Устройство для измерения влажности

Устройство для измерения влажности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ф %р

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 261278 (21) 2703914/18-21 (51)М КЛ с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 R 27/26

С 01 N 27/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 150581 (53) УДК 621 ° 317,,335(088,8) (72) Авторы изобретения

Ю.В,Подгорный, A.È.Àâåðèí, A.Â.Håìàðîâ и Н.A.Äàâûäîâ

Г ! ! ь с " !.;. ° . - - т Ф

i> (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов.

Известно устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее емкостный датчик, влюченный в измерительную компенсационную схему. В этом устройстве изменение емкости датчика при заполнении его влажным сыпучим материалом компенсируется управляемой полупроводниковой емкостью и по значению приращения последней судят о влажности сыпучего вещества, помещенного в датчик (1).

Однако в устройстве отсутствует контроль и автоматическая коррекция нуля и чувствительности (крутизны преобразования). Поскольку этот прибор20 перед эксплуатацией градуируется по пробам с известной влажностью, то в процессе эксплуатации из-за дрейфа параметров и естественного старения элементов его градуировка может нарушиться.

Известно также устройство для измерения влажности, сопержащее емкостный датчик, подключенный к измерительн. и к 1мпен,.апионной cõåì, выполненной в виде двух настроенных в унисон генераторов высокой частоты, подключенных через преобразователь к блоку сравнения, выход которого через уси- литель связан с подстроечным конденсатором, установленным в колебательном контуре рабочего генератора, каналы коррекции нуля и чувствительности, выполнены в виде преобразователя положения ротора подстроечного конденсатора в электрический сигнал, выход которого подключен через блок сравнения, кпючи, управляемые логической схемой, и два усилителя к приводам дополнительных подстроечных конденсаторов, один из которых установлен в колебательном контуре рабочего генератора, а другой С п включен последовательно с ротором основного подстроечного кондесатора

Cä. Сущность коррекции сводится к проверке показаний влагомера по некоторым эквивалентам влажности в выбранных точках шкалы (при Х = 0 и

W = Хз) и изменению градуировки прибора, если показания отличаются от нормы. При автоматической коррекции нуля подстраивается частота рабочего генератора по частоте гетеродина, а при коррекции чувствительности из830253 меняется значение удельной емкости рабочего конденсатора, приходящееся на одно деление шкалы, т,е. изменяется коэффициент преобразования. емкость — угол поворота шкалы (2).

Устройство имеет недостатки, огра,;ничивающие его точность и надежность. (Это снижает оперативность юстировки и приводит к снижению точности при достаточно быстром дрейфе параметров.

Каналы автоматической коррекции нуля

3 и чувствительности выполнены с применением электромеханических устройств (воздушные конденсаторы) с редукторами замедления, электродвигателями с усилителями, что также снижает оперативность юстировки и точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что в уст. — yp ройстве для измерения влажности, содержащем датчик, подключенный к измерительному компенсационному блоку, каналы коррекции нуля и чувствительности, блок управления и блок индикации, каналы коррекции нуля и чувствительности выполнены в виде преобразователя емкость-частота, двух реверсивных счетчиков, управляемого делителя частоты, делителя и регистра, причем, вход преобразователя емкость-частота подключен к выходу измерительного компенсационного блока, а выход через управляемый делитель частоты и первый реверсивный счетчик соединен с блоком индикации, а через последовательно соединенные делитель, ключ и второй реверсивный счетчик- с управляющим входом делителя частоты, при этом регистр соединен с установочными входами пер- 4р вого реверсивного счетчика и его выходом, а управляющие входы регистра, реверсивных счетчиков и ключа входы соединены с соответствующими выходами блока управления.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает магазин 1 емкостей с конденсаторами 2-4, которые могут быть подк чены на вход изме- 50 рительного компенсационного блока

5 через соответствующие ключи 6-8 (2-емкость датчика, З-емкость, эквивалентная определенной точке шкалы влагомера} . Ко входу компенсационного блока 5 постоянно подключен управляющий полупроводниковый конденсатор 9. Ключи 6-8 управляются командами иэ блока управления (на чертеже не показан), а конденсатор

9 управляется с выхода компенсационного блока 5. Одновременно к выходу компенсационного блока 5 подключена управляемая полупроводниковая емкость 10 преобразователя ll емкость - частота ° Выход преобразователя 11 емкость — частота связан с входом управляемого делителя

12, выход которого подключен к счетному входу первого реверсивного счетчика 13. Выходной код счетчика 13, поступает на блок 14 цифровой индикации и через регистр 15 в установоч.ные входы реверсивного счетчика 13.

Кроме того, выход преобразователя 11 емкость — частота подключен через делитель 16 и ключ 17 к счетному входу второго реверсивного счетчика 18, разрядные выходы которого соединены с управляющими выходами управляемого делителя .12. Конденсатор 2 предназначен для связи электрической измерительной схемы с исследуемым веществом и выполняет роль первичного измерительного преобразователя (датчика) .

Конденсатор 3 при включении на вход измерительного компенсационного блока 5 вместо конденсатора 2 датчика является эквивалентом определенного значения влажности (W = Х9) . Конденсатор 4 при включении на вход блока

5 вместо емкости 2 датчика является эквивалентом емкости датчика, запОлненного сухим веществом (W = 0%).

Управляемый полупроводниковый конденсатор 9 предназначен для компенсации .изменений емкости датчика так, что с помощью компенсационного блока 5 всегда сохраняется равенство

Crr + С = const (или АСЯ= С ), Управляемый конденсатор 10 преобразователя емкость-частота также связан с выходом блока 5 и подобран так, что он изменяется пропорционально.

