Влагомер-двухполюсник
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к диэлектрическому измерению влажности. Цель изобретения - повышение точности из-- мерения. Устройство содержит емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, высокочастотный генератор, резонансный усилитель, компараторы, одновибраторы, триггеры, интегратор. Цель изобретения достигается за счет двухступенчатой системы уравновешивания резонансного измерительного контура. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (П) (S1) 4 С 01 N 27/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3976392/30"?5 (22) 10.11.85 (46) 23.01.88, Бюл. У 3 (71) Эстонский научно-исследовательский институт земледелия и мелиорации (72) Т.П.Плакк (53) 557.508.7(088.8) (56) Патент США М 3046479, кл. 324-60, 1961.
Авторское свидетельство СССР
У 813235, кл. G 01 N 27/22, 1981 ° (54 ) ВЛАГОМЕР-ДВУХПОЛ10СНИК (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к диэлектрическому измерению влажности, Цель изобретения — повьппение точности из"мерения. Устройство содержит емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, высокочастотный генератор, резонансный усилитель, компараторы, одновибраторы, триггеры, интегратор. Цель изобретения достигается sa счет двухступенчатой системы уравновешивания резонансного измерительного контура. 2 ил.
1368759
Влагомер-двухполюсник работает следующим 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 измерения влажности. 10
На фиг.l представлена блок-схема влагомера-двухполюсника; на фиг.2— временные диаграммы его функциониро-, вания.
Влагомер-двухполюсник содержит 15 кварцевый высокочастотный (ВЧ) генератор l, емкостный датчик - измерительный двухполюсник 2, ВЧ резонансный усилитель 3, демодулятор 4, низкочастотный (НЧ) резонансный усили- 20 тель 5, первый 6 и второй 7 компараторы, импульсый генератор 8, моновибраторы 9-11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ
12, RS-триггер 13, D-триггер 14, электронный коммутатор 15, элемент 25
ИЛИ 16„ интегратор 17. ВЧ-генератор 1 соединен с первым входом емкостного датчика 2, выход которого соединен с последовательной цепочкой: ВЧ резонансный усилитель 3 — демодулятор 4 — 30
НЧ резонансный усилитель 5, выход которого соединен с входами обоих компараторов б и 7 с различными уровнями переключений, выход первого из которых соединен с первым входом эле- З5 мента ИСКЛЮЧАЭ)ЩИЙ ИЛИ 12, а выход второго компаратора 7 соединен с Sвходом RS-триггера 13, Выхоп импульсного генератора 8 соединен с вторым входом емкостного датчика 2, входом первого моновибратора 9, вторым входом элемента ИСКЛЮЧА10ЩИЙ ИЛИ 12 и Rвходом RS-триггера. Выходы RS-триггера 13 и третьего моновибратора ll соединены с входом элемента ИЛИ 16, вы- 45 ход которого соединен с управляющим нходом электронного коммутатора 15.
Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12 соединен с D-входом D-триггера 14, Свход которого соединен с выходом вто- 50 рого моновибратора 10, а выход Dтриггера 14 соединен с входом электронного коммутатора 15. Выход последнего соединен через интегратор 17 с третьим входом емкостного датчика — 55 измерительного двухполюсника 2.
ВЧ-генератор 1 питает датчик— измерительный двухполюсник 2 стабильным высокочастотным током. его параметры модулируются в датчике 2 сигналом U„r от импульсного генератора 8.
Модулированный по амплитуде выходной сигнал датчика 2 Uz®,„sq после усиления ВЧ резонансным усилителем 3, демодулятором 4 и НЧ резонансным усилителем 5 подается на входы первого
6 и второго 7 компаратаров. На эпюре
U«. „ (фиг.2) показаны уровни срабатывания первого и второго компараторов Uq, и U, соответственна, В компараторах сигнал U«„ q преобразуется в прямоугольную форму с логичес- . кими уровнями. (сигналы U «g, и
14ы ., ) °
Первый мановибратор 9 запускается с переднего фронта от импульсного генератора 8 и запускает своим выходным сигналом. второй манонибратор 10, иа выходе которого получается короткий импульс выборки Up@Is Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12 сравнивает выходные сигналы первого компаратора и импульсного генератора 8 и выдает сигнал Uq, 1. Из этого сиг-, нала и сигнала выборки UzÄ,, который подается на С-вход D-триггера 14, иа выходе D-триггера 14 получается управляющии сигнал Бур, который показывает, нужно ли уменьшить или увеличить напряжение на варикапах в датчи" ке для получения динамического равновесия двухполюсника 2, !
Уравновешивающее напряжение U> > получают на выходе электронного коммутатора 15 через интегратор 17, которые вместе образуют звена выборки и хранения. Если отклонение двухполюсника 2 от равновесия большое, т.е. амплитуда U«„„Hö большая и превышает порог срабатывания второго компаратос ра 7, тогда RS-триггер 13 находится в положении "1", а электронный ключ
15 замыкается через элемент ИЛИ 16 и изменение U„„«„ происходит все время в соответствии с U
Использовании 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
in situ, Ввиду большого усиления интегральных компараторов уменьшается эона нечувствительности прибора. Двухступенчатая система уравновешивания ускоряет измерения и обеспечивает 25 стабильность автоматического уравновешивания при высокой точности.
Формула изобретения
Влагомер-двухполюсник, содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, интегратор, высокочастотный генератор о т л и ч а ю35 шийся тем, что, с целью повыше759 4 ния точности и помехоустойчивости, в него введены высокочастотный резонансный усилитель, демодулятор н HHs» кочастотный резонансный усилитель, первый и второй компараторы, импульсный генератор, три последовательно включенных между собой моновибратора, RS-триггер, D-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 S-входом RS-триггера, выход импульсного генератора соединен с.вторым входом емкостного датчика измерительного двухполюсника, входом первого моновибратора, вторым входом элемента ИСКЛЮЧАВ)ЩЕЕ ИЛИ и В-входом RS-триггера, выходы RS-триггера н третьего моновибратора соединены с входами элемента
ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу коммутатора, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ через
D-триггер — к входу коммутатора, при этом выход коммутатора соединен через интегратор с третьим входом емкостного датчика измерительного двухполюсника, а выход второго моновибратора соединен с С-входом Э-тонггепа.
Фиг У
1368759
Оиг
I (Составитель В.Немцев
Техред И.Попович Корректор М,Пожо
Редактор В.Петраш
Заказ 284/45 Тираж 847 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4
