Измеритель влажности

Измеритель влажности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерений на СЕЧ и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1275275. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измеритель влажности содержит фазоврапштель 1, ограничитель 2, фазовый детектор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, СВЧ-генератор 6, направленный ответвитель 7, резонатор 8, СВЧ-детектор 9, низкочастотный генератор 10, делитель частоты (ДЧ) 11, синхронный детертор 12, регистратор 13, однополосный модулятор (ОПМ)14, полосовый фильтр 15, дополнительные ДЧ 16-18 и дополнительный ОПМ 19. Сигнал генератора 6 возбуждает резонатор 8, связанный с исследуемым материалом 20 посредством электромагнитного поля . В зависимости от влажности исследуемого материала 20 изменяется доб20 (О (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5i)4 С "1 N 22 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ЗВ,, с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ эл

" ""«»

Н А BTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1275275 (21) 3990863/24-09 (22) 17.12.85 (46) 15. 06.87. Бюл. № 22 (71) Научно-исследовательский инсти— тут автоматизированных систем планирования и управления в строительстве (72) Л.Д.Огороднийчук, А.В.Гирнык, О.Н.Чепорнвк и A,Е.Черняев (53) 621.317.39(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1?75275» кл. С 01 N 22/04, ?5.12.84. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и является усовершенствованием изобретения по авт. св.

„„80„„ 317340 А 2

¹ 1275275. Цель изобретения — повышение точности измерений. Измеритель влажности содержит фазовращатель 1, ограничитель 2, фазовый детектор 3, Фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, СВЧ-генератор 6, направленный ответвитель 7, резонатор 8, СВЧ-детектор

9, низкочастотный генератор 10, делитель частоты (ДЧ) 11, синхронный детектор 12, регистратор 13, однополосный модулятор (ОП11)14, полосовый фильтр 15, дополнительные ДЧ 16-18 и дополнительный ОП11 19. Сигнал СрЧгенератора 6 возбуждает резонатор 8, связанный с исследуемым материалом

20 посредством электромагнитного но- д ля. В зависимости от влажности исследуемого материала 20 изменяется доб1317340 ротность резонатора 8. Она измеряется по наклону фазочастотной х-ки резонатора 8, Дпя этого СВЧ-генератор

6 настраивается в резонанс с резонатором 8 с помощью петли фазовой автоподстройки ттастоты (ФАПЧ). Кроме того, с помощью ДЧ 11 и сумматора 5 вызывается девиация частоты генератора

6. Девиация частоты вызывает на выходе резонатора 8 девиацию фазы, пропорциональную наклону фазочастотной

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг,1 изображена структурная электрическая схема измерителя влажности, на фиг.2 — спектры сигналов.

Измеритель влажности содержит фазовращатель 1, ограничитель 2, фазо- tO вый детектор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, СВЧ-генератор 6, направленный ответвитель 7, резонатор 8, СВЧ-детектор 9, низкочастотный генератор 10, делитель 11 часто- 15 ты, синхронный детектор 12, регистратор 13, однополосный модулятор 14, полосовой фильтр 15, первый 16, второй 17 и третий 18 дополнительный делители частоты и дополнительный од- 20 нополосный модулятор 19.

На фиг„2 изображены спектры следующих сигналов: a — на выходе резонатора 8; б — на выходе модулятора

14; 6 — на выходе второго модулятора

19, где с „ и d — коэффициенты передачи.однополосным модулятором соответственно несущей и зеркальной боковой составляющей.

Измеритель влажности работает сле- 30 дующим образом.

Сигнал с выхода СВЧ-генератора 6 через направленный ответвитель 7 возбуждает открытый резонатор 8, связанный с исследуемым материалом 20 по5 .средством электромагнитного поля. В зависимости от влажности исследуемого материала 20 изменяется доброт"; ность резонатора 8. Таким образом, измеряя добротность резонатора 8, оп- gO х-ки резонатора 8, т.е. его добротности. Девиация частоты выделяется фаэовым детектором 3 и поступает на регистратор 13. С помощью введенных блоков 15-19 устраняются погрешности, вызванные присутствием на выходе ОПМ

14, кроме полезного сигнала, сигналов на несушейи на зеркальной частотах. При этом полезный сигнал на выходе СВЧдетектора 9 сдвигается на частоту

3Я, 1 ил. ределяют влажность исследуемого материала 20.

