Измеритель влажности
Изобретение относится к технике измерений на СЕЧ и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1275275. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измеритель влажности содержит фазоврапштель 1, ограничитель 2, фазовый детектор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, СВЧ-генератор 6, направленный ответвитель 7, резонатор 8, СВЧ-детектор 9, низкочастотный генератор 10, делитель частоты (ДЧ) 11, синхронный детертор 12, регистратор 13, однополосный модулятор (ОПМ)14, полосовый фильтр 15, дополнительные ДЧ 16-18 и дополнительный ОПМ 19. Сигнал генератора 6 возбуждает резонатор 8, связанный с исследуемым материалом 20 посредством электромагнитного поля . В зависимости от влажности исследуемого материала 20 изменяется доб20 (О (Л с:
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (5i)4 С "1 N 22 04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ЗВ,, с
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ эл
" ""«»
Н А BTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1275275 (21) 3990863/24-09 (22) 17.12.85 (46) 15. 06.87. Бюл. № 22 (71) Научно-исследовательский инсти— тут автоматизированных систем планирования и управления в строительстве (72) Л.Д.Огороднийчук, А.В.Гирнык, О.Н.Чепорнвк и A,Е.Черняев (53) 621.317.39(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1?75275» кл. С 01 N 22/04, ?5.12.84. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и является усовершенствованием изобретения по авт. св.
„„80„„ 317340 А 2
¹ 1275275. Цель изобретения — повышение точности измерений. Измеритель влажности содержит фазовращатель 1, ограничитель 2, фазовый детектор 3, Фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, СВЧ-генератор 6, направленный ответвитель 7, резонатор 8, СВЧ-детектор
9, низкочастотный генератор 10, делитель частоты (ДЧ) 11, синхронный детектор 12, регистратор 13, однополосный модулятор (ОП11)14, полосовый фильтр 15, дополнительные ДЧ 16-18 и дополнительный ОП11 19. Сигнал СрЧгенератора 6 возбуждает резонатор 8, связанный с исследуемым материалом
20 посредством электромагнитного но- д ля. В зависимости от влажности исследуемого материала 20 изменяется доб1317340 ротность резонатора 8. Она измеряется по наклону фазочастотной х-ки резонатора 8, Дпя этого СВЧ-генератор
6 настраивается в резонанс с резонатором 8 с помощью петли фазовой автоподстройки ттастоты (ФАПЧ). Кроме того, с помощью ДЧ 11 и сумматора 5 вызывается девиация частоты генератора
6. Девиация частоты вызывает на выходе резонатора 8 девиацию фазы, пропорциональную наклону фазочастотной
Изобретение относится к технике измерений на СВЧ.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
На фиг,1 изображена структурная электрическая схема измерителя влажности, на фиг.2 — спектры сигналов.
Измеритель влажности содержит фазовращатель 1, ограничитель 2, фазо- tO вый детектор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, СВЧ-генератор 6, направленный ответвитель 7, резонатор 8, СВЧ-детектор 9, низкочастотный генератор 10, делитель 11 часто- 15 ты, синхронный детектор 12, регистратор 13, однополосный модулятор 14, полосовой фильтр 15, первый 16, второй 17 и третий 18 дополнительный делители частоты и дополнительный од- 20 нополосный модулятор 19.
На фиг„2 изображены спектры следующих сигналов: a — на выходе резонатора 8; б — на выходе модулятора
14; 6 — на выходе второго модулятора
19, где с „ и d — коэффициенты передачи.однополосным модулятором соответственно несущей и зеркальной боковой составляющей.
Измеритель влажности работает сле- 30 дующим образом.
Сигнал с выхода СВЧ-генератора 6 через направленный ответвитель 7 возбуждает открытый резонатор 8, связанный с исследуемым материалом 20 по5 .средством электромагнитного поля. В зависимости от влажности исследуемого материала 20 изменяется доброт"; ность резонатора 8. Таким образом, измеряя добротность резонатора 8, оп- gO х-ки резонатора 8, т.е. его добротности. Девиация частоты выделяется фаэовым детектором 3 и поступает на регистратор 13. С помощью введенных блоков 15-19 устраняются погрешности, вызванные присутствием на выходе ОПМ
14, кроме полезного сигнала, сигналов на несушейи на зеркальной частотах. При этом полезный сигнал на выходе СВЧдетектора 9 сдвигается на частоту
3Я, 1 ил. ределяют влажность исследуемого материала 20.
