Диэлькометрический измеритель концентрации пластификатора в пленочных материалах Советский патент 1984 года по МПК G01R27/26 

тактами второго автоматического коммутатора, и логометрический блок, два входа которого соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров нижних частот, а вы ход - с вторым входом управляемого регулятора чувствительности.

ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛАСТИФИКАТОРА В ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ, содержащий опорный и измерительный генераторы, измерительный и образцовый датчики, первый автоматический коммутатор, первый контакт которого соединен с времязадающей цепью измерительного генератора, а два вторых контакта - соответственно с первыми выводами датчиков, вторые выводы которых соединены с корпусом измерителя, смеситель, два входа которого соединены соответственно с выходами опорного и измерительного генераторов, последовательно соединенные с выходом смесителя полосовой фильтр, частотный детек тор, низкочастотный усилитель и первый синхронный детектор, а также амплитудный детектор, индикатор, генератор синхросигнала, выаоко- , частотный усилитель, вход которого соединен с выходом частотного детектора, последовательно соединенные с выходом высокочастотного усилителя второй синхронный детектор, автоматический прерыватель, интегратор и первый частотный модулятор, управляющий вход которого соединен с выходом генератора синхро- сигнала, первый делитель частоты, .выход которого соединен с упра пяющими входами первого автоматичес,кого коммутатора и автоматического прерывателя и с опорным входом первого синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью повьиаения точности измерения малых приращений емкости, зависящих;, от, концентрации одной из компонент сложной среды, в него введены филвтр средней разностной частоты, вход которого соединен с выходом :частотного детектора, второй частотный модулятор, вход которого соединен с выходом фильтра средней раз9 нЪстной частоты, а выход - с модулирующим входом опорного генератора, второй делитель частоты, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, с опорным входом второго синхронного детектора и управлякяцим входом второго частотного модулятора,а вход - с выходом генератора синхросигнала параллельно управляющему входу перво00 го частотного модулятора, выход которого соединен с модулирующим: вхокам измерительного генератора, СП управляемый регулятор чувствительо ности, первый вход которого соеди|нен с выходом первого синхронноо Jro детектора, а выход - с входом индикатора, усилитель частоты синхросигнала j выход которого соединен с входом амплитудного детектора, а вход - с выходом частотного детектора, второй автоматический коммутатор, первый контакт которого ;соединен с выходом амплитудного де:тектора, а управляющий вход - с выходом первого делителя частоты, .первый и второй фильтры нижних частот, входы которых соединены соответственно с двумя вторыми кон

Изобретение относится к средств неразрушающего контроля параметт ров композиционных материалов и сложных сред и может быть использо но как для анализа физико-химическ свойств полимерных пле«очных матер алов, так и для контроля и измерения их состава в технологических процессах. . Известен автогенераторный диэлькометрический измеритель, основанный на выделении информации об измеряемой величине, например о концентрации одной из компонент сложной среды, из дополнительного низкочастотного сигнала, полученного за счет частотной модуляции разностного сигнала автогенераторов, и содержащий опорный и измерительный генераторы, емкостны датчик во времязадающей цепи измер тельного генератора, генератор син .