Добротность резонатора 8 измеряется по наклону его фазочастотной характеристики, который пропорционален добротности. Для этого генератор 6 настраивается в резонанс с резонатором 8 с помощью петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ): с выхода резонатора 8 сдвинутый по фазе (сдвиг пропорционален взаимной расстройке резонатора 8 и СВЧ-генератора 6) сигнал поступает на СВЧ-детектор 9, на другой вход которого поступает сигнал с направленного ответвителя 7, сдвинутый по частоте однополосным модулятором 14, вследствие чего на выходе СВЧ-детектора 9 появляется сигнал на частоте низкочастотного генератора 10 с фазовым сдвигом, пропорциональным расстройке генератора 6 относительно резонатора 8. Указанный сигнал через. фазовращатель 1 и ограничитель 2 поступает на вход фазового детектора 3, на опорный вход которого поступает сигнал с генератора

10, вследствие чего на выходе фазового детектора 3 образуется напряжение, пропорциональное расстройке генератора 6 относительно резонатора 8, которое через фильтр 4 нижних частот и сумматор 5 поступает на управляющий вход генератора 6 и изменяет его частоту до тех пор, пока она не станет равной собственной частоте резонатора 8. Кроме того, сигнал с выхода генератора !О через делитель 11 частоты и сумматор 5 поступает на генератор 6, вызывая девиацию частоты генератора 6. Петля ФАПЧ не компенсирует

1317340 4 двух преобразователео на частоту 3й . С выхода СВЧ-детектора 9 фильтром 15 выделяется сигнал, который через фазовращателв 1 и ограничитель

2 поступает на фазовый детектор 3, е- на другой вход которого поступает сигнал. с первого дополнительного делителя 16, Паразитные составляющие сигнала на выходе фазового детектора

fO 3 имеют теперь уровни с и d со3 н т- ответственно. эту девиацию благодаря фильтру 4.

Девиация частоты вызывает на выходе .резонатора 8 девиацию фазы, пропорциональную наклону фаэочастотной ха рактеристики резонатора 8, т.е, его добротности. Укаэанная девиация выд ляется на выходе фазового детектора

3 и через синхронный детектор. 12 по ступает на регистратор 13.

На выходе однополосного модулято ра 14 кроме полезного сигнала прису ствуют также и сигналы на несущей и на зеркальной частотах с уровнями сГ„ и с соответственно, что приводит к погрешности измерения. 15

Для уменьшения указанных погреш ностей сигнал с выхода генератора 10 поступает на однополосный модулятор

14 через второй дополнительный делитель 17.частоты на три. С выхода модулятора 14 сигнал поступает на дополнительный однополосный модулятор

19 на другой вход которого поступает сигнал с третьего дополнительного делителя 18, который делит частоту еще на два. Поэтому на выходе дополнительного однополосного модулятора

19 каждая составляющая сигнала сдвигается на частоту ь7 и спектр сигнала на его выходе приобретает вид, представленный на фиг.2в.

Полезный сигнал на выходе СВЧ-детектора 9 сдвигается в результате формулаизобретения

Измеритель влажности по авт. св.

11 1275275, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, выход однополосного модулятора соединен с вторым входом СВЧдетектора через введенный дополнительный однополосный модулятор, выход низкочастотного генератора соединен с вторым входом фазового детектора и вторым входом однополосного модулятора соответственно через введенные первый и второй дополнительные делители частоты, выход второго дополнительного делителя частоты соединен с вторым входом дополнительного однополосного модулятора через ввеI денный третий дополнительный делитель частоты, а выход СВЧ-детектора соединен с входом фазовращателя через введенный полосовой фильтр.

1317340

ФИГ. .

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Ревин

Заказ 2416/39

Составитель В. Гончаров

Техред А.Кравчук Корректор А, Обручар

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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