Автоматический электронный влагомер
Патент 788040
Авторы
Автоматический электронный влагомер
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАН
ИЗОБРЕТЕН
Союз Советскик
Социалнстическнх Республик
)788040
К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0401.79 (21) 2710 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет
Опубликовано 15.1280. Бюлле
01 R 27/26
G 01 N 27/22
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
) УДК 621. 317. . 335 (088. 8) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения
И.Д. Кухарев, Н.П. Марюхненко и Ю.И. Голендер (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ВЛАГОМЕР
Изобретение относится к технике иь мерения влажности преимущественно веществ с переменной активной проводимостью и может быть использовано в любьх отраслях народного хозяйства для контроля и измерения влажности различных материалов.
Известен автоматический электронный влагомер, .содержащий емкостный . датчик, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, генератор, модулятор, нульорган, ключ и накопитель (1), Цедостатки этого устройства .ограниченная чувствительность и точ- 15 ность измерений, так как предельные значения этих параметров определяются величиной зоны нечувствительности нуль-органа. известен также автоматический вла- 20 гомер, содержащий емкостной датчик, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, генератор высокой частоты, модулятор, демодулятор, фазочувствительный 25 электронный ключ, накопитель,преобразователь частота-напряжение и измерительный прибор (2), Недостатками этого устройства также являются ограниченная чувстви- 30 тельность и точность измерений, так как предельные значения этих парамет,ров определяются величиной зоны нечувствительности. Кроме того, в известных устройствах погрешность в измерения вносят искажения формы сигнала в измерительном тракте прибора.
Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений автоматических электронных влагомеров.
Цель достигается тем, что в автоматический электронный влагомер, содержащий емкостной первичный преобразователь, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, генератор, модулятор, демодулятор, фазочувствительный ключ, подключенный к выходу демодулятора, накопитель, преобразователь частота-наПряжение и измерительный прибор, дополнительно введены два формирователя последовательностей коротких импульсов, второй фаэочувствительный ключ, подключенный к выходу демодулятора, RS-триггер и интегрирующий блок, входы формирователей подключены к модулятору, выход первого формирователя подключен ко входу
788040 первого Фазочувствительного ключа, выход второго формирователя ко входу
Ъторого ключа, выходы фазочувствитель. ных ключей подключены ко входам ВБтриггера, выход которого подключен ко входу накопителя, а интегрирующий блок включен между преобразователем частота-напряжение и измерительным прибором.
На чертеже представлена блок-схема автоматического электронного влагомера.
Он содержит емкостный первичный преобразователь 1, включенный в измерительный двухполюсник 2 с модулируемыми параметрами, генератор 3, модулятор 4, демодулятор 5, два формирователя б и 7 последовательностей коротких импульcos, два фазочувствительных ключа 8 и 9, RS-триггер 10, накопитель 11, преобразователь частота-напряжение 12, интегрирующий блок 13 и измерительный прибор 14, Устройство работает следующим образом.
От генератора 3, частота которого регулируется напряжением, подаваемым от накопителя 11, напряжение высокой частоты подается на измерительный двухполюсник 2 с включенным в него емкостным первичным преобразователем
1.
Измерительный двухполюсник 2 представляет собой резонансный контур параметры которого моделируются путем подачи последовательности прямоугольных импульсов от модулятора
4 на блок варикопов, включенный в контур, Благодаря этому напряжение высокой частоты на измерительном двухполюснике оказывается модулированным по амплитуде, Причем фаза модуляции зависит от знака рассогласований частоты баланса измерительного двухполюсника 2 и частоты генератора 3, а глубина модуляции от величины этого рассогласования. При равенстве указанных частот глубина амплитудной модуляции равна нулю.