хросигнала, частотный модулятор, выход которого соединен с модулиру щим входом опорного генератора, а вход - с выходом генератора синхросигнала, смеситель, два входа которого соединены соответственно с выходами опорного и измерительно го генераторов, последовательно соединенные с выходом смесителя по лосовой фильтр, частотный детектор избирательный усилитель, синхронный детектор, опорный вход которог соединен с выходом генератора синхросигнала, и индикатор, а такж,е исполнительный механизм, связанный с управляющим входом измерительного генератора, и прерыватель, первь1й контакт которого соединен с выходом синхросигнала детектора, а второй - с входом исполнительного механизма if . Изйёстный измеритель не обладает высокой точностью измерения изза отсутствия коррекции аддитивной составляющей погрешности, вызванно влиянием побочных факторов на частоту опорного генератора, и из-за наличия мультипликативной погреш нЬсти, связанной с неравномерность .1увствительности генераторов в диа Лазоне генерируемых частот. Наиболее близким по технической сущности, к предлагаемому является устройство для измерения емкости диэлектриков , основанное на методе периодического сравнения параметров измеряемого объекта и контрольного образца и содержащее опорный и измерительный генераторы, измерительный и образцовый датчики, автоматический коммутатор, первый контакт которого соединен с корпусом устройства, а два вторых контакта - соответственно с первыми выводами датчиков, вторые выводы которых соединены с времязадающей цепью измерительного генератора, смеситель, два входа которого соединены соответственно с выходом опорного и измерительного генераторов, последовательно соединенные с выходом смесителя полосовой фильтр, частотный детектор, амплитудный детектор, низкочастотный усилитель, первый синхронный детектор и индикатор, а также генератор синхросигнала, высокочастотный усилитель, вход которого соединен с выходом частотного детектора,последователь но соединенные с выходом высокочастотного усилителя второй синхронный детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора синхросигнала, автоматический прерыватель, интегратор и частотный модулятор, управляющий вход которого соединен с выходом генератора синхросигнала, делитель частоты, выход которого соединен с управляющими входами автоматического коммутатора и автоматического прерывателя и с опорным входом первого синхронного детектора, а вход - с выходом генератора синхросигнала параллельно опорному входу второго синхронного детектора и управляющему входу частотного модулятора, выход, которого соединен с модулирующим входом опорного генератора 2 . Однако известное устройство обладает недостаточно высокой точностью измерения малых приращений емкости из-за наличия мультиплика- . тивной составляющей погрешности, связанной с неравномерностью чувствительности измерительного генератора к влияющим факторам в диапазоне генерируемых частот. Кроме того, применяемая в устройстве . аддитивная коррекция, основанная на выполнении условия симметрии генерируемых частот путем автоподстройки опорного генератора, не приводит к сохранению абсолютных значений этих ча:стот, вследствие чего возникает дополнительная погрешност вызванная смещением полосы разностных частот, выделяемых полосовым фильтром, в зону нелинейности рабочего участка резонансной характерис тики частотного детектора. Цель изобретения - повышение точ измерения малых приращений ем кости, зависящих от концентрации од ной из компонент сложной среды. Поставленная цель достигается тем что в диэлькометрический измеритель концентрации пластификатора в пленоч ных материалах, содержащий опорный и измерительный генераторы, измерительный и образцовый датчики, первый автоматический коммутатор, первый контакткоторого соединен с времязадающей цепью-измерительного генера тора, а два вторых контакта - соответственно с первыми выводами датчиков , вторые выводы которых соедине ны с корпусом измерителя, смеситель два выхода которого соединены соответственно с выходами опорного и измерительного генераторов,последовательно соединенные с выходом смесителя полосовой фильтр, частотный детектор, низкочастотный усилитель и первый синхронный детектор, а такж амплитудный детектор, индикатор, ген ратор синхросигнала, высокочастотный усилитель, |Вход которого соединен с выходом частотного детектора, последовательно соединенные с выходом высокочастотного усилителя второй синхронный детектор, автоматический прерыватель, интегратор и первый частотный модулятор, управляю ,щий вход которого соединение выходом генератора синхросигнала, первый делитель частоты, выход которого соедийен с управляющими входами первого автоматического коммутатора .,:. и автоматического прерывателя и с опорным входом первого синхронного детектора, введены фильтр средней разностной частоты, вход которого соединен с выходом частотного детектора, второй частотный модулятор, вход которого соединен с выходом фильтра средней разностной частоты,а выход - с модулирующим входом опорного генератора,второй, делитель частоты, выход которого .