Емкостной преобразователь влажностипочвы

Емкостной преобразователь влажностипочвы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ni84254 ) (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 07.06.79 (21) 2778000/)8-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Il рноритет (5I)M. Кл.

G 01 N 27/22

Гасударственный комитет

СССР пс делам изобретений и атнрытий

Опубликовано 30,06.81. Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 543.712..2(088.8) Дата опубликования описания 30.06. 81

В.С. Зарицкий, В.Т. Якимец, В.Б. Свет и В;М. Шестаков (72) Авторы изобретения т:| 1 гA |:a

:.-, тр.1

r,. Г,1

Ленинградский ордена Трудового Красного 3 амени, сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ

ПОЧВЫ

Изобретение относится к измеритель ной .технике, а именно к измерителям влажности дисперсных материалов и в том числе почвы, электрическими методами и может найти применение во всех областях народного хозяйства.

Известны устройства для измерения влажности, содержащие емкостной датчик и схему измерения емкости ()) .

Основным недостатком известных

10 устройств является то, что,они непри 6 годны для измерения влажности дисперсных материалов, в частности, почвы, добротность которых при измерении влажности меняется в широких пре15 делах и может принимать значение меньше единицы.

Известно устройство для измерения влажности, в котором реактивный ком" пенсирующий элемент включен в частотно-задающую цепь генератора (2).

Это устройство обладает тем недостатком, что при изменении влажности дисперсных материалов, диэлектрическая проницаемость которых зависит от частоты, изменение частоты генератора от влажности приводит к дополнительному изменению. диэлектрической проницаемости контролируемого материала, и, соответственно, к снижению точности измерений.

Ближайшим к изобретению является емкостной преобразователь, содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к измерительному резонансному контуру с емкостным датчиком, модули- . рующий и компенсирующий элементы, электрически связанные е амплитудным детектором и модулятором )3).

Недостаток известного преобразователя заключается в наличии электромеханических систем балансировки и их ручной настройке, что затрудняет его применение в автоматических системах управления. С другой стороны, при измерении влажности материалов с широким диапазоном измерения добротности (в частности почвы) чувстви"5

55

3 8425 тельцость измерительной схемы является низкой при больших влажностях (малых добротностях). Визуальная балансировка схемы в этом случае по индикатору сравнения может привес5 ти к дополнительным погрешностям измерения.

Цель изобретения- повышение точности измерения.

Для этого в известный преобразо- 1р ватель., содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к измерительному резонансному контуру с емкостным датчикам, модулирующий и компенсирующий элементы, электрически свя- д5 занные с амплитудным детектором и модулятором, введены ключевая схема, выполненная на операционном усилителе, схема совпадения и интегратор, причем детектор подключен к входу ключевой схемы, а ее выход и выход модулятора — к двум входам схемы совпадения, выход которой соединен с интегратором, подключенным к измерительному резонансному контуру.

На чертеже изображена схема предлагаемого преобразователя влажности.

Схема содержит сварцевый автогенератор 1, измерительный резонансный контур 2 с модулирующим и компенсирующим элементами, амплитудный детектор 3, ключевую схему 4, схему

5 совпадения, интегратор 6, модулями тор 7.

Преобразователь работает следующим образом.

Высокочастотное напряжение с кварцевогб автогенератора 1 поступает на измерительный резонансный контур

2, в который включены емкостной датчик, а также модулирующий и компенсирующий элементы (варикапы). На модулирующий элемент подается импульсное напряжение модулятора 6, например мультивибратора, собранного на схеме К1ЛБ553.

При равенстве реактивных проводимостей измерительного контура высокочастотное напряжение, снимаемое с него, немодулировано и сигнал на выходе амплитудного детектора 3 равен нулю. При изменении влажности емкостная составляющая полной проводимости датчика изменяется, равновесие схемы нарушается и на выходе детектора появляется импульсное напряжение фазы, соответствующей изменению влажности. Это напряжение подается на вход ключевой схемы 7, выпол41 4 ненной., например на операционном усилителе. Ключевая схема формирует двухполярное импульсное напряжение, которое подается на один вход схемы 5 совпадения, ко второму входу схемы совпадения подключен модулятор 7.

При совпадении фаз входных сигналов на входе схемы совпадения формируется импульсНое напряжение, при несовпадении — постоянный положительный уровень. Сигнал схемы совпадения поступает на вход интегратора

6, причем при увеличении емкости датчика (увеличение влажности) на вход интегратора подается постоянный положительный уровень и напряжение на его выходе растет. Это напряжение прикладывается к компенсирующему элементу, его емкость уменьшается до величины, соответствующей равновесию схемы. При уменьшении емкости датчика (уменьшение влажности) на вход интегратора поступает разнополярное импульсное напряжение, его выходной потенциал уменьшается, емкость компенсирующего элемента увеличивается до величины, соответствующей равновесию схемы.

Таким образом, схема всегда находится в режиме динамического равновесия, а выходное напряжение интегратора служит мерой истинной емкости датчика и, соответственно, измеряемой влажности.

Предлагаемый емкостной преобразователь позволяет исключить влияние субъективных факторов на процессе измерения и тем самым повысить точность измерений.

Формула изобретения

Емкостной преобразователь влажности почвы, содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к измерительному резонансному контуру с емкостным датчиком, модулирующий и компенсирующий элементы, электрически связанные с амплитудным детектором и модулятором, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена ключевая схема, выполненная на операционном усилителе, схема совпадения и интегратор, причем детектор подключен к входу ключевой схемы, а ее выход и выход модулятора — к двум входам схемы совпадения, 5 842541 выход которой соединен с интегратором, подключенным к измерительному резонансному контуру.

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N - 156719, кл. G 01 N 27/22, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 529407, кл. G 01 N 27/22, 1972.

3. Бородин И.Ф. Портативный электровлагомер для защищенного грунта. "Техника в сельском хозяйстве", 1974, У 7, с. 61(прототип).

Составитель А. Платова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Портная Техред H. Бабурка

Заказ 5057/46 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное