямитель 12, интегратор 13, цифровой частотомер 14 ° По сравнению с прототипом повышение точности достигнуто за счет перестройки частоты только одного генератора с сохранением равенства амплитуд радиоимпульсов разных частот за счет переключения последовательности фаз низкочастотных модулирующих сигналов, использования одного амплитудного детектора, бездрейфового усилителя низкой частоты и непосредственного измерения частоты генератора с немодулированными колебаниями. 1 ил.

1 13089

Изобретение относится к измерительной. технике и может быть использовано для непрерывного измерения резонансной частоты датчиков резонаторного типа.

Целью изобретения является повышение точности измерения резонансной частоты датчиков-резонаторов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения 10 резонансной частоты датчиков-резонаторов.

Устройство содержит высокочастотный генератор 1 с элементом 2 управления, однополосный фазокомпенсацион- 15 ний модулятор 3, управляющие входы . которого соединены с выходами переключателей 4 и 5, разноименные входы которых соединены между собой и подключены к выходам фазового преобра- 20 зователя 6 однофазного напряжения в двухфазное, вход которого соединен с выходом генератора 7 низкой частоты и входом делителя 8 частоты, датчик25 резонатор 9, последовательно соединенные амплитудный детектор 10, усилитель ll низкой частоты, фазочувствительный выпрямитель 12, интегратор

13, цифровой частотомер 14, подключенный к выходу управляемого генератора 1 и к входу однополосного фазокомпенсационного модулятора 3, выход которого соединен с входом датчикарезонатора 9, управляющий вход фазочувствительного выпрямителя 12 соеди- 35 нен с выходом делителя 8 частоты и управляющими входами переключателей

4 и 5, выход интегратора 13 соединен с элементом 2 управления.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал частоты Q генератора 1 поступает на сигнальный вход однополосного модулятора 3, выполненного по фазокомпенсационной схеме. На управляющие входы модулятора через переключатели 4 и 5 поступают сигналы частоты Я., сдвинутые на 90 преобразователем 6 однофазноо

ro напряжения в двухфазное, на вход которого поступает низкочастотный сигнал генератора 7. На выходе фазокомпенсационного модулятора 3 формируется сигнал суммарной я + Q. или разностной ц — Я частоты в зависимости от последовательности фаз модулирующих сигналов, которая определяется положением переключателей 4 и 5.

40 2

При периодических переключениях последовательности фаз с частотой коммутации, которая задается частотой выходного напряжения делителя 8 частоты, на выходе однополосного моду::ятора 3 формируются радиоимпульсы одинаковой амплитуды, сдвинутые по частоте друг относительно друга на

2g. Частоту Л. выбирают равной половине полосы пропускания датчика-резонатора 9.

Если частота Я генератора 1 совпадает с резонансной частотой сй„ датчика-резонатора 9, то радиоимпульсы суммарной Ы + и и разностной

Q — Q частот проходят через резонатор с одинаковым ослаблением, и на выходе амплитудного детектора 10 отсутствует огибающая частоты коммутации g „ =й /и, где и — коэффициент деления делителя 8. При расстройке резонатора из-за изменения, например, диэлектрических или магнитных свойств контролируемого объекта радиоимпульсы частоты 03 + Q и а — R начинают испытывать различное ослабление, что вызывает появление огибающей в выходном сигнале датчика. Выделенное детектором 10 напряжение огибающей усиливается усилителем 11

I низкой частоты и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 12. Выпрямленное напряжение, полярность которого определяется знаком расстройки резонатора, заряжает интегратор

13, выходное напряжение которого изменяет реактивность элемента управления, например варикапа колебательного контура генератора 1. Процесс изменения частоты генератора 1 длится до тех пор, пока его частота не совпадает с резонансной частотой датчика-резонатора Mо . В этом состоянии напряжение на выходе фазочувствительного выпрямителя 12 исчезает, и интегратор 13 через элемент 2 управления удерживает значение частоты

G3 = Q, которое измеряется цифровым частотомером 14. В качестве интегратора 13 может быть использован и микродвигатель, через редуктор свяэанный с входом конденсатора переменной емкости высокочастотного генератора.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает непрерывное слежение и измерение частоты датчикарезонатора, которая изменяется в npb3 1308940 4 цессе контроля диэлектрических и маг- тельный выпрямитель и интегратор,вынитных свойств объекта. ходом соединенный с элементом управПовышение точности достигнуто за ления высокочастотного генератора, счет перестройки частоты только одно- генератор низкой частоты и два перекго генератора с сохранением равенст- 5 лючателя, о т л и ч а ю щ е е с я ва амплитуд радиоимпульсов разных тем, что, с целью повышения точности частот за счет переключения последо- измерения, в него введены фазовый вательности фаз низкочастотных моду- преобразователь, делитель частоты и лирующих сигналов, использования од- однополосный фазокомпенсационный моного амплитудного детектора,,бездрей- 10 дулятор, сигнальный вход которого фового усилителя низкой частоты и не- соединен с выходом высокочастотного посредственно измерения частоты гене- генератора, а управляющие входы соератора с немодулированными колебани- динены с выходами переключателей,разями. ноименные входы которых соединены

15 между собой и подключены к выходам

Формула изобретения фазового преобразователя, вход котоI

Устройство для измерения резонан- рого соединен с выходом генератора сной частоты датчиков-резонаторов, низкой частоты и входом делителя чассодержащее высокочастотный генератор тоты, выход которого соединен с упс элементом управления, цифровой час-20 равляющими входами переключателей и тотомер, датчик-резонатор, к выходу управляющим входом фазочувствителькоторого подключены последовательно ного выпрямителя, а выход однополоссоединенные амплитудный детектор,уси- ного модулятора соединен с входом литель низкой частоты, фазочувстви- датчика-резонатора.

Составитель В.Новоселов

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Олейник Корректор Т.Колб

Заказ 1794/37 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4