соединен с входом.первого делителя частоты, с опорным входом этороге синхронного детектора и управляющим входом BTofioro частотноте модулятора, а вход - с выходом генератора синхросигнала параллельно управляющему входу первого частотного модулятора, выход которого соединен с модулирующим входом измер 1тельного генератора, управляемый регулятор чувствительности, первый вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора, а выход - с входом индикатора, (Усилитель частоты срШхросигнала, выход которого соединен с входом амплитудного детектора, а вход с выходом частотного детектора, вто.рой автоматический коммутатор, первый контакт которого соединен с-выходом амплитудного детектора, а управляющий вход - с выходом первого делителя частоты, первый и второй фильтры нижних частот, входы которых соединены соответственно с двумя вторыми контактами второго автоматического коммутатора, и логометрический блок, два вгхода которого соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров нижних частот, а выход - с вторым входом управляемого регулятора чувствител.ьности. На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 а, б .спектры частот опорного и измерительного генераторов в разные такты работы первого автоматического коммутатора ; на фиг.2 в, ж - эпюры напряжений на выходе генератора синхросигнала, второго и первого делителей частоты (соответственно) на фиг. 2 3 и 3 а - характер изменения несущей частоты сигнала на выходе измерительного генератора и частотного детекоора Тсоответств.енно); на фиг. Зб, и - эпюры напряжений на выходе высокочастотного усилителя, автоматического прерывателя, усилителя частоты синхросигнала,первого и второго фильтров нижних частот, низкочастотного усилителя, первого синхронногодетектора и управляемого регулятора чувствительности соответственно. Пунктирной линией показаны эпюры напряжений на выходе фильтра средней разностной частоты (фиг.2 е ), интегратора (фиг. 2 ж, в), на входе первого (фиг.З д) и второго (фиг, 3 е) фильтров нижних частот, а также на выходе интегрирующего звена (фиг. 3 з, и ) первого синхронного детектора (интегрирующее звено, входящее в состав первого синхронного детектора, на фиг.1 не показано К Индексы , стоящие у осей ординат, указывают номер блока, к которому относится изображаемый график. Измеритель содержит опорный 1 и измерительный 2 генера.торы, первый автоматический коммутатор 3, смеситель 4, генератор 5 синхро.сигнаа, измерительной 6 и образцовый 7 датчики с измеряемым -объектом и контрольным образцом соответственно, второй 8 и первый 9 частотные пЛэдуляторы, полосовой фильтр 10, фильтр 11 средней.разностной часто ты,, частотный детектор 12, интегра .тор 13, автрматический прерыватель 14, высокочастотный усилитель 15, второй синхронный детектор 16, низ кочастотный усилитель 17, усилитель 18 частоты синхросигнала, амплиту)чный детектор 19, второй 20 и первый 21 делители частоты, пер|вый синхронный детектор 22, второй автоматический коммутатор 23, перв 24 и второй 25 фильтры нижних частот, управляемый регулятор 26 чувствительности,-.ло.гометричес9 кий блок. 27 и индикатор28. При этом выходы генераторов 1 и 2 подключены к входам смесителя 4, выход которого соединен через полосовой фильтр 10 с входом детектора 12, выход которого соединен с входами высокочастотного усилителя 15, низкочастотйого усилителя 17 и усилителя 18 часто-/ ты синхросигнала Выход высокочастотного усилителя соединен с . входом синхронного детектора 16, выход которого через автоматический прерыватель 14 соединен с вход интегратора 13, выход которого соединен с входом частотного модулятора 9, выход которого соединён с управляющим входом измерительного генератора. Выход низкочастотного усилителя 17 соединен с входом .синхронного детектора 22, выход которого соединен с.входом управляемого регулятора 26 чувствительности, выход которого соед нен с индикатором 28. Выход .усилит ля 18 соединен с входом амплитудного детектора, выход ..