Устройство для определения разности физических величин

 

Изобретение относится к измерению разности физических величин и может быть использовано для физико-химического анализа жидких сред при гидрофизических измерениях. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается путем устранения расфазировки измеряемых сигналов. Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, инвертор 2, два первичных преобразователя (ПП) 3, 4, два усилителя 5, 6, источник 7 эталонного напряжения, два сумматора 8, 9, блок 10 регистрации, два ограничителя 11, 12, две дифференцирующие цепи 13, 14, два ключа 15, 16, фазовый детектор-сумматор 17, накопитель 18, три фазовращателя 19-21, импульсно-фазовый детектор 22 с соответствующими связями. Устройство обеспечивает суммирование противофазных напряжений опорной частоты с эталонным напряжением в широком диапазоне изменения свойств жидких сред, в которых установлены ПП, за счет обеспечения двухконтурной подстройки частоты. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 G 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ,F10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П1НТ СССР (21) 4332400/24-21 (22) 23.11.87 (46) 07.08.90. Бюл. У 29 (71) Морской гидрофизический институт АН УССР (72) Н.П.Лавлинский, Ю.П.Бутров, В.П.Алексеев и В,Я.Манжура (53) 621 ° 317.39 (088.8) (56) Легиров М.Г. Измерение тонкой вертикальной структуры верхнего слоя океана. — Вестник АН УССР, 1986, Ф 9, с.85-90. (i54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (157) Изобретение относитсн,к измере †ю разности физических величин и может быть использовано для физико-химического анализа жидких сред при гидрофизических измерениях. Цель изобретения — повышение точности иэ„,SU,, 1583870 А1

2 мерений — достигается путем устранения расфазировки измеряемых сигналов.

Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, инвертор 2,два первичных преобразователя (ПП) 3 и

4, два усилителя 5 и 6, источник 7 эталонного напряжения, два сумматора 8 и 9, блок 10 регистрации, два ограничителя 11 и !2, две дифференцирующие цепи 13 и 14, два ключа 15 и 16, фазовый детектор-сумматор 17, накопитель 18, три фазовращателя

l9-2! импульсно-фазовый детектор 22 с соответствующими связями. Устройство обеспечивает суммирование противофазных напряжений опорной частоты с эталонным напряжением в широком диапазоне изменения свойств жидких сред, в которых установлены ПП, за счет обеспечения двухконтурной фазовой подстройки частоты. 1 ил..1583870

Изобретение относится к иэмернчю разности физических величин электрическими методами, в частности к физико-химическому анализу и может

Э

5 быть использовано для гидрофизических измерений, например градиента удельной электропроводности морской воды в натурных условиях с помощью приборов зондирующего типа, а также ip для определения градиента электропроводности электролитов и других жидких сред, в том числе для.контроля загрязненности сточных вод и других водных масс: рек,. озер, морей и океанов.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет уменьшения погрешностей, обусловленных паразитной расфазировкой суммируемых сиг- 20 налов от изменчивости окружающей среды, На чертеже показана блок-схема ! устр ойств а.

Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, инвертор 2, два первичных преобразователя 3 и 4, два усилителя 5 и 6, источник 7 эталонного напряжения, два сумматора

8 и 9, блок 10 регистрации, два ограничителя,11 и 12, две дифАеренцирующие цепи 13 и 14, два ключа 15 и

16, фазовый детектор — сумматор 17, накопитель 18, три фаэовращателя

19-21, импульсно-Аазовый детектор 22.

Выход генератора i соединен с входами инвертора 2 и первичного преобразователя 4, выход которого через усилитель 5 соединен с информационным входом фазовращателя 21, выход

Аазовращателя 21 соединен с вторым входом сумматора 9 и входом ограничителя 11, а вход управления — с выходом накопителя 18, выход инвертора 2 через фазовращатель 19 соединен с информационным входом фазовраща+ теля 20 и входом первичного преобразователя 3, выход которого через усилитель 6 соединен с входом ограничителя 12 и первым входом сумматора 9, выход сумматора 9 соединен с первым входом блока 10 и вторым входом сумматора 8, выход которого соединен с вторым входом блока 1О, а первый вход через источник 7 — с выходом фазо55 вращателя 20 и первымвходом импульснофазового детектора 22, выход которого соединен с входом управления фазовращателя 20, а второй вход — с выходом or раничителя 1?, входом дифАеренцирующей цепи 13 и первым входом фазового детектора-сумматора 17, второй вход фазового детектора-сумматора 17 соединен с выходом ограничителя 1! и входом диАференцирующей цепи 14, а выход — с входами управления ключей 15 и 16, входы которых соединены с выходами соответствующих диАференцирующих цепей 13 и 14, а выходы — с соответствующими входами накопителя 18, Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора подается на фазовый детектор-сумматор 17 через последователвно соединенные инвертор

2, фазовращатель !9 (задающий "тех" нологический" постоянный сдвиг фазы, делающий однополярным разбаланс Ааз в исследуемом водном регионе),первичный преобразователь 3 (физической величины в .электрический сигнал), усилитель б и ограничитель 12 (устраняющий влияние амплитуды сигнала на последую|цие цепи измерения и регулирования фазы), На выходе ограничителя 12 формируется напряжение U в виде меандра с соответствующей Аазой. Напряжение с выхода генератора

1 подается также на второй вход фазового детектора-сумматора 17 через цепочку последовательно соединенных первичного преобразователя 4, усили- теля, фазовращателя 21 (устраняющего разбаланс противофазности напряжений первичных преобразователей автоподстройкой противоАазности сигналов) и ограничителя 11 (на выходе которого формируется напряжение U g в виде меандра, также с соответствующей фазой).

