Автогенераторный измеритель электропроводимости немагнитных сред

 

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,938116 (61) Дополиительиое к авт. саид-ву (51)М. Кл.

G01 и 27/02

{22)Задавлено 12.11.80 (2! ) 3002647/25-28 с присоедииеииезт заявки М (23)Приоритет

9иударетаопвФ квинтет

ИЕР аа @алаи взевретеикк и атарытв» (53) УДК 843.257 (088.8) ОпУбликовано 23.06.82. Бюллетень JO 23

Дата опубликования оиисаиия 26.06.82 (72) Авторы изобретеиия

В. С. Хандецкий и С. В. Сере

= 1

:1

Днепропетровский ордена Трудов о Красного Знамени -" a| ñ ;I: государственный университет им. воссоед енин

Украины с Россией

»» р (71) Заявитель (54) АВТОГЕНЕРАТОРНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ НЕМАГНИТНЫХ

СРЕД

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для измерения электропроводности немагнитных сред неразрушающими методами.

Известно автогенераторное устройство, 5 содержащее двухконтурный измерительный автогенератор с частотозадающим котттуром, стабилизированным пьезорезонатором и с параметрическим датчиком во внешнем контуре, а также амплитудный детектор с амиттерным повторителем на входе, цепь компенсации начального уровня сит нала и регистрирующий прибор.

При контроле электроироводности не» магнитных сред амплитудный сигнал, снимаемый с внутреннего контура автогенератора определяется в основном величиной внесенного в вихретоковый датчик реактивного сопротивления s мало зависит, от величины внесенного активного сопротивления. При достаточно болы ой добро ности контуров, система обладает высо» кой чувствительностью $1) .

Недостатком устройства является наличие погрешности, связанной с влиянием изменения зазора между датчиком н образцом на сигнал прибора.

Наиболее близким к изобретению по технической сушкости является извест ный автогеиераторный измеритель элект ропроводности немагнитиых сред, содержащий двухконтурный автогенератор с кварцевым стабилизатором и вихретоковым преобразователем во внешнем контуре . одноконтурный автогеиератор, колебательный контур которого включает внешний контур двухконтурного автогенератора, подключенные к выходам автогенераторов два амплитудных детектора, соединенный с ними блок деления и регистрирующий прибор Г23 .

Недостатком известного измерителя является невысокая точность измерения, вызванная изменением активного и реаи.тзюнм о сааротивлений внутРеннего ковща двухкоитуриого автогенератора.

3 9381

Пель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что автогенераторный измеритель элект ропроводности немагнитных сред снабжен двумя соединенными стоками полевыми транзисторами с противоположными типами проводимостей, подключенными истоками параллельно индуктивности внутреннего контура двухконтурного автогене- 10 ратора, цепью из последовательно соединенных конденсатора и варикапа, параллельно подключенной к той же индуктивности, при этом точка соединения варикапа и конденсатора, и затвор одного по- )5 левого транзистора соединены через соответствующие резисторы и с эмиттером транзистора одноконтурного автогенератора, а затвор второго полевого транзистора через резистор подключен к выходу g0 амплитудного детектора двухконтурного автогенератора.

На чертеже приведена электрическая схема автогенераторного измерителя электропроводности немагнитных сред. 25

Автогенераторный измеритель содержит биполярные транзисторы 1 и 2, систему из двух связанных контуров, состоящую из конденсаторов 3 - 5, катушки индуктивности 6 и вихретокового преобразователя 7, два полевых транзистора 8 и 9 с противоположными типами проводимостей, варикап 10, конденсатор 11, резисторы 1220, кварцевый резонатор 21, конденсаторы 22 — 26, два амплитудных детектора 27 и 28, блок 29 деления и регистриД5 рующий прибор 30.

Двухконтурный автогенератор выполнен на транзисторе 1 с кварцевым резонатором 21 между коллектором и эмиттером транзистора 1. Внутренний контур этого автогенератора, включенный между коллектором транзистора l и положительным зажимом источника питания, содержит конденсатор 3 и индуктивность 6.

К внутреннему контуру двухконтурного автогенератора через конденсатор 4 связи подключен внешний контур, состоящий из конденсатора 5 и вихретокового преобразователя 7.

К внешнему контуру подключен емкостной делитель, состоящий из конденсаторов

22 и 23, а также коллектор транзистора 2, эмиттер которого подключен к средней точке емкостного делителя. Fi цепи 55 эмиттеров транзисторов 1 и 2 включены резисторы автосмещения 17 и 18 соот ветственно. Резисторы 15 и 16, 19 и 20 образуют делители напряжения для подачи положительного смещения на базы транзисторов 1 и 2. Конденсаторы 24—

26 шунтируют по переменному току соответственно резисторы 17, 16, 19. К внутреннему контуру двухконтурного автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты подключен амплитудный детектор 27, выход которого подсоединен к первому входу блока 29 деления. К внешнему контуру подключен амплитудный детектор 28, выход которого подключен к второму входу блока 29 деления, Выход блока 29 деления подсоединен к регист рирующему прибору 30.

Параллельно индуктивности 6 истоками

1 включены сое диненные стоками полевые транзисторы 8 и 9 и последовательно соединенные конденсатор 11 и варикап 10, точка соединения которых через резистор

14 подключена к эмиттеру транзистора 2 одноконтурного автогенератора. Затвор полевого транзистора 8 через резистор

12 соединен с выходом амплитудного детектора двухконтурного автогенератора.