которого через автоматический коммутатор 23 соединен с входами фильтров 24 и .5 низких частот, выходы которьрс „оединёны с входами логометрическо . о блока 27, выход которого соедин с входом управляемого регулятора .2 чувствительности. Измеритель работает следующим образом. I... . Выходные сигналы опорного и измерительного генераторов 1 и 2 поступают- на смеситель 4 (фиг.. В спектре выходного напряжения сме сителя содержатся частоты, равные ра.зности частот, Поступающих на ег входы сигналов. Спектр генерируемы частот (фиг.2 а, б} зависит от.амплитуды и частоты сигнало.в, поступ ющих на модулирующие входы обОих г нераторов, а также- от состояния первого автоматического коммутато. ра 3, через контактыкоторого к вр .мязадающей цепи измерительного геНератора 2 поочередно подключаются измерительный 6 и образцовый 7 датчики. С выхода генератора 5 синхросигнала напряжение частоты тп прямоугольной формы(фиг. 2 в) поступает одно- . временно на управляющий вход первого частотного модулятора 9, задавая частоту модуляции выходного сиг.нала измерительного генератора 2, и на вход.второго делителя 20 частоты,преобразующего это напряжение (частоты тп51) в сигнал кратной частоты nS2 (иг. 2 г - коэффициент деления m условно принят равным пяти ). Выходное напряжение.с делителя.2О поступает, в свою очередь , на управляющий вход второго частотного модулятора 8, задавая частоту модуляции выходного сигнала опорного генератора 1, и одновременно подается на первый делитель 21 .частоты, преобразующий напряжение частоты п 52 в сигнал кратной частоты й(фиг. 2 д) - коэффициент деления П условно принят равным четырём п 4, который служит для уЪравления первым ;автоматическим коммутатором 3. /Частотная модуляция напряжения опорного генератора 1 с по;мощью второго частотного модулятора 8 приводит к тому, что частота 03 вы- ходного сигнала периодически изменяется с частотой и Z , принимая пооче редно значения,, равные в один полупериод1 |пЯ- ц, а в другой полупери од ir |п -О) (фиг. 2 а и 2 6). амплитуда переменной составляющей частоты ПП сигнала на модулирующем входе генератора 1 (фиг.2 е) задается вторым частотнЕлм модулятором 8 с таким условием, чтобы за Нериод работы измерителя С27Г7 1) сохранялось соотношение tlimin wV6Wiin{u),(j где cOj - частота измерительного генератора 2, изменяющаяся под воздействием модули.рующего сигнала и влияющих факторов (информативных и побочных). В Отсутствие сигнала на модулирующем входе измерительного генератора 2 при периодическом подключении к к его времязадающей цепи измерительного б и образцового 7 датчиков частота ccig выходного сигнала генератора 2 изменяется, принимая поочередно значения, равные в первый полупериод Я фиг.2 а) (г со2-й , а во второй полупериод /П(фиг. 2 б) a-S, (2) где о° начальное значение частоты измерительного генератора. 2, задаваемое Установкой в О измерителя в отсутствие измеряемого объекта; Ъ - расстройка частоты измерительного генератора,2, зависящая как от разности параметров измеряемого об екта и контрольного образца (информативный пара метр) , так и от побочных факторов, не связанных с информативным napaMeTpoMf расстройка частоты со измерительного генератора 2, вызванная влияниемтолько побочных факторов (неидентичность параметров датчиков и врё1менная нестабильность этих параметров). Величины и 5 условно взяты со знаком - (фиг. 2 а и фиг. 26)). Частотная модуляция напряжения измерительного генератора 2 с помощью первого частотного модулятора 9 и поочередное подключение к его времязадающей цепи измерительно го б и образцового 7 датчиков приводят к тому, что его частоты о) и Q, (соотношения (1) и (2) будут периодически изменяться с частотой fnn fl, принимая поочередно значения, равные в первый полупериод«|Я-Ы- и Wi (фиг.2а), а во второй полуперио fijft-ljjHCot 1ФИГ.2 б), причем в полупериод ft ) Я при подключений измерительного датчика б (фиг. 2 з) .4 wVu«- 2mi«j а в другой полупериод 1Т | w ц (2 i и - г-2 Цгтах (4) H eobTSeTCTBeHHo при подключении образцового датчика 7) 03 CJ2-S, COIJ i oo cot-S .v f) где Л«,Л-2 и Si,S12- величины,определя ющие расстройку частоты измерительного генератора 2 относительно начального значения со2 язанные с ам плнтудой переменной составляК)щей сигнала на его модулирующем входе и зависящие от тех же факторов, что и соответствующие им величины & и S . Поэтому знаки, стоящие перед величинами & и 82 в соотношени ях (3) - (6), выбраны условно, так как они определяются не только ам.