Кондуктометр

Кондуктометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е >7694I9

ИЗО6РЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.09.78 (21) 2663412/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 28.10.80 (51) М К „з G 01 N 27 02

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Я. Решетник, А.;М. Кучеренко и А. П. Сыроед (71) Заявитель Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института « Цветметавтоматика» (54) КОНДУКТОМЕТР.Изобретение относится к области контроля технологических параметров и может быть использовано для автоматического контроля содержания компонента .в растворах или суспензиях, например для автоматического измерения концентраций электролитов в растворах и пульпах гидрометаллургических производств.

Известны измерительные автогенераторы для измерения электрических свойств веществ резонансным способом, например генератор с шунтирующим диодом для диэлектричеок их измерений в диапазоне 0,1—

100 мГц. Основной частью пртсбора является автогенератор с цепью положительной обратной связи и измерительный колебательный контур. Параллельно колебательному контуру .включен шунтирующий диод, смещенный в проводящем направлении источником опорного напряжения, последовательно с источником опорного напряжения включен измерительный прибор,11.

При измерении больших проводимостей, когда напряжение смещения должно быть низкое, а сила начального тока диода— большая, включение измерительного прибора последовательно с источником опорного напряжения приводит к тому, что шкала прибора для определения активной проводимости получается нелинейной из-за изменения падения напряжения на измеривЂ.сльном приборе.

Наиболее близким техническим решением является кондуктометр, содержащий измерительный одноконтурный автогенера-. тор с дополнительной цепью положительной обратной связи, комп енсирующий одноконтурный автогенератор, индуктивные датчики, включенные в качестве элементов

1О резонансных контуров автогенераторов, два амплитудных детектора и резистор общей нагрузки детекторов. Для увеличения чувствительности между коллектором и эмиттером измерительного автогенерато15 ра введен варикап в качестве конденсатора связи. Для уменьшения погрешности за счет нелинейности статической характеристики измерительного автогенератора дополнительная цепь положительной об20 ратной связи образована с помощью инвертпрующего функционального преобразователя с показательной характеристикой, вход, которого подключен к резистору общей нагрузки детектора — к базе измери25 тельного автогенератора. Принцип измерения основан на измерении добротности контура измерительного автогенератора при изменении электропроводности контролируемой среды. Изменение добротности приводит к изменению переменного напряже769419

1О

l5

25 зо

65 ния на контуре и после детектирования.

Одно времен но изменяется;на пр яжение на варикапе, включенном в качестве конденсатора связи, его емкость изменяется, это способствует дополнительному изменению величины выходного напряжения автогенератора..Выходное напряжение подается на вход инвертирующего функционального преобразователя с показательной характеристикой, который своим выходом подключен к базе транзистора измерительного автогенератора. Эта цепь положительной обратной связи увеличивает линейность выходного сигнала i(2).

Однако выбором соответствующего инвертирующего функционального преобразователя с учетом,вида характеристики измерительного автогенератора можноуменьшить коэффициент нелинейных искажений, если диапазон изменения выходного сигнала ограничен величиной 0,5 †: 0,25 от максимального .возможного значения до величины порядка бо10.

Цель изобретения повышение линейности, выходного сигнала в широких пределах измерения.

Поставленная цель достигается тем, что кондуктометр, содержащий измерителыный одноконтурный автогенератор с дополнительной цепью положительной обратной связи, индуктивный датчик, включенный в качестве элемента резонансного контура автогенератора, снабжен эмиттерным повторителем на транзисторе противоположной полярности, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, выход —к резистору нагрузки детектора, а измерительный прибор включен в коллекторную цепь эмиттерного повторителя.

Дополнительная цепь положительной обратной связи образована подключением измерительного прибора одной клеммой к коллектору эмиттерного повторителя, а другой клеммой через ЬС-фильтр — к эмиттеру транзистора автогенератора.

Эмиттерный повторитель позволяет независимо от изменения величины сопротивления измерительного прибора и независимо от,величины тока через измерительный прибор стабилизировать .напряжение на индуктивности датчика при измерении в ши,роких пределах.