Добротность резонатора 8 измеряется по наклону его фазочастотной характеристики, который пропорционален добротности. Для этого генератор 6 настраивается в резонанс с резонатором 8 с помощью петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ): с выхода резонатора 8 сдвинутый по фазе (сдвиг пропорционален взаимной расстройке резонатора 8 и СВЧ-генератора 6) сигнал поступает на СВЧ-детектор 9, на другой вход которого поступает сигнал с направленного ответвителя 7, сдвинутый по частоте однополосным модулятором 14, вследствие чего на выходе СВЧ-детектора 9 появляется сигнал на частоте низкочастотного генератора 10 с фазовым сдвигом, пропорциональным расстройке генератора 6 относительно резонатора 8. Указанный сигнал через. фазовращатель 1 и ограничитель 2 поступает на вход фазового детектора 3, на опорный вход которого поступает сигнал с генератора
10, вследствие чего на выходе фазового детектора 3 образуется напряжение, пропорциональное расстройке генератора 6 относительно резонатора 8, которое через фильтр 4 нижних частот и сумматор 5 поступает на управляющий вход генератора 6 и изменяет его частоту до тех пор, пока она не станет равной собственной частоте резонатора 8. Кроме того, сигнал с выхода генератора !О через делитель 11 частоты и сумматор 5 поступает на генератор 6, вызывая девиацию частоты генератора 6. Петля ФАПЧ не компенсирует
1317340 4 двух преобразователео на частоту 3й . С выхода СВЧ-детектора 9 фильтром 15 выделяется сигнал, который через фазовращателв 1 и ограничитель
2 поступает на фазовый детектор 3, е- на другой вход которого поступает сигнал. с первого дополнительного делителя 16, Паразитные составляющие сигнала на выходе фазового детектора
fO 3 имеют теперь уровни с и d со3 н т- ответственно. эту девиацию благодаря фильтру 4.
Девиация частоты вызывает на выходе .резонатора 8 девиацию фазы, пропорциональную наклону фаэочастотной ха рактеристики резонатора 8, т.е, его добротности. Укаэанная девиация выд ляется на выходе фазового детектора
3 и через синхронный детектор. 12 по ступает на регистратор 13.
На выходе однополосного модулято ра 14 кроме полезного сигнала прису ствуют также и сигналы на несущей и на зеркальной частотах с уровнями сГ„ и с соответственно, что приводит к погрешности измерения. 15
Для уменьшения указанных погреш ностей сигнал с выхода генератора 10 поступает на однополосный модулятор
14 через второй дополнительный делитель 17.частоты на три. С выхода модулятора 14 сигнал поступает на дополнительный однополосный модулятор
19 на другой вход которого поступает сигнал с третьего дополнительного делителя 18, который делит частоту еще на два. Поэтому на выходе дополнительного однополосного модулятора
19 каждая составляющая сигнала сдвигается на частоту ь7 и спектр сигнала на его выходе приобретает вид, представленный на фиг.2в.
Полезный сигнал на выходе СВЧ-детектора 9 сдвигается в результате формулаизобретения
Измеритель влажности по авт. св.
11 1275275, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, выход однополосного модулятора соединен с вторым входом СВЧдетектора через введенный дополнительный однополосный модулятор, выход низкочастотного генератора соединен с вторым входом фазового детектора и вторым входом однополосного модулятора соответственно через введенные первый и второй дополнительные делители частоты, выход второго дополнительного делителя частоты соединен с вторым входом дополнительного однополосного модулятора через ввеI денный третий дополнительный делитель частоты, а выход СВЧ-детектора соединен с входом фазовращателя через введенный полосовой фильтр.
1317340
ФИГ. .
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор А. Ревин
Заказ 2416/39
Составитель В. Гончаров
Техред А.Кравчук Корректор А, Обручар
Тираж 776 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
