Автоматический измеритель влажности и содержания почвы

 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к диэлькометрическим автоматизированным устройствам измерения параметров почв, и может быть использовано для одновременного измерения и солесодержания почвогрунтов при проведении научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ, а также в сельском хозяйстве. Целью изобретения является повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания почвы автоматического измерителя влажности и солесодержания. Это достигнуто благодаря применению контурного способа измерения емкости первичного преобразователя и фазового метода фиксации момента резонанса при использовании испытательного высокочастотного сигнала с линейной частотной модуляцией. Испытательный сигнал одновременно подается на один вход фазового дискриминатора системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) непосредственно, а через измерительный двухполюсник, где он получает дополнительную амплитудную модуляцию, повторяя форму амплитудно-частотной характеристики контура, и регулируемый усилитель - на другой вход фазового дискриминатора. Пиковые значения сигналов на обоих входах поддерживаются одинаковыми с помощью замкнутой системы автоматической регулировки усиления (АРУ), что исключает влияние амплитудных изменений сигналов в области перехода через нуль дискриминационной характеристики, т.е. в области резонанса. Это повышает чувствительность дискриминатора, а в результат

0032

пермский государственный фармацевтически

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ОСУДА СТВЕНН1 1й HOMmET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4282669/25-25 (22) 13,07.87 (46) 30.01.90. Бюл. 1 4 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) С.С.Бондаренко, ВrK Сыч и В.B.Xoõëà÷åâ (53) 621.3 17.73(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР и 289369, кл. С 01 к 27/26, 1970.

Теория и практика экспрессного контроля влажности жидких и твердых материалов. Под ред. проф. F,Ñ.Êðèчевского. M. Энергия, 1980, с. 9295.

{54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАИ H0CTN N ССЛЕССДЕРИАНИЯ ПОЧВЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диэлькометрическим автоматизированным устройствам измерения параметров почв, и может быть использовано для одновременного измерения и солесодержания почвогрунтов при проведении научно-исследовательских и проектноизыскательских .работ, а также в сельском хозяйстве. Целью изобретения является повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания почвы автоматического измерителя влажности и солесодержания.

° Это достигнуто благодаря применению контурного способа измерения емкости

Изобретение относится к измерительной технике, в частности К влэгометрии, и может быть использовано для одновременного измерения влаго(51) 5 G 01 N 27/22, (07 R 27/26

2 первичного преобразователя и фазового метода фиксации момента резонанса при использовании испытательного высокочастотногo сигнала с линейной частотной модуляцией, Испытательный сигнал одновременно подается на один вход фазового дискриминатора системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) непосредственно, а через измерительный двухпалюсник, где оН получает дополнительную амплитудную модуляцию, повторяя форму амплитудно-частотной характеристики контура, и регулируемый усилитель — на другой вход фазового дискриминатора, Пиковые значения сигналов на обоих входах поддерживаются одинаковыми с помощью замкнутой системы автоматической регулировки усиления (АРУ), что исключает влияние амплитудных изменений сигналов в области перехода через нуль дискриминационной характеристики, т.е. в области резонанса, Это повышает чувствительность дискриминатора, а в результате и точнссть измерения влажности при большой проводимости среды. Динамическое равновесие системы АПЧ устанавливается, когда средняя частота испытательного сигнала становится равной резонансной частоте измерительного контура. Измерение же проводимости производится по принципу Q-метра. 1 ил. и солесодержания почвогрунтов при проведении научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ в полевых условиях в сельском хозяйстве.

1539639

Целью изобретения является повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания в почве. 5

На чертеже изображена блок-схема автоматического измерителя влажности и солесодержания почвы.

Измеритель содержит емкостный первичный преобразователь (ПП) 1, изме- 10 рительный двухполюсник (ИД) 2, регулируемый усилитель (РУ) 3, фазовый дискриминатор (ФД) 4, накопитель 5, управляемый высокочастотный (УВЧ) генератор 6, генератор 7 пилообразно- 15 го напряжения (ГПН), опорный генератор (ОГ) 8, смеситель 9, преобразователь 10.частота — напряжение, первый

11, второй 12 и третий 13 пиковые детекторы (ПД), дифференциальный уси- 20 литель (ДУ) 14 и регистратор 15.