Высокочастотный сигнал, снимаемый с измерительного двухполюсника 2, детектируется и усиливается в демодуляторе 5 ° Таким образом, частота сигнала на выходе демодулятора равна частоте модулятора 4, а его фаза и амплитуда зависят от фазы и глубины амплитудной модуляции высокочастотного сигнала на входе демодулятора 5, К выходу модулятора 4 .подключены два формирователя 6 и 7 последова тельностей коротких импульсов. Они формируют две периодические последовательности коротких импульсов с частотой модулятора 4. Эти последовательности смещены между собой по времени примерно на половину периода повторения. Кроме того, первая последовательность смещена по времени относительно передних, а вторая относительно задних фронтов импульсов модулятора 4 на величину переходного процесса в измерительном двухподюснике 2 и демодуляторе 5 °
Последовательности коротких импульсов с формирователей 6 и 7 подаются на входы фазочувствительных ключей 8 и 9 соответственно. Другие входы фазочувствительных ключей 8 и 9 подключены к выходу демодулятора
5, Временное смещение импульсных последовательностей относительно фронтов импульсов модулятора исключает погрешность измерения за счет искажения формы сигнала в измеритель l$ ном двухполюснике и модуляторе.
В зависимости от фазы сигнала на выходе демодулятора 5, на выходе одного из азочувствительных ключей 8 и 9 появится импульсная последовате2О льность. Благодаря чему RS-триггер
10, подключенный к выходам этих элементов, установится в определенное состояние.
ЯЯ Напряжение на выходе накопителя
11, Нодключенного к выходу триггера
10, после установки последнего изменяется таким образом, чтобы изменить частоту r енератора 3 в
3Q сторону изменения знака ее рассогласования с частотой баланса измерительного двухполюсника 2. При этом глубина модуляции высокочастотного сигнала на измерительном двухполюснике 2 начинает уменьшаться. С уменьшением глубины модуляции ниже зоны нечувствительности демодулятора 5 импульсная последовательность на выходе фазочувствительного ключа исчезает. Однако изменение напряжения на выходе накопителя 11 и, следовательно, частоты генератора 3 продол-. жается до тех пор, пока не изменится фаза модуляции напряжения на измерительном двухполюснике 2, а глубина
45 модуляции вновь не превысит зоны нечувствительности модулятора 5. После этого на выходе демодулятора 5 появляется сигнал противоположной фазы, на выходе другого фазочувствитель-, ного ключа появляется импульсная последовательность, которая изменяет состояние триггера 10. Напряжение на выходе накопителя 11, следовательно, и частота генератора 3 нач53 нет изменяться в противоположную сторону вплоть до нового изменения фазы сигнала на выходе демодулятора
5. Таким образом, в установившемся режиме осуществляется частотная.модуляция сигнала генератора 3. При
60 этом девиация частоты определяется
3cной нечувствительности демодуЛятора 5, а несущая частота равна частоте баланса измерительного двухполюсника 2. Частота модуляции сигнала
65 генератора 3 определяется постоянной
788040
Формула изобретения
Составитель В. Стукан
Техред Н.Бабурка Корректор н. Стец
Редактор М. Ткач
Заказ 8345/53 Тираж 1019 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 времени накопителя 11 и выбирается ниже частоты модулятора 4.
Уастота генератора 3 преобразуется в напряжение преобразователем частота-напряжение 12.
Напряжение с выхода преобразователя 12, пропорциональное мгновенному значении частот ы генератора 3, усредняется интегрирующим блоком 13, постоянная времени которого превышает постоянную времени накопителя 11. Таким образом, напряжение на выходе интегрирующего блока 13 в установившемся режиме пропорционально средней, т.е несущей частоте генератора 3, равной частоте баланса измерительного двухполюсника 2, являющегося мерой емкости первичного преобразователя 1, следовательно, влажности содержащегося в нем вещества.
Напряжение с выхода интегрирующего блока 13 подается на измерительный прибор 14.
Автоматический электронный влаго,мер, содержащий емкостный первичный преобразователь, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, r ен ера тор, модул ятор, демодулятор, фазочувствительный ключ, подключенный к выходу демодулятора,накопитель, преобразователь частота-напряжение и измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, он дополнительно содержит два формирователя последовательностей коротких импульсов, второй фазочувствительный ключ, подключенный к выходу демодулятора, RS-триггер и интегрирующий блок, входы формирователей подключены к модулятору, выход первого формирователя подключен ко входу
1э первого фазочувствительного ключа, выход второго формирователя ко входу второго ключа, выходы фазочувствительных ключей подключены ко входам RS-триггера, выход которого
; подключен ко входу накопителя, а интегрирующий блок включен между преобразователем частота-напряжение и измерительным прибором.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 529408, кл. G 01 IJ 27/22, 1973, 2. Измерительная техника, 1976, М 7, с. 79-80 (прототип).