Затвор полевого транзистора 9 через резистор 13 соединен с эмиттером транзистора 2 одноконтурного автогенератора.

Автогенераторный измеритель работает следующим образом.

При внесении в поле вихретокового преобразователя 7 немагнитной среды его активное и реактивное сопротивление изменяются, причем активное сопротивление увеличивается на величину ", (б), а реактивное — уменьшается на величину

XÂÍ (G)f где Г „(g) и у (g) внесенные во внешВна Ьнх ний контур двухконтурного автогенератора сопротивления;

6 - электропроводность среды.

Увеличение активного сопротивления внешнего контура на величину у з ((7)вызывает увеличение активного и реактивного сопротивлений внутреннего контура на величины г „©) и Х, (Г) соответственно, а н уменьшение реактивного сопротивления внешнего контура на величину Х яи (g) приводит к возрастанию активного и ре« активного сопротивлений внутреннего кон,/тура на величины Гвн„Ы) и Х н„(o).

Амплитудный сиг:нал одноконтурного автогенератора при внесении в поле вихре токового датчика проводящей среды поактически определяется величиной V 0н, И) 5 938

На амплитудный детектор 27 двухконтурного автогенератора поступает сщ нал, который определяется величиной Х g.)

Величины же вносимых во внутренний контУР сопРотивлений Х „,(б) Грн1О) и1 н (G ) которые являются помехами, компенсируются при помощи введенных в схему варикапа 10 и полевых транзисторов 8 и 9, выполняющих функции регулируемых сопротивлений, следующим образом.

1О

При уменьшении добротности внешнего контура двухконтурного автогенера тора, уменьшается падение напряжения на резисторе 18 в цепи эмиттера транзистора 2, следовательно напряжение смещения на варикапе 10 увеличивается, что приводит к уменьшению емкости варикапа, подключенного параллельно внутреннему контуру

Это увеличивает собственную частоту внутреннего контура, компенсируя тем самым приращение реактивного сопротивле-! ния ® (G ), носящего индуктивный ха1 рак тер. ?5

Приращения внесенных активных сопротивлений } }1p1(Q) и ГВн((} ) компенсируются путем уменьшения шунтируюшего действия на внутренний контур сопротивлений стокисток полевых транзисторов 8 и 9.

Характеристика полевого транзистора 8 такова, что при увеличении напряжения на затворе сопротивление исток-сток возрастает. Характеристика же полевого транзистора 9 обратна характеристике полевого транзистора 8еТаким образом, умень- шение падения напряжения на резисторе

18 приводит к увеличению сопротивления исток-сток транзистора 9, и, соответст ( венно, к компенсации } (ц(, (0).

Полезный сигнал Х (() изменяет =я в

fI 40

Н1 соответствии с величиной К (g), которая обуславливает также появление помехи }, (Я . Это использовано для комН1 (( пенсации величины 1" >H (Q) путем подачи

1 на затвор полевого транзистора 8 напря« жения, зависящего от Х " н ((}), с выхода амплитудного детектора 27. ((Степень компенсации величин Х2,11 ((})1-ЙЧ

If (ВН1И r ð}1,,(0)ðåãóëèðóåòñÿ подбором резисторов

14, 13 и 12 соответственно.

SO

После амплитудных детекторов 27 и 28 аналоговые сигналы, пропорциональные (( х бм„(6(епебфпооеупекок ке блок 29 пелееел, 116 6

Зйходнбе напряжение которОго, пропо ь щюнальное отношению 1 1, (g)/g>„„Q)роступает на регистрирующими прибор" 30.

Учитывая, что "линии о вода вихретоковых преобразователей, : близки к прямым при изменении зазора между датчиком и образцом величина д 1(Ф =Г S11 (_#_!ХО „„(ф изменяется .незначительно.

Автогенераторный измеритель электро проводности немагнитных сред позволяет: повысить точность измерения вследствие введения в его схему регулируемых сопротивления.

Формула изобретения

Автогенераторный измеритель электропроводности немагнитных сред, содержащий двухконтурный автогенератор с кварцевым стабилизатором и вихретоковым преобразователем во внешнем контуре, одноконтурный автогенератор, колебательный контур которого включает внешний контур двухконтурного автогенератора, подключенные к выходам автогенераторов два амплитудных детектора, соединенный с ними блок деления и регистрирующий прибор, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя соединенными стоками полевыми транзисторами с противоположными типами проводимости, подключенными истоками параллельно индуктивности внутреннего контура двухконтурного автогенератора, цепью иэ по» следовательно соединенных конденсатора и варцкапа, параллельно подключенной к той же индуктивности, при этом точка соединения варикапа и конденсатора, и затвор одного полевого транзистора соединены через соответствующие резисто-. ры с эмиттером транзистора одноконтурного автогенератора, а затвор второго полевого транзистора через резистор подключен к выходу амплитудного детектора двухконтурного автогенера тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 497537, кл. G01 и 33/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 2727855/18-28, кл. 6011(27/02, 1979 (прототип).

938116

Составитель И. Ардашева

Редактор P. Бицика Техред М. Рейвес Корректор И. Муска

Заказ 4449/65 Тираж 887 Поддисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

113035, Москва, Ж35; Раушскаа.араб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектяаи, 4