Преобразователь 11 емкость — частота предназначен для преобразования текущего значения изменения емкости в частоту f и является связующим звеном между аналоговой и цифровой (дискретной) частями устройства. Если коэффициент преобразования изменения емкости ячейки от влажности в частоту обозначить через Бато на выходе ггреобраэователя 11 будет f = SeC< =- SW, Первый реверсивный счетчик 13 служит для выполнения операции коррекции нуля при проведении рабочих измерений влажности. Второй ренерсивный счетчик 18 служит для получения и хранения кода, пропорционального значению крутизны Я зависимости частоты преобразователя емкость частота от влажности. С помощью управляемого делителя 12 частоты осуществляется операция деления сигнала преобразователя емкость — частота на код, пропорциональный S. Неуправляемый делитель 16 служит для масштабирования характеристики всего устройства в целом. Регистр 15 служит для хранения значения кода коррекции нуля и перезапиг..п его в первый реверсивный счетчик 13 при рабо— чих измерениях влажности.

830253

:образом.

Устройство работает следующим При выполнении изме ений ии измерений влажности разом устройство работает следующим образом.

Перед началом цикла измерения влаж- Перед началом цикла цикла измерения до ности выполняются две юстировочные прихода импульса Т а сц с генератора операции! установка нуля и юсти- времени счета счетчик 13 по устаноровка чувствительности. При проведении вочным входам, подключенным к регистюстировки чувствительности на вход РУ 15, устанавливается в состояние компенсационного блока 5 подключается о конденсатор 4. Счетчик 18 устанавлива- М = — — . К ется ноль,а на его вход режима пода- 8 Э ется сигнал, соответствующий работе (О

При помещении пробы влажност этого счетчика на вычитание. Замыкает- ва в -датчик на выходе преобразователя ся ключ 17 и импульсом генератора вре- 11 емкость — частота имеем частоту мени счета (в блоке управления), пос- Х. = f + SW и после прихода на вход т упающим на вход разрешения счета, разрешения счета счетчика 13 импульса

О счетчик 18 переводится в состояние Т ц счетчик 13 перейдет в состояние, о

15 < (5+sw)T 5 к

N = — — Т сч

О СЧ О О к пр сц, - э. сч 5% 5%>

+М= К+ где К вЂ” коэффициент пересчета делиК теля 16; 4l о

+ к кк

Т „- длительность импульса с бло- 20 ка управления. которое идентифицировано блоком

Затем к компенсационному блоку 5. 14 индикации. Таким образом, при подключается емкость 3, соответствую- Рабочих измеРениЯх влажности состоЯщая эквивалентной влажности И, на ние счетчика 13 не зависит ни от Ео вход режима счетчика 18 подается

25 ни от крутизны S и ни от ТСц а сигнал, соответствующий работе счетопределяется лишь значением коэффиР чика на суммирование, и импульсом циента пересчета делителя 16 и знаТс„ счетчик 18 переводится в состоя- чением W>. Если выбрать коэффициент ние пересчета делителя равным (1о+ 5 И э )Тсч о Тсч 594Tcq э

2 К

3Q где m — масштабйый множитель, то сосТаким образом, на этапе юстировки тояние счетчика 13 при,рабочих измечувствительности в счетчике 18 записывается число, прямо пропорциональное

W крутизне преобразования влажности в

P=К=mW, частоту (S), значению W> и времени 4 э счета Тсч . После этого ключ 17 разт.е. определяется лишь выбранным знааетссячи счетчик 18 хранит установ- чением ма абного множителя щ (Об ленное состояние до следующего юсти- но 10 или 100) и значением измеряе-ровочного цикла. В одн кодом мой влажности. ПеРиоДичность пРовеДесчетчика 18 устанавливается коэффици- ния операций юстировки зависит от ент пересчета управляемого делителя скорости дрейфа Ео S и Тсц и задаетс

12, равным по наиболее быстро дрейфующей из

SW.Т них. э сч )tip 2

К Формула изобретения

На этапе юстировки нУлЯ к измери- -уст ойство тельному компенсационному блоку 2 содержащее емкостный датчик, подклюподключается снова конденсатор 4 р 4, ченный к измерительному компенсацисоответствующий эквивалентной. емкости датчика с сухим веществом. Счетчик

13 и регистр 15 устанавливаются в ну"50 ц и О т л и и чувствительности, блок управления блок индикации и ключи, о т л илевые состояния, На вход режима счетO ч а ю щ е е с я тем, что с целью чика 13 подается сигнал, соответствуюР Р повышения точности измерений канащий работе этого счетчика на вычита- лы кор ек ии н ля и ч в ние и импульсом Т, поступающим на сч вход разрешения счета, счетчик 13 пе- 55 кость частота в

Ость частОта двух Реверсивных счет

1 .Т чиков, управляемого делителя частоты, делителя и регистра, причем, вход о о сц о сц 5 Ц Тсц q ..% пРеобРазователЯ емкость-частота подК. ключен к выходу измерительного комВыходное код счетчика 13 записывается 60 пенсационного блока, а выход через в регистр 15 и хранится в нем до . управляемый делитель частоты и перследующего цикла юстировки. После вый реверсивный счетчик соединен с выполнения описанных операций устрой- . блоком индикации, а через последоство готово для выполнения рабочих вательно соединенные делитель, измевений влажности. 55 ключ и второй реверсивный счетчик—

830253

Составитель В.Стукан

Редактор Н.Минко ТехредM.Рейвес КорректорН.Швыдная

Заказ 3053/38 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 с управляющим входом делителя частоты, при этом регистр соединен с установочными входами первого реверсивного счетчика и его выходом, а управляющие входы регистра, реверсивных счетчиков/и ключа соединены с соответствующими выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 529407i кл. 6 01 N 27/22, 1973

2. Авторское свидетельство СССР

Р 352205, кл. G 01 N 27/22, 1970 (прототип).