плитудой и фазой переменной составляющей сигнала на модулирующем входе измерительного генератора, но и величиной и знаком д и $ . Амплитуда переменной составляющей сигнала частоты tn п U на модулирующем входе измерительного генератора 2 (фиг.2 ж) задается первым частотным модулятором .9 таким образом, чтобы в областях изменения ге- нерирующих 4acTOTul,(j,a, ;Чувствительность измерительного генератора линейно зависела от величины влиякщих факторов. Это требова.ние выполняется при условии, что ,-&jUU,.S,(, причем из-за неравномерности чувствительности измерительного генера- . тора к влияющим факторам в диапазоне час тот Qj,)7 та« практически всегда выполняется соотношение |u,-u,(|S,-S,|. (7) В этом случае среднее значение рас-, стройки частоты сэ за полупериод , будет определяться либо величиной д ({входной информативный параметр и побочные факторыТ, либо величиноД 8 (побочные факторы)) , то есть ( 2 а и фиг .26) S,,,(9) После смешивания выходных частотно-модулированных сигналов опорного 1 и измерительного 2 генераторов в смесителе 4 полосовой фильтр 10 выделяет сигнал, частота которого равна разности 6Jp генерируемых частот в соответствующие полупериоды коммутации () датчиков 6 и 7 и модуляции опорного () и измерительного (У/rtin П) генераторов. Выходное звено полосового фильтра 10 содержит элемент амплитудного ограничения, устраняющий паразитную амплитудную модуляцию частотно-модулированного раз- . ностного сигнала. Входным злементом частотного детектора 12 является узкополосный усилитель, настроенный таким образом, что лииейный участок одной из ветвей его резонансной характеристики захвативает все разностные частоты от (fmin о (Яр morn причем средняя точка линейHoiro участка соответствует среднему значению разностной частоты Up , которое равно (фиг.2 а, б) |w-wli При вклю ении измерительного да чика б с измеряемым объектом во вр мязадающую цепь измерительного ге.нэратора 2 ;( полупериод IT/Л) (Несущая частота разностного сигнал на выходе-,полосового фильтра 10 пе одически -(с частотой модуляции mn S принимает значений, равные в один полупериодн|п57(фиг.2 а).и фиг.Зау Qp,u;-w; we.u (11) wp, ,w°-U2, (12) а в другой полупериод. fX/n-Sl COJ, COVW1 WV 2 : Р2 oj;-coV Wp + bi. (14) При подключении образцового датчика 7 с контрольным образцом к времязадающей цепи измерительного генератора 2 (второй полупериодi /Я) несущая частота разностного сигнала периодически / (с; частотой гри П) пркнимает значения, равные в один полупериод 5ГI п Я (фиг. 2 б и фиг, За) cjj, coV °p-8, (15) Wi , ; (16)-. Ф В другой полупериод г/лл Qo + S2 ,. ,, . (18) Изменение несущей частоты разно ного сигнала на входе частотного детектора 12 приведёт (в пределах линейного участка ..его резонансной характеристики) к эквивалентному изменению амплитуДы сигнала на его выходе, т.е. к образованию амплиту но-частотно-модулирова.нного напряж -шя с несущими частотами cjL,СО ijp2,G)p, ,(д)р, , И ( и огибающими частотами п п , П и W п SI, первые гармоники которых выделяются соответственно высокочастотным уси .лителем 15(Фиг, 3. б) , низкочастотн усилителем 17(фиг. Зж) и усилителем 1 частоты синхросигнала (фиг. 3 г), параллельно подключенными к. выходу частотного детектора 1J (фиг. 1)I Модулирующие частоты и . частота коммутации выбираются значительно меньшими частот, вьщеляемых полосовым фильтром , «;1лмЯ.«тмЯ т м ирУ (19) Амплитуда сигнала на выходе вйсокочастотного усилителя 15 пропор ональна девиации несущей частоты амплитудно-частотно-модулированного сигнала за-период 2«| и Л, которая согласно (81, (11) - U.4) в первый полуЬериод 7/0. равна (фиг. 2 а и фиг. 3 а) . , 1 tWp-u,.U((0°-u,) ()+(up+uo a BO второй полупериод TfIfl согласно. соотношениям (9), (15)-(18) равна (фиг. 2 б, tj 3 а) ll, Л )4cop-M JCco|+8iUCw + &0| Второй синхронный детектор 16, на опорный вход которого со второго делителя 20 частоты подается напряжение частоты п57(фиг.2 г), преобразует .выходной гармонический сигнаЯ высокочастотного усилителя 15 (фиг. 3 б) в напряжение в виде выпрямленных полуволн синусоиды. Ав|Томатический прерыватель 14 синхронизируется выходным напряжением (часготы Я) первого делителя21 частоты (фиг. 2 д) с рабочими тактами первого автоматического коммутатора 3 таким образом, что при подк.