Диэлектрометр

 

СсНо3 Советских

Сецналнстнческнк

Респубанк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>84263!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 024)879 (21) 2820323/18-21 (53) . Кл.з с присоединением заявки Ио (23) Приоритет—

G 01 R 27/24

Государственный коинтет

СССР во дмвн изобретения в открытка

Опубликовано 300631. Бюллетень йв 24

Дата опубликования описания 30.06.81 (53) УДК .337(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.П.Лебедко, Н.Л.Позен и Е.Н.Тихомиров

Киевское научно- производственное объединение

"Анолитприбор" (71) Заявитель!

Изобретение относится к приборам, предназначенным для измерения диэлектрических параметров конденсаторов, напРимеР для измеРения приращения емкости конденсатора за счет изменения диэлектрической проницаемости диэлектрика, находящегося между пластинами конденсатора, и может найти применение при градуировке конденсаторов в органиэациях, занимающихся радиоизмерениями, а также при создавании диэлектрометрических приборов, используемых для определения влажности сыпучих и жидких веществ.

Известно устройство, согласно которому измерения проводят с помощью резонансных измерительных схем, при» чем сравнивают амплитуды напряжений на половине резонансной кривой, для чего осуществляют модуляцию измерительного контура периодическим подключением к нему конденсатора постоянной емкости . Подключение осуществляют с помощью электромеханического реле, которое имеет ограниченный срок службы иэ-за механического износа деТалей и окисления контактов Е13.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит генератор высокой частоты, измерительный контур с модулирующей емкостью и системой BBTQMBтического уравновешивания, уравновешивающий элемент которой выполнен в виде последовательно соединенных конденсатора постоянной емкости и управляемого током термистора, включенных параллельно измерительному контуру. Модулирующая емкость подключается к контуру с помощью электромеханического ключа, работающего от сети переменного тока Г21 .

Недостаток данного устройства в том, что при хорошей форме напряжения модуляции электромеханический ключ не может обеспечить надежной и длительной работы устройства.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности работы .диэлектрометра.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, которое содержит генератор высокой частоты, выход которого через резистор соединен с .последовательно включенными измери1тельным контуром, детектором, пер842631

15

55 вым усилителем, фазовым детектором, вторым усилителем, выход которого соединен с одним из входов моста, другой вход которого соединен со входом измерительного контура, и с одной.из обкладок модулирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с первым выводом ключа, введены источник прямоугольных импульсов, транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя, делитель напряжения и конденсатор, причем другая обкладка модулирующего конденсатора соединена с одним из выводов делителя напряжения и ключа, другой вывод которого соединен с эмиттером транзистора, а параллельно активной нагрузке в цепи эмиттера включен конденсатор, база транзистора соединена с одним выходом источника прямоугольных импульсов, другой выход которого соединен со вторым входом фазового детектора.

Кроме того, ключ выполнен в виде переключающегося диода.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, к которому подключен резистор 2, соединенный с измерительным контуром 3,. содЕржащим индуктивность 3 а и конденсатор 3 б.

К измерительному контуру подключен детектор 4, соединенный с усилителем

5,; к которому подсоединен фазовый детектор 6, к выходу котoporo подключен усилитель 7, содержащий на выходе мостовую схему с гальванометром 8. Измерительный контур 3 соединен с модулирующим конденсатором 9, вторая обмотка которого подключена к ключу 10 и к делителю напряжения, содержащему резисторы 11 и 12. Второй выход ключа 10 соединен с змиттером транзистора 13. В цепи змиттера транзистора 13 находится резистор 14, к которому подключен конденсатор 15, имеющий емкость в 10-15 раз большую, чем емкость модулирующего конденсатора 9. База транзистора 13 соединена с источником 16 прямоугольных импульсов, соединенным с фазовым детектором б °

Устройство работает следующим образом.

От источника 16 прямоугольных импульсов сигналы напряжения прямоугольной формы поступают на базу транзистора 13 и повторяются на резисторе 14. Поскольку катод ключа 10 подключен к делителю напряжения; содержащему резисторы 11 и 12, то в этой точке существует постоянный потенциал относительно общей шины.

Напряжение с эмиттера транзистора

13 подается на анод ключа 10, в результате чего потенциал на этом электроде будет то меньше, то больше потенциала катода. Это приводит к периодическому открыванию и закрыванию ключа 10. При открытии ключа 10 модулирующий конденсатор 9 через конденсатор 15 подключается к общей шине, чем вызывает перестрой- . ку измерительного контура 3. В те моменты, когда к измерительному контуру 3 не подключена емкость С к, частота резонанса измерительного контура 3 fp за счет подключения и отключения модулирующего Конденсатора

9 равна

+ У

fp= o ь% 1

2 где f — частота генератора 1 высо0 кой частоты; ь%„,ь| — приращения частоты, обусловленные величиной модулирующего конденсатора 9.

При этом амплитуды напряжения на измерительном контуре 3 в случаях, когда

Ур = f0+ f< и Гр = fO — ЬЕ2, будут равны между собой.

Сигнал, пройдя через детектор 4 и усилитель 5, поступает на фазовый детектор б, куда подводятся импульсы от. источника 16 прямоугольных импульсов. Схема настраивается таким образом, что на выходе фазового детектора б напряжение равно нулю в случае отсутствия емкости Сх. Когда же к измерительному контуру 3 подключают неизвестную емкость C, To происходит расстройка измерительйого контура 3, в результате чего амплитуды напряжения, получающиеся на выходе детектора при f> + 5fÄ, не будут равны амплитудам, полученным при fg - Af<.

Разница амплитуд, поступая на вход усилителя 5, преобразуется в переменное прямоугольное напряжение, равное по частоте напряжению импульсов, снимаемых с источника 16 прямоугольных импульсов. После усилителя 5 переменное напряжение поступает на фазовый детектор 6, куда подводятся прямоугольные импульсы от источника

16 прямоугольных импульсов. При этом на выходе фазового детектора б появляется постоянное напряжение, величина и знак которого зависят от величины и направления расстройки измерительного контура 3. С фазового детектора б постоянное напряжение поступает на вход усилителя 7. Это вызывает разбаланс мостовой схемы на выходе усилителя 7, что фиксируется гальванометром 8.

Формула изобретения

1.Диэлектрометр,содержащий генератор высокой частоты, выход которого через резистор соединен с последовательно включенными измерительным контуром, детектором, первым усилителем, фазовым детектором, вторым

842631

Составитель Л.Сотникова

Техред A,Ач Корректор(Л.Иван

Редактор Л.Филь

Заказ 5089/52 Тираж 732 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 усилителем, выход которого соединен с одним из входов моста, другой вход которого соединен со входом нзмерительного контура и с од ой из обкладок модулирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с первым выводом ключа, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы прибора, в устройство введены .источник прямоугольных импульсов, транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя, делитель напряжения и конденсатор, причем другая обкладка модулирующего конденсатора соединена с одним из выводов делителя напряжения и ключа, другой вы- IS вод которого соединен с эмиттером транзистора, а параллельно активной нагрузке в цепи эмиттера включен конденсатор, база транзистора соединена с одним выходом источника npsMoyrcmbных импульсов, другой выход которого соединен со вторым входом фазового детектора.

2. Диэлектрометр по п.1, о т л ич а ю шийся тем; что ключ выполнен в виде переключающегося диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берлинер М.A. Измерения влаж" ности. "Энергия", 1973, с, 112-122.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 233083, кл. G 01 R 27/26,. 12.04.67 (прототип).