Дополнительная цепь положительной обратной связи, образованная LC-фильтром, повышает чувствительность коедуктометра за счет дополнительного изменения режима работы транзистора автогенератора по постоянному току и повышает линейность за счет уменьшения начального .нелинейного участка работы эмиттерного повторителя.

На фиг. 1 представлена принципиаль ная электрическая схема:кондуктометра; на фиг. 2 — то же, только,с дополнительной обратной связью, образованной LC-фильтром.

Схема состоит из одноконтурного автогенератора, в который входит транзистор 1, резистор 2, конденсаторы 3 — б и вндуктивный датчик б, включенный в качестве элемента резонансного контура, амплитудного детектора, выполненного на диоде 7, конденсаторе 8 и резисторе 9, являющегося нагрузкой детектора, который служит для уста.новления требуемого начального значения выходного, сигнала и включен в эмиттер эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторе 10. В коллекторную цепь эмиттерного повторителя включен измерительный прибор:11 и цепь термокомпенсации, состоящая из,резисторов 12 и И. Делитель напряжения, состоящий из резисторов 14 — 1 б, служит для подачи смещения на базу транзистора автогенератора опорного напряжения на базу транзистора эмиттерного повторителя. Напряжение питания от стабилизированного источника подается на клеммы 17 и 18. Дополнительная положительная обратная связь осуществляется с помощью индуктивности,19 и конденсатора 20 (фиг. 2).

При изменении проводимости контролируемой среды изменяется импеданс датчика б, это вызывает изменение эквивалентного сопротивления контура и изменение тока через диод 7. Так как напряжение на резисторе 9 стабилизировано с помощью транзисторов 10, изменение тока диода будет скомпенсировано током эмиттера (1, ) транзистора 10. При достаточно боль шом статическом, коэффициенте усиления (P „) транзистора 10 1„- =- !„где 1, — ток коллектора этого транзистора. Таким образом, при изменении электропроводности контролируемой среды изменяется коллекторный ток транзистора,(0 и ток через измерительный прибор 1 1. Так как величина сопротивления в цепи коллектора транзистора 10 не .влияет на величину изменения его коллекторного тока, легко осуществить температурную компенсацию электропроводности контролируемого раствора с помощью делителя тока из резисторов 13, 14.

Положительная обратная связь осуществляется с помощью индуктивности 19 и конденсатора 20, препятствуя подаче переменного напряжения с резистора 2 в измерительный прибор 11 и пропускающих постоянный ток через измерительный прибор 11 к,резистору 2. Изменение тока через прибор 11 вызывает изменение тока через резистор 2 и транзистор 1, что вызывает изменение,режима транзистора 1 и cOOTBåòственно изменение мощности автогенератора.

Это .повышает чувствительность кондукчометра. ЛинейнОсть выходного сигнала повышается за счет того, что при увеличении выходного сигнала за счет положительной обратной связи при измерении малых проводимостей, транзистор i10 работает на бо769419

Формула изобретения

Фиг. 2

С оста вит ель М. Кр ивен ко

Техред О Павлова Корректор И. Осиновскан

Редактор О. Филиппова

Заказ № 1303/1293 Изд. № 486 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» лее линейном учасже его входной характеристики.

1. Кондуктометр, содержащий автогенератор на транзисторе с дополнительной целью полоиительной обратной овяз и, индуктив ный датчик, включенный в контур автогенератора, амплитудный детектор, резистор нагрузки детектора, .источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в ,кондуктометр введен эмиттерный ловтор итель, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, выход .— к резистору нагрузки детектора, а измерительный прибор включен в коллекторную цепь эмиттерного повторителя.

2. Кондуктометр по п. 1, о т л и ч а ю5 шийся тем, что дополнительная цепь положительной обратной. связи выполнена в виде L рительным прибором и эмиттером транзистора автогенератора.

Источники информации, принятые во ,внимание при экспертизе:

1. Измерительная техника, 1972, № 7, с. 58.

15 2. Авторское свидетельство СССР № 569933, кл. G 01 iN 27/22, 1974.