лючении образцового датчика 7 к времязадающей цепи измерительного генератора 2 контакты прерывателя замкнуг ты, а при включении измерительного датчика 6 его контакты разомкнуты. В результате из выходного сигнала второго синхронного детектора 16 формируется периодическая последовательность пакетов полуволн синусоиды длительностырп/Яс периодом следования 25f/fl (фиг.З в). После усреднения выходного напряжения автоматического прерывателя 14 в интеграторе 13 Постоянное напряжение; пропорциональное величине расстройки |S/ частоты измерительного генератора 2 под влиянием побочных факторов (пунктирная линия на фиг. 3 в|, поступает на первый час-, тотный модулятор 9, задавая уровень постоянной составляющей модулирующего сигнала (пунктирная линия на фиг. ж У. Постоянная составляющая выходного напряжения модулятора 9 служит в качестве корректирующего сигнала, который перестраивает частоту .CJj измерительного генера тора 2 до тех пор, пока в соответствующий полупериод lij я не оудет выполнено условие баланса генерируемйх частот ... (o-wi w -to;, т.е. с точностью До ошибки некомпенсаций (пропорциональной величине 5) замкнутой системы, состоящ из генератора 2, смесителя 4, филь тра 10, детектора 12, усилителя 15 детектора 16, прерывателя 14, инте гратора 13, модулятора 9, среднее за период значение частоты измерительного генератора ( совпадает с начальным значением его частоты Ojf которое задается Установкой в О, исходя из условия симметрии частоты с. и colj относительно положения частот w, и со опорного генератора на частотной оси. Таким образом, при соответств щем выборе постоянной времени инте грирующего эвена замкнутой системы и при соблюдении соотношения постоянная времени измери тельного генератора 2, в течение которого его частотны - 6Jj стабильны (не изменяются под влиянием медленных дрейфов) постоянная врег-юни интегр тора 13,. уменьшается аддитивная составлянмца погрешности измерения, связанная с влиянием медленных дрейфов часто ты измерительного генератора и воз действием других побочных факторов да параметры его времязадаквдей цеп например неидентичность и временна нестабильность параметров измерите ного и образцового датчика 6 и 7. Среднее значение несутчей /разно - л ной) частоты выходного сигнала частотного детектора 12 за период будет постоянным при условии постоянства абсолютныгс значений частот U и й1 опорного генератора 1 (фиг.2 а,б;, фиг. 3 а и соотношеииеСю) . Поэтому фильтр средней ра ностной, частоты 11, входным элементом которого является настроенный на частоту 03 рреэолансный усилитель, вьоделкт из выходного амплитудно-частотно-модулировакиогосигнала детектора 12 постоянное напряжение, пропорциональное значению ы р - Это напряжение, поступая на второй частотный модулятор 8, задает уровень постоянной составляющей модулирующего сигнала ла модулирующем входе опорного знсфатора (пунктирная линия на фиг 2 е). Медленные дрейфы частот опорного ге нератора 1 под воздействием побочных факторов приведут, вследствие неравномерности его чувствительности в диапазоне генерируемых частот к изменению среднего.значения разностной частоты Ыр соотношение (Ю), что вызовет .смещение полосы несущих разностных частот р mi nV ртах в зону нелинейности рабочего участка резонансной характеристики детектора 12 и появление дополнительной погрешности преобразования информационного сигнала, связанной с изменением чувствительности частотного детектора 12. Изменение уровня постоянного напряжения на выходе фильтра 11 приведет к изменению уровня постоянной составляющей на выходе второго частотного модулятора 8, что послужит корректирующим воздействием для подстройки опорного генератора 1, частоты которого будут перестраиваться до тех пор, по.ка не выполнится соотношение (10).Это приведет к. смещению полосы нес/щих частот{Ыри«„- Wpn, зону линейности рабочего участка резонансной характеристики -детектора 12 к к устранению дополнительной погрешности преобразования. Постоянная времени выходного интегрирующего звена фильтра 11 выбирается из условия V4 /51 1Г С) постоянная времени опорного генератора 1, в течение которого его частоты coj и ы7 не изменяются под влиянием мед ленных дрейфов; «-44 - постоянная времени фильтра средней разностной частоты 11. Усилитель ча стоты синхросигнала 1Ь, настроенный йа первую гармонику частотыгрпй ,вьвделяет из выходного амплитудно-частотно-модулированного сигнала детектора 12 синусоидальное непряжение (фиг. Зг), амплитуда которого пропорциональна девиации несущей разностной частоты за полупериод /Й (фиг.