Датчик положения ротора микровискозиметра Советский патент 1987 года по МПК G01N11/14 

Г3

Изобретение относится к приборостроению и может быть применено при измерениях вязкости разбавленных растворов биополимеров и других жидкостей .

Цель изобретения - увеличение чувствительности датчика и исключение влияния изменения температуры на его показания,

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит идентичные катушки 1 и 2, расположенные непосредственно над и под рабочим объемом сим метрично относительно ротора 3 цилиндрической формы с сердечником из ферромагнитного материала. Катушки 1 и 2 совместно с конденсаторами 4 и 5 образуют две параллельные идентичные цепи последовательного резонанса. Общая точка а заземлена через небольшое активное сопротивление 6 и подключена к прямому входу линейлого усилителя 7. Выход усилителя 7 под- ключен к средней точке б первичной обмотки трансформатора тока 8. Вторичная обмотка подключена к входу узкополосного усилителя 9, выход которого соединен с сигнальным входом фазового детектора 10, Опорный вход детектора подключен к точке б через фазовращатель 11, служащий для настройки фазового детектора 10 на максимум полезного сигнала и полное подавление сигнала, вызванного градиентом температуры катушек 1 и 2,

Система работает следующим образом.

Когда ротор 3 расположен симмет- рично относительно катушек 1 и 2, реактивный мост, составленный из катушек 1 и 2 сонденсаторов 4 и 5, оказывается в равновесии. Резонансные частоты его ветвей совпадают. Коэффициент усиления в петле усилитель 7 - мост аб достаточно большой. В петле возникают колебания, частота которых определяется общей резонансной характеристикой моста между точками а и б. Если усилитель 7 имеет внутреннюю автоматическую регулировку усиления, то амплитуда колебаний в точке б может быть стабилизирована на любом уровне. Вследствие резонанса и симметрии схемы токи в обеих частях моста равны по амплитуде и совпадают по фате с напряжением в точке б. При полной симметрии

IQ

1в0 5 зо

Q

35

5

0

5

И2

схемы намагничивающее действие токов в обеих частях первичной обмотки трансформатора тока 8 является скомпенсированным, и на вторичной обмотке сигнала нет,

Допустим, что ротор 3 сдвинулся по вертикали вверх. Индуктивность катушки 1 несколько возрастает, а индуктивность катушки 2 - снижается, соответственно резонансная частота первой цепи понижается, а частота второй цепи - повышается. Общая резонансная частота моста между точками а и б практически не изменяется. Следовательно, не изменяется частота и амплитуда генератора в точке б. При небольшом сдвиге ротора 8 амплитуда тока в отдельных ветвях моста изменяется мало, сильно изменяется его фаза. Знак сдвига фазы зависит от направления смещения ротора 3, Следовательно, на выходе детектора 10 возникает постоянный сигнал, пропорциональный величине сдвига ротора, а его знак определяется направлением этого сдвига. Несмотря на малые размеры ротора 3 и малые изменения индуктивности катушек 1 и 2 чувствительность системы достаточно высока из-за использования резонанса.

Одинаковые изменения температуры катушек 1 и 2 не вызывают ложных сигналов, так как симметрия схемы не нарушается. Симметрия нарушается только при возникновении разности температур в катушках 1 и 2. В этом случае резонансные частоты отдельных цепей относительно цепей моста аб не меняются. Изменяется и становится различной добротность. При этом фаза токов ветвей не изменяется, различными становятся их амплитуды. Настройка фазы детектирования позволяет подавлять влияние изменений температуры на активное сопротивление катушек.

Формула изобретения

Датчик положения ротора микровискозиметра, содержащий генератор в виде линейного усилителя с двумя катушками с цепи обратной связи, рас- положеннььми вдоль вертикальной оси симметрично относительно ротора, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности датчика и исключения влияния изменения температуры на его показания, цепь обратной связи выполнена в виде резонансного моста из двух идентичных параллельных цепей, составленных из последовательно соединенных катушек и конденсаторов, которые соединены с половинами первичной обмотки трансформатора тока, вторичная обмотка которого подключена к сигнальному входу синхронного детектора, опорный вход которого через фазовращатель соединен с выходом линейного усилителя.

D

f

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при измерениях вязкости разбавленных растворов биополимеров и других жидкостей. Цель изобретения - увеличение чувствительности датчика и исключение влияния изменения температуры на его показания. Настройка фазовращателя на максимум полезного сигнала позволяет подавить влияние изменений температуры на активное сопротивление катушек. 1 ил. DO со

Составитель В. Вощанкин Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова КорректорЕ . Рошко

Заказ 4121/39 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4