На выходе сумматора 8 Аормируется,.напряжение, характеризующее од" новременно и знак, и модуль разности физических (в частности, знак и модуль градиента электропроводности) в результате суммирования разности, измеряемой сумматором 9, на вход которого подаются напряжения, пропорциональные значениям изменения противофазных физических величин с эталонным (калиброванным) уровнем опорного напряжения, Выходные напряжения сумматоров 8 и 9 регистрируются соответственно. Уровень эталонного опорного напряжения на выходе источника

7 зависит от абсолютного значения

Фор мул а

5 15 р аэ но сти Аи зич еских в еличин, кот орые измеряются. Он выбирается из условия определяемости полярности напряжения. Фаза эталонного опорного напряжения приводится к фазе напряжения

U,, выбранной базовой для привязки фаэ двух других суммируемых напряжений, с помощью кольца автоподстройки фазы, содержащего фаэовращатель

20, импульсно-фазовый детектор 22, первичный преобразователь 3 и усилитель 6.

Напряжение -с ограничителя 12 подается на дифференцирующую цепочку

13, дифференцируется и получившимися в результате диАференциравания положительными импульсами на время их длительности (до 0,25 периода частоты f,) открывает ключ 15,пропускающий на накопитель 18 положительные импульсы с фазового детекторасумматора 17, если они совпадают по времени появления с указанными положительными импульсами с выхода дифференцирующей цепи 13. Напряжение с второго ограничителя 11 подается также на вторую дифференцирующую цепочку 14, дкфференцируется и получившимися в результате этого дифференцирования импульсами отрицательной полярности на время их длительности до 0,2 периода частоты Е открывает второй ключ 16, пропускающий на накопитель 18 отрицательные импульсы фазового детектора-сумматора 17, если они по времени прихода совпадают с отрицательными открывающими импульсами с выхода диффер енцирующей цепи 14.

Таким образом за счет обратной связи с помощью Аазовращателя 21 автоматически восстанавливается противофазность суммируемых сумматором 9 сигналов первичных преобразователей

3 и 4. При отсутствии текущего паразитного раэбаланса противофазности на входы накопителя 18 ничего не подается. Разбаланс противофаэности по любым причинам сразу же приводит к появлению напряжения на выходе фазового детектора-сумматора 17 и к появлению на одном из входов накопителя 18 импульсов соответствующей полярности и длительности, что не . замедлит восстановить текущую противофаэность указанных напряжений и соответствующее устраненному разбалансу напряжение на накопителе 18. изобретения

Устройство для определения разности Аиэическнх величин, содержащее

5 генератор онорного напряжения,инвертор, два первичных преобразователя, два усилителя, источник эталонного напряжения, первый сумматор и блок регистрации, выход генератора опорнога сигнала соединен с входами инвертора и второго первичного преобразователя, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход первого первичного преобразователя соединен с входом первого усилителя, выход первого сумматора соединен с первым входом блока регистрации,выход первого усилителя соединен с

20 первым входом первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, в него введены два ограничителя, две дифАеренцирующие цепи, два к тю25 ча, фазовый детектор-сумматор, накопитель, три Ааэовращателя, второй сумматор и импульсно — фазовый детектор, выход инвертора через первый <разовращатель соединен с входом первого пер30 вичного преобраэавателя и информационным входом второго Аазовращателя, выход которого соединен с входом источника эталонного сигнала и первым входом импульсно-Аазового детектора, выход источника эталонного напряже— ния соединен с пергым входом второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, .выход второго усилителя через тре4О тий фазовращатель соединен с входом вгорого ограничителя и вторым входом первого сумматора, первый вход которого соедннен с входом первого ограничителя, а выход — с вторым вхо45 дом второго сумматора, выход первого ограничителя соединен с входом первой дифАеренцирующей цепи, вторым входом импульсно-Аазового детектора, и первым входом фазового детектора в .

50 сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго ограннлтеля и входом второй дифференцирующей цепи, выход фазового детектора †сумматора соединен с входалп. упрагления

55 пеРвого и второго ключей, инАормационные входы которых ос едннены с выходами первой и второй диААереннн— рующих цепей соответственно, " выходы — соответственно с первым и

1583870

Составитель П.Мельников

Редактор А.Козориз Техред Л.Серд окова Корр ектор М. Кучерявая

Заказ 2252 Тираж 557 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæropoä, ул. Гагарина,101 вторым входами накопителя, выход которого соединен с входом управления третьего фаэовращателя, выход импульсно-фазового детектора соединен с входом управления второго фазовращателя.