З а). Т.е. в один пoлyпepиoд SZ амплитуда выходного сигнала усилителя 18 пропорциональна ведачине/ДгЛг/ а в другой полудеpHoffJ;/n.-/5,Sj7H при выполнении соотнотения (7) выходное напряжение усилителя 18 (фйг.З г) будет соержать огибающую, прямоугольной формы астоты и, которая выделяется амплитуд1ым детектором 19 и поступает на. ервый .контакт второго автоматичесого коммутатора 23, управляемого апряжением частоты и с первого деителя 21 частоты. Поскольку работа торог о 23 и первого 3 автоматичесних коммутаторов синхронизирована, то на вторых выходных) контактах коммутатора 23 появятся сигналы в.1оде отрезков постоянного напряжения длительностью и (исследующих с частотой Я ,причем на однсял из выходных контактов амплитуда сигна ла пропорциональна величине/jA A / а на другом (пунктирные линии на фиг. 3 д,е ) Эти сигналы, поступая соответственно на первый 24 и второй 25 фильтры нижних частот, усредняются (постоянная времени фильтров litp и подаютс на логометрический блок 27, ФО1 4Ируемое логометрическим блоком постоянное напряжение пропорциональн .отношению аЛтлитуд входных сигналов (сплошная линия на фиг. 3 ,IMd Uai-f U U,,M22l U,-uit амплитуда постоянного напр жения на выходе логометрического блока р- величина, характеризующая неравномерность чувствител ности измерительного генер тора 2 в диапазоне генерир емых частот. , Учитывая неравномерность чувствительности измерительного генератора, а также исходя из приведенного определения величин и и 8 связь между входным информативным параметром U 8 и величинами д и 5 можно с достаточной точностью Ьписать выражением ,, ) где 5 является погрешностью нуля прибора (аддитивная составляю щая погрешности измерения) / а ( пропорциональная величине, характеризующей погрешность чувствитель ности (мультипликативная составляю щая погрешности измерения). Величи на ( , как следует из определения, должна быть больше единицы. Низкочастотный усилитель 17, настроенный на первую гармонику частоты 9 , выделяет из выходного сигнала частотного детектора 12 огибающую, амплитуда которой пропорциональна величине ( Д-S), завися щей от расстройки начального значения GJ ° частоты измерительного генератора 2, вызванной влиянием только информативного параметра, и не зависит от влияния побочных факторов. С выхода низкочастот ного усилителя синусоидальный частоты И поступает в первый синхронный детектор 22, на опорный вход которого подается напряжение той же частоты с первого делителя частоты 21 (фиг. 2 д). После детектирования (фиг. 3 з) и устранения в выходном интегрирующем звене детектора 22 (пунктирная линия на фиг.З з) информационный сигнал, пропорциональный величине входного информативного параметра (Ь-8) (пунктирная линия на фиг. 3 и), через управляемый регулятор 26 чувствительности поступает на индикатор 28. Напряжение,подаваемое с выхода логометрического блока 27 на второй вход регулятора 26, вносит поправку в величину информационного сигнала, изменяя его амплитуду в|3 раз (фиг, 1 и фиг. 3 и), где ft определяется из соотношений (22)1 , (23) . В результате этого преобразования амплитуда, напр5гасения, регистрируемого индикатором 28, пропорциональна величине входного информаТивного параметраbg,j и не зависит от мультипликативной составляющей погрешности, вызванной неравномерностью чувствительности измерительного генератора 16.-&,| - выходной информативный параметр, величина которого пропорциональна амплитуде информационного сигнала, регистирируемого индикатором; U вл- входной информативный параметр,величина которого пропорциональна измеряемому приращению емкости измеряе- мого датчика,зависящему от концентрации одной из компонент сложной среды (от параметра измеряемого объекта) . Поскольку величины 4, к лежат в той же области измёнений частоты измерительного генератора, что и величина (Л-5 ) а именно {Pi mini W-2 nioixj / в которой чувствительность.