ПП 1 представляет собой выносной емкостный датчик с согласующими элементами. ПП 1 подключен к ИД 2, представляющемуу собой последовательный колебательный контур, Второй вход

ИД 2 подключен к выходу УВЧ генератора 6, а выход ИД 2 соединен с входом РУ 3 и через третий ПД 13 подсоединен к дополнительному входу регист- ЗО ратора 15 Выход РУ 3 через последовательно соединенные фазовый дискриминатор 4 и накопитель 5 подсоединен к управляющему входу УВЧ генератора 6, К >второму управляющему входу

УВЧ генератора 6 подсоединен ГПН 7, а второй выход генератора 6 подключен к первому входу смесителя 9, к второму входу которого подсоединен

ОГ 8. Выход смесителя 9 через преоб- 40 разователь 10 подсоединен к входу регистратора 15. Выход генератора 6 соединен с входом опорного сигнала

ФД 4 и через первый ПД 11 подключен к первому входу ДУ 14. Выход РУ 3 через второй пиковый детектор !2 подключен к второму входу ДУ 14, выход которого соединен с управляющим входом РУ 3.

Измеритель рабоТает следующим образом.

Сигнал от ГПН 7 поступает на вто: рой управляющий вход генератора 6, на выходе которого формируется периодический линейно-частотно-модулированный (ЛЧИ) сигнал, 3тот сигнал по55 дается на ИД 2 и одновременно на опорный вход фазового дискриминатора 4, выполненного в виде последовательного соединения фазового детектора и компаратора, На сигнальный вход фД 4 через регулируемый усилитель 3 подается сигнал, снимаемый с выхода измерительного двухполюсника 2> т.е. с конденсатора последовательного колебательного контура, получивший дополнительную амплитудную модуляцию, Пиковые детекторы 11 и 12, дифференциальный усилитель 14 вместе с регулируемым усилителем 3 образуют замкнутую систему АРУ по пиковому уровню. При этом в качестве опорного используется уровень ЛЧИ сигнала, поступающего с выхода УВЧ генератора 6. В результате работы АРУ сигнал с амплитудной и частотной модуляцией на сигнальном входе фазового дискриминатора имеет такой же пиковый уровень, как и ЛЧМ сигнал на входе опорного сигнала, Благодаря этому исключается влияние амплитудных изменений сигналов на крутизну дискриминационной характеристики в окрестности нуля. Сигнал с выхода фазового дискриминатора 4 поступает на вход накопителя 5. !

Постоянное напряжение, образующееся на выходе накопителя 5, подается на первый управляющий вход генератора 6, а именно на варикап, включенный в частотно-задающую цепь УВЧ генератора 6, и тем самым изменяется средняя частота колебаний. Таким образом, замыкается цепь обратной связи и образуется система автоматического регулирования, Динамическое равновесие этой системы устанавливается, когда средняя частота Jl4M сигнала становится равной резонансной частоте измерительного двухполюсника 2 °

Частота перестраиваемого УВЧ генератора 6 сравнивается в смесителе 9 с частотой опорного генератора 8, стабилизированного по частоте кварцем.

С выхода смесителя 9 сигнал разностной частоты поступает в преобразователь 10 частота - напряжение, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное емкости датчика (влажности среды)> которое фиксируется в блоке 15 регистрации, Одновременно в блок 15 регистрации поступает выходное напряжение пикового детектора 13, пропорциональное величине резонанса в колебательном контуре измерительного двухполюсника (пропорСоставитель Ю.Коршунов

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Редактор А.Маковская

Ф Ф»

Заказ 213 Тираж 504 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

5 15396 циональное проводимости среды, которая, определяет солесодержание) .

Формула изобретения

Автоматический измеритель влажности и солесодержания почвы, содержащий емкостный первичный преобразователь, измерительный двухполюсник, регулируемый усилитель, фазовый дискриминатор, накопитель, управляемый высокочастотный генератор, смеситель, опорный генератор, преобразователь частота - напряжение и регистратор, к первому входу измерительного двухполюсника подсоединен первичный преобр-эователь, а к второму - высокочастотный генератор, выход усилителя через последовательно соединенные 2О фазовый дискриминатор и накопитель подсоединен к управляющему входу вы" сокочастотного генератора, второй выход которого подключен к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а -выход смесителя через пре39 6 образовател ь частота — напряжение подключен к регистратору, а вход опорного сигнала фазового дискриминатора соединен с выходом высокочастотного генератора, о т л и ч а юшийся тем, что> с целью повышения точности при одновременном измерении влажности солесодержания почвы, в измеритель введены генератор пилообразного напряжения, дифференциальный усилитель и три пиковых детектора, причем генератор пилообразного напряжения подключен к второму управляющему входу высокочастотного генератора, выход которого через первый пиковый детектор соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход усилителя через второй пиковый детектор соединен с вторым входом дифференциального усилителя, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, а выход измерительного двухполюсника соединен с входам усилителя и через третий пиковый детектор подключен к дополнительному входу регистратора.