Устройство для измерения влажности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (())922615

1

* (6i) Дополнительное к авт. свил-ву Ю1 822082 (22)Заявлено 25.06.80 (21) 2946956/18-21 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет(51)M. Кд.

G 01 N 27/22

5ыударствениь(й комитет

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень ¹ 15 (53) УДК 621.317.

° 332(088.8) ао делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания

6. В. Клюев, А. И. Аверин и Г, П. Глазб(рин

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к измери- тельной технике, а именно к автоматическим измерителям влажности различных сред с большой и переменной электропроводност ью.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является "устройство для измерения влажности", По основному авт.св, н 822082 известно устройство для измерения влажности, содержащее измерительный контур, состоящий из катушки индуктивности L, емкостного датчика С>, модулирующей емкости С и компенсирующей емкости С„, одним входом через элемент связи Z, соединенный с генератором ВЧ-напряжения, другим входом — с модулятором, а выходом — с демодулятором и амплитудным детектором, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя. Умножитель первым входом соединен с выходом функционального преобразователя, вторым входом — с выходом демодулятора, а выходом - с входом фазочувствительного усилителя, выход которого управляет компенсирующим конденсатором 1 1.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, которая зависит от изменения крутизны статистической характеристики колебательного контура при перестройке полупроводниковой емкости. (о

Цель изобретения - повышение точности измерения влажности и увеличение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в устройство для измерения влажности, содержащее измерительный контур, состоящий из катушки индуктивности, емкостного датчика, модулирующей емкости и компенсирующей емкосМ ти, одним входом соединенный через элемент связи с генератором высокочастотного напряжения, другим входом - с модулятором, а выходом - с демодулятором и амплитудным детектором, 92261 выход котараго соединен с первым вхадаи функцианагьнога преобразова-,еllH, умножитель, первым входом с0единенньй с выходом функционального преобразователя, вторым входом с выходом демодулятора, а выходом со входом фаза-увствительнага усилителя, выход которотo соединен с компенсирующим конденсатором, дополнительно введены ап,=..pàöèoíHü,<< усилитель, второй умножитель и два резистора,е причем инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с выходом фазочувствительнсго усилителя и с третьим входом первого умножителя. через второй резистор с выходом второга умножитепя., а выход операционного усилителя соедин .н с входами второго умножителя и с вторым входом фу кциана"",üíîãà преобразователя.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства для измерения влажности.

Устройство содержит измерительный контур l, состоящий из катушки индуктивности <, емкастного датчика С, адупирующей емкости C„, и компенсирующей Сп конденсатора одним входом через элем нт связи Z -„ соединен с

С <:>

< е;-ар»тором 2 высокочастотного напряжения, други"< входом с модулятором 3> и выходом с демодулятора :, амплитудным детектором 6, выхсд ка;араго соединен со входом функцианальнога

35 преобразователя 7. Первый умножитель 5 первым входом соединен с выходом функционального преобразователя 7, вторь<м входам с выходом демодулятора, а вь<ходам сс> входом фазочувствительнс>го усили-,еля 0, ыхад KoTcp с компенсируюшим конденсатором С ", через резистор В с инвертирующим входам операционного ус;i пителя 9, выход которага соединен са вторым входам функционального преобразователя 7 и с входами второго умножлтеля 1О, выход которого через резистор> i;;, соединен с инвертирующим входом >перацла,-,ного усилителя 9, И неинверт>лр>уюц< и вход которого ..оединен с общей шиной, Уст- ай=", вс раба < эет следующим образом.

Нэ измерительный контур 1 >ерез элемен -:-язi 2св поступает 8 ака частотное напря,ке,ие фикслрованной

-iacта >.! с< генеp..-:<таа,.:. 2 вьсскэчастстно-о напр<-:.<:--.ни . Мсд«;ляция осущест5

4 вляется периодическим изменением емкости С<, блока мадулирующих варикапов.

Работой модулирующих варикапов управляет модулятор 3. При отсутствии равновесия в системе на измерительном контуре 1 высокочастотное напряжение окажется амплитудно-промодулированным. Низкочастотная огибающая выделяется демодулятором 4 и поступает на второй вход первого умножителя g. C реднее напряжение вь<сокой частоты V, присутствующее н» измерительном контуре 1, детектируется амплитудным детектором 6 и поступает на первый вход функционального преобразователя

Коэффициент передачи функционального преобразователя

А Ф, «73

Ь где V - куб среднего напряжения колебательного контура 1;

А — напряжение, поступающее на второй вход Функционального преобразователя 7 с выхода операционного усилителя 9.

Сигнал с выхода первого умножителя g поступает на фазочувствительный усилитель 8 и затем на компенсирующий::онденсатор Сп и одновременно на операционный усилитель 9 с умножителем 10 в цепи обратной связи и на тре. тий вход первого умножителя 5. Операционный усилитель 9 с умножителем 10, входы которого объединены, образует схему аналогового извлечения квадратного корня

<> л =)т, < ,где V — напряжение си гнала, поступающее с выхода фазачувствительного усилителя 8;

А — выходное напряжение схемы аналогового извлечения квадратного корня.

Напряжение с выхода фазочувствительного усилителя 8 управляет емкостью компенсирующего конденсато-. рэ Сп таким образом, что колебательный контур 1 аказывается настроенным на частоту высокочастотного генератора 2.

lips. этом общий коэффициент усиления системы автоматической настройки контуоа в резонанс остается постоRHHbIH при изменении измеряемой емкости С .

Таким образам, показано, что измерение влажности исследуемого ве9226 щества в предлагаемом устройстве происходит с максимальной точностью и быстродействием во всем диапазоне изменения влажности исследуемого вещества. S

Устройство позволяет проводить измерения влажности различных веществ, с максимальной точностью и быстродействием в широком диапазоне изменения злектропроводности и влажности исследуемого вещества.

Достоинством устройства является его простота и надежность, обусловленная отсутствием .каких-либо механи" ческих узлов, 13 формула и зоб ретени я

Устройство для измерения влажности по авт.cs. Ю 822082, о т л и ч а1 6 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения влажности и повышения быстродействия, в него введены операционный усилитель, второй умножитель и два резистора, причем инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор со" единен с выходом фаэочувствительного, усилителя и третьим входом первого умножителя, через второй резистор с выходом второго умножителя, а выход операционного усилителя соединен с входами второго умножителя и с вторым входом функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 822082, кл. G 01 К 27/22.

Составитель Л. Сотникова

Редактор Н. Бобкова Техред C Мигунова Корректор0 Бутяга

Заказ 2571/57 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11/0)g Москва Н-Я Раушская наб. g. 4Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4