Устройство для измерения параметров диэлектриков

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, может быть использовано для измерения диэлектрических характеристик веществ с помощью емкостного или индуктивного датчика. Цель изобретения - повышение точности измерения и быстродействия. Устройство для измерения параметров диэлектриков содержит измерительную цепочку из вакуумного кварцевого резонатора и диэлектрического датчика, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом преобразователя сопротивления в электрической сигнал, второй вывод которого соединен с первым выводом вакуумного кварцевого резонатора. Новым является то, что в устройство введен элемент реактивного сопротивления, выполненный в виде переменных конденсатора или катушки индуктивности с возможностью образования совместно с диэлектрическим датчиком последовательного колебательного контура, настроенного на частоту последовательного резонанса вакуумного кварцевого резонатора, второй вывод которого через элемент реактивного сопротивления соединен с вторым выводом диэлектрического датчика. Введен дополнительный элемент реактивного сопротивления, подключенный к последовательному колебательному контуру с возможностью его расстройки от резонансной частоты вакуумного кварцевого резонатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике.

Известно устройство для измерения параметров диэлектриков [1], в котором содержится измерительная цепочка из вакуумного кварцевого резонатора с последовательно включенным диэлектрическим датчиком, причем заземленный вывод датчика и вывод резонатора подключен к заземленному и потенциальному преобразователю эквивалентного активного сопротивления резонатора в электрический сигнал.

Недостатком устройства является зависимость чувствительности и точности измерения от параметров диэлектрического датчика. Так, например, с увеличением емкости датчика чувствительность устройства резко снижается, понижая точность применения, и при определенных параметрах диэлектрического датчика применение устройства не представляется возможным.

Целью изобретения является повышение точности измерения благодаря повышению чувствительности устройства вне зависимости от параметров диэлектрического датчика, а также повышение быстродействия.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения параметров диэлектриков содержит измерительную цепочку из вакуумного кварцевого резонатора 1 и диэлектрического датчика 2, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом преобразователя сопротивления в электрический сигнал 3, второй вывод которого соединен с первым выводом вакуумного кварцевого резонатора 1. В измерительную цепочку введен элемент реактивного сопротивления, выполненный в виде переменных конденсатора 4 или катушки индуктивности 5, образующие с диэлектрическим датчиком 2 последовательный колебательный контур 6, настроенный на частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора 1, второй вывод которого через элемент реактивного сопротивления 4 и 5 соединен с вторым выводом диэлектрического датчика 2. В измерительную цепочку введен дополнительный элемент реактивного сопротивления 7, подключенный последовательно к колебательному контакту 6 с помощью переключателя 8 для небольшой расстройки колебательного контура от частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора. Преобразователь сопротивления содержит указатель 9.

Устройство работает следующим образом.

Колебательный контур 6 настраивается на частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора 1 с помощью переменных конденсатора 4 или катушки индуктивности 5 путем нахождения минимума показаний указателя 9. При изменении контролируемого параметра, воздействующего на диэлектрический датчик 2, изменяется общее сопротивление измерительной цепочки в соответствии с выражением где R_о - общее электрическое сопротивление колебательного контура; R - активная составляющая комплексного сопротивления контура; ω - круговая частота последовательного резонанса кварцевого резонатора; L, C - индуктивность и емкость колебательного контура; R_g - эквивалентное активное сопротивление кварцевого резонатора, которое преобразуется преобразователем сопротивления 3 в электрический сигнал, который фиксируется указателем 9.

Шкала указателя может быть отградуирована в единицах контролируемой величины (влажности, концентрации, уровня и т.д.). Для повышения чувствительности устройства после настройки колебательного контура на частоту последовательного резонанса с помощью переключателя 8 к колебательному контуру 6 подключается дополнительный элемент реактивного сопротивления 7 для обеспечения небольшой расстройки частоты контура 2 от резонансной частоты кварцевого резонатора 1, где чувствительность к изменению параметров колебательного контура максимальна, а характеристика преобразования устройства линейна.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения параметров диэлектриков, содержащее измерительную цепочку из вакуумного кварцевого резонатора и диэлектрического датчика, первый выход которого соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом преобразователя сопротивления в электрический сигнал, второй вывод которого соединен с первым выводом вакуумного кварцевого резонатора, отличающееся тем, что в него введен элемент реактивного сопротивления, выполненный в виде переменных конденсатора или катушки индуктивности с возможностью образования совместно с диэлектрическим датчиком последовательного колебательного контура, настроенного на частоту последовательного резонанса вакуумного кварцевого резонатора, второй вывод которого через элемент реактивного сопротивления соединен с вторым выводом диэлектрического датчика.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен дополнительный элемент реактивного сопротивления, подключенный к последовательному колебательному контуру с возможностью расстройки колебательного контура от резонансной частоты вакуумного кварцевого резонатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1