генератора линейно зависит от величины влияющих факторов, то мультипликативные погрешности измерения величин д иа,а также их разности /Д|- и величины (л-8) равны между собой (при этом предполагается, . Поэтому указанным в соотношении (24) преобразованием устраняется мультипликативная составляющая погрешности измерения информативного параметра. Использование идентичных датчиков выполненных по дифференциальной схеме на одной подложке, уменьшает аддитивнуюсоставляющую погрешности, вызванную влиянием побочных факторов на параметры измерительного датчика. Уменьшение аддитивной составляющей погрешности, связанной с неравенством емкостей измерительного и образцового датчиков. 6 и 7, осуществляется Установкой в О измерителя в отсутствие измеряемого объекта, и контрольного образца. Для этого подстроечными элементами врем задающих цепей измерительного, и опорного генераторов (на фиг.1 не по казаны) добиваются выполнения условий, соответствующих балансу генери руемых частот ((11ИГ.2 а и б) в оба /такта работы первого,автоматического коммутатора 3 (т.е. за период 2ir/rt).. . ,1 ttntn ima .0 2win inia , f 63j-- СОг -2 - с.-(ог ,, C0v- z boj{ , (2 I . - . при которых указатель индикатора ус тановится на нулевую отметку.После этого измеритель готов к работе. . fc Таким образом, аддитивная состав ляющая погрешности, связанная как с медленными дрейфами частот опорного и измерительного генераторов, так и с нестабильностью и нёидентич ностью параметров образцового и изм рительного датчиков, устраняется введением коррекции частоты измерительного генератора по цепи внутрен ней обратной связи и соответствуюt HM подбором ее постоянной времени (19) , (20). Мультипликативная составляющая погрешности, связанная с неравномерностью чувствительности измерительного генератора в диапазоне ген рируемых частот, устраняется введением дополнительной модуляции частоты измерительного генератора, выделением сигн-ч.ла, пропорцирналх ного отношению девиаций абсолютных Значений генерируемых -частот (s apaKтеризующего неравномерность чув- . ствительности), я коррекцией выходного информационного сигнала (зависящего от величины входного информативного параметра) по величи не отношения (22) и (24) . Дополнительная погрешность пре-. образования измерительной информаци вызванная изменением взаимного поло жения частот опорного генератора (на частотной оси) под влиянием медленных дрейфов и вследствие этого смещением полосы несущих разностных частот в зону нелинейности рабочего склона резонансной характеристики частотного детектора, устраняется введением коррекции частоты опорного reHepaiTopa по среднему зна.чению разностной частоты, выделяемому в цепи внутренней обратной связи, и соответствующим выбором постоянного времени этой цепи (10), (21-). Предлагаемый измеритель обладает более высокой точностью измерения малых приращений емкости по сравнению с базовым объектом (прибор типа ,60GK) благодаря введению аддитивной коррекции и дополнительного трак.та мультипликативной коррекции, что Яозволяет йести. контроль и измерение малых изменений концентраций компонент в сложных средах, например определять содержание различных пластификаторов в диэлектрических пленочных материалах в процессе их. производства. Для этой цели после предварительной Установки в О измерителя и выполнения условий баланса генерируемых частот (25) и(2б) контрольный образец пленки с известным содержанием пластификатора и измеряемый объект, концентрацию пластификатора в котором необходимо определить, помещают в рабочие зоны соответствующих датчиков (измерительного и образцового), находящихся.в одинаковых климатических условиях. Возникающая при этом дополнительная расстройка частоты измерительного генератора (Д-5) будет пропорциональна разности концентраций пластификатора в контрольном образце и измеряемом объекте и при правильном подборе модулирующих частоттипЯ. частоты коммутаций 1 (19), а также при соответствующем выборе постоянных вр1бмени внутренних цепей обратнсй связи (20) и (21) , не будет зависеть от побочных факторов, вызывающих аддитивную составляющую погрешности и дополнительную погрешность преобразования частотного детектора, а после введения корректирующей поправки на неравномерность чувствительности измерителя в диапазоне частот не будет зависеть от мультипликативной составляющей погрешности.

I- ,Л. ч.-

м 11 нч

Частота

(/