Емкостный преобразователь влажности

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям влажности дисперсных материа- Л Г в, и может быть использовано для решения широкого класса задач во многих областях народного хозяйства. Целью изобретения является повьпиение производительности преобразователя. Это достигается введением в преобразователь п-1 дополнительных 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 в полевых условиях. 3 ил. SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄQUÄÄ 1402907 ц1), G 01 N 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3963895/28-25 (22) 14.10.85 (46) 15.06.88. Бюл. 9 22 (7)) Львовский сельскохозяйственный институт (72) В.Т. Якимец, Е.И. Козак, В.J0. Воробкевич, М.М. Тушницкий и И.И. Гнатюк (53) 533.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 465583, кл. G 01 N 27/22, 1971.

Авторское свидетельство СССР

9 842541, кл. G 01 и 27/22, 1976. (54) фИКОСТНЬ1И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям влажности дисперсных материал в, 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 и-1 дополнительных 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.

1402907

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям влажности дисперсных материалов и, в том числе, почвы электрическими мето- 5 дами, и может найти применение во многих областях народного хозяйства.

Целью изобретения является повьппение производительности преобразова" . теля. 10

На фиг. 1 изображена блок-схема г предлагаемого преобразователя; на фиг ° 2 — схема модулирующего и подстроечного двухполюсного элемента;, на фиг. 3 - схема резонансного двух- f5 :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 "n-l."+1, т.е. и ем- 30 костных датчиков 15, и управляемые двухполюсные элементы: модулирующий

11, подстроечный 12 и резонансные 13„

: 14. Первые выводы элементов 11-14 объединены и соединены с объединен: ными первыми выводами и емкостных !, датчиков 15, а также с клеммои входа

1 измерительного многополюсника 2, сое-.

- ;диненной с выходом генератора 1. Вто" рые- выводы датчиков 15 и резонансных элементов .13, 14 соединены с соответствующими входами электронного коммутатора 9. Управляющий вход коммутатора 9 подсоединен к выходу блока 10 управления, второй выход которого со-45 единен 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 11 и подстроечного 12 элементов соединены с нулевой шиной устройства, Управля55 ющий вход модулирующего элемента ll 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 il 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 )5 и осуществляется компенсация начального уровня емкости одного датчика. При подключении п датчиков рабочая 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. Ключевая схема 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 положительный уровень. Сигнал схемы совпадения поступает на вход интегратора 7, причем при увеличении емкости датчика (увели-чение влажности) на вход интегратора

1402907 подается 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, со ответствующей равновесию схемы.

Таким образом, схема всегда находится в режиме динамического равновесия, а выходное. напряжение интегратора служит мерой истинной емкости датчика и, соответственно, измеряемой влажности.

Формула изобретения

- Емкостный преобразователь влажности, включающий генератор гармоничес- 25 ких колебаний, модулятор, амплитудный детектор, ключевую схему совпадения, интегратор и измерительный многополюсник, содержащий емкостный датчик и управляемые двухполюсные элементы, ЗО 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 модулирующего элемента соединен с первым выходом модулятора, второй выход которого подключен к второму входу схемы совпадения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности преобразователя, в него введены второй управляющий резонансный двухполюсный элемент, (и-1) емкостных датчиков, электронный коммутатор, блок управления .и потенциометр, причем первые выводы (n-1) емкостных датчиков объединены и сое; динены с первым выводом первого датчика, вторые выводы датчиков и резонансных элементов соединены с соответствующими входами электронногб коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом подстроечного элемента, а выход интегратора соединен с входом нотенциометра, выход которо-. го является выходом преобразователя.

1402907

/2

Г

Составитель EO. Коршунов

Редактор М. Бандура Техред Л.Кравчук Корректор Л Пилипенко

Заказ 2849/32 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Пр и нодственно-и лиграфическое предприятие, г. Ужгс рпд, у:i. !)р r i.÷ í.i.ì«,,