Автоматический диэлькометр
Иллюстрации
Реферат
Союз Советсяик
Социалистических реслублия
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«s>978074 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 20.08. 80 (21) 2974017/18-21 с присоединением заявки 89(23) ПриоритетОпубликовано 301132. Бюллетень Hо 44
Дата опубликования описания 30.11. 8
Р М Кд з
G 01 R 27/26
G 01 N 27/22
Государственный комнтет
СССР но денем нэобретеннй н открытнй (33)УДЫ 621.317, .738(088.8) 10. В. Подгорный и Ю. Г. Подкии
Ангарский филиал Опытно-конструкторского бюро автоматйки " и Свердловский государственный педагогический институт (72) Авторы изобретения (71) ЗаявителН (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ДИЭЛЬКОМЕТР
Изобретение относится к измеритель- ной технике, а именно к измерителям неэлектрических величин электрическими методами, в частности действительной и мнимой составляющих комплексной диэлектрической проницаемости.
Известно устройство, предназначенное для дистанционного измерения влаж- ности, в котором генератор выполнен в виде двух поочередно подключаемых к активному элементу колебательных контуров, один из которых настроек на фиксированную частоту, а ко второму контуру подключена реактивность, управляемая сигналом раэбаланса с выхода нуль-органа (1)., l
Однако такое устройство не обеспечивает измерения мнимой составляющей комплексной диэлектрической проницаемости, поэтому -для двухпараметровой диэлькометрии непригодно.
Наиболее близким к предлагаемому является автоматический днэлькометр, обеспечивающий независимое измерение 25 обеих составляющих комплексной диэль кометрической проницаемости, содержащий два генератора, усилитель мощности, ктпоч, емкостный первичный измерительный преобразователь, изме- 3Q рительный преобразователь с пассивным колебательным контуром, блок автоматйческого регулирования емкости, три фильтра сосредоточенной селекции, измерители 8 и Е", преобразователь емкость-частота и эквивалент испол,нительного органа 2).
Однако применение для разделения составляющих спектра питающего измерительного преобразователя сигнала фильтров сосредоточенной селекции при узкой ширине спектра не обеспечивает необходимого переходного затухания между каналами измерения, что снижает точность и инвариантность измерения составляющих комплексной диэлектрической проницаемости друг относительно друга.
Цель изобретения — повышение точности измерений диэлектрических величин при сужении ширины спектра питающего сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в автоматический диэлькометр, со» держащий два генератора, емкостный
Первичный измерительный преобразователь, измерительный преобразователь с пассивным колебательным контуром, блок автоматического регулирования емкости и измерители действительной
978074 и мнимой составляющих диэлектрической проницаемости, введены третий генератор, три блока формирования питающего тока, три коммутируемых запоминающих блока, электронный коммутатор, причем, выходы каждого генератора соединены через соответствующие блоки формирования питающего тока с первым входом измерительного итреобраэователя, второй вход которо го соединен с первичным измеритель- 10 ным преобразователем.
Выход измерительного преобразователя через один коммутируемый запоминающий блок соединен с измерителем мнимой составляющей диэлектрической проницаемости, а через два других— со входами блока автоматического регулирования емкости, выход которого соединен с измерителем действительной составляюцей диэлектрической проницаемости и третьим входом измерительного преобразователя, выходы электронного коммутатора соединены с управляющими входами каждого блока формирования питающего тока и коммутируемых запоминающих блоков.
На чертеже представлена функциональная электрическая схема диэлькометра. ,циэлькометр содержит три генератора 1-3 высокой частоты, три блока
4-б формирования питающего тока, емкостный первичный измерительный преобразователь 7, измерительный преобразователь 8 с пассивным ко- 35 лебательным контуром, электронный коммутатор 9, три коммутируемых запоминающих блока .10-12, измерители
13 и 14 мнимой и действительной составляющих комплексной диэлектри- 4р ческой проницаемости, блок 15 автоматического регулирования емкости.
Работа устройства основана на ис- . пользовании равенства модулей коэффициентов передач контуром частот и 1 отвечающих условию Кд " где Ео резонансная частота контура. Полный цикл измерений содержит три этапа. На первом этапе электронный коммутатор включает блок 4 формирования питающего тока и коммутируемый запоминающий блок -10. При этом сигнал частоты f с генератора 1 через блоки 4 и 8 поступает на блок 10, преобразуется в постоянное напряжение, запоминается,далее поступает на первый вход блока автоматического регулирования емкости. На следующем этапе электюоиный коммутатор отключает блоки
4 и 10 и включает блоки б и 12, в ре- бО зультате чего на запоминающий блок
12 поступает через блоки б и 8 постоянное напряжение, пропорциональное сигналу частоты Ез, которое запоминается и далее вводится на вто- 65 рой вход блока 15. Блок 15 автоматического регулирования формирует сигнал ошибки, вводит его Ha управляющий элемент измерительного преобразователя 8 и перестраивает колебатель= ный контур так, что напряжения на входах запоминающих блоков 10 и 12 уравниваются. Такое состояние является равнсвесным . управляющее напря" жение системы автоматического регулирования,емкости определяется только реактивной составляющей проводи мости контура. т.е. диэлектрической проницаемостью измеряемого образца, поэтому с выхода блока 15 управляющий сигнал вводится на вход измерителя
14 действительной составляющей диэлектрической проницаемости. После уравновешивания измерительного преобразователя коммутатор 9 включает блоки 5 и 11, сигнал резонансной ,частоты 1 = Ео с генератора 2 через блоки 5 и 8 вводится на вход блока 11 и напряжение, пропорциональное этому сигналу, поступает на измеритель мнимой составляющей диэлектрической проницаемости. На этом первый цикл измерения заканчивается, далее процессы повторяются. Поскольку коэффициент передачи на резонансной частоте определяется добротностью колебательного контура, при постоянной добротности катушки контура и потерях в управляющей цепи, он определяется только тангенсом угла диэлектрических потерь tgd" и мнимой составляюцей диэлектрической проницаемости
6" измеряемого образца.
Формула изобретения
Автоматический диэлькометр, содержащий два генератора, емкостный первичный измерительный преобразователь, измерительный преобразователь с пассивным колебательным контуром, блок автоматического регулирования емкости и измерители действительной и мнимой составляющих диэлектрической проницаемости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений диэлектрических величин при сужении ширины спектра питающего сигнала, в неговведены третий генератор, три блока формирования питающего тока, три коммутируемых запоминающих блока, электронный коммутатор, причем выходы каждого генератора соединены через соответствующие блоки формирования питающего тока с первым входом измерительного преобразователя, второй вход которого соединен с первичным измерительным преобразователем, выход измерительного преобразователя через один коммутируемый запоминающий блок соединен с измерителем
978074
Составитель В. Стукан
Редактор H. Безродная Техред Л.Пекарь Корректор E. Рошко
Заказ 9209/61. Тираж 717 Подписное
В ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мнимой составляющей диэлектрической проницаемости, а через два другихс входами блока автоматического регулирования емкости, выход которого соединен с измерителем действительной составляющей дизлектричес ой прони.цаемости и третьим входом измерительного преобразователя, выходы электронного коычутатора соединены с управляющими входами каждого блока формирования питающего тока и ксюшу" ,тируемых запоминающих блоков.
Источники иноформации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
В 311192, кл.. G 01 R 27/26, 1970.
2. Авторское свидетельство, СССР
В 758010, кл. G 01 R 27/26, 1980 (прототип) .