Влагомер-двухполюсник Советский патент 1988 года по МПК G01N27/22 

со

Cfi) 00

ел

10

1368759

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к диэлект рическому измерению влажности, и может быть использовано, в частности, для измерения влажности почв в полевых условиях.

Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости измерения влажности.

На фиг.1 представлена блок-схема влагомера-двухполюсника; на фиг,2 - временные диаграммы его функционирования.

Влагомер-двухполюсник содержит кварцевый высокочастотный (ВЧ) генератор 1, емкостный датчик - измерительный двухполюсник 2, ВЧ резонансный усилитель 3, демодулятор 4, низкочастотный (НЧ) резонансный усилитель 5, первый 6 и второй 7 компараторы, импульсый генератор 8, моновибраторы 9-11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12, RS-триггер 13, D-триггер 14, электронный коммутатор 15, элемент ИЛИ 16, интегратор 17, ВЧ-генератор 1 соединен с первым входом емкостного датчика 2, выход которого соединен с последовательной цепочкой: ВЧ резоВЧ-генератор 1 питает датчик - измерительный двухполюсник 2 стабильным высокочастотным током. Его параметры модулируются в датчике 2 сигналом UMT от импульсного генератора 8, Модулированный по амплитуде выходной, сигнал датчика 2 после усиления ВЧ резонансным усилителем 3, демодулятором 4 и НЧ резонансным усилителем 3 подается на входы первого 6 и второго 7 компараторов. На эпюре UenxHM (фиг,2) показаны уровни срабатывания первого и второго компара- 15 торов Uc, и Uci соответственно, В компараторах сигнал ивыкНч преобразуется в прямоугольную форму с логическими уровнями, (сигналы Uw/«Ci и

вьшсг

20 11ервый моновибратор 9 запускается с переднего фронта от импульсного генератора 8 и запускает своим выходным сигналом второй моновибратор 50, на выходе которого получается короткий

25 импульс выборки Ugbie , Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЙ ИЛИ 12 сравнивает выходные сигналы первого компаратора

и,

661 с

И импульсного генератора 8 и

вьщает сигнал 1 . Из этого сиг- нансный усилитель 3 - демодулятор 4-30 нала и сигнала выборки UgMe , который НЧ резонансный усилитель 5, выход ко- подается на С-вход В-триггё-ра 14, на

выходе D-триггера 14 получается управляющий сигнал Uynp , который показывает, нужно ли уменьшить или увели 25 чить напряжение на варикапах в датчи ке для получения дина1да1ческого равно

торого соединен с входами обоих компараторов 6 и 7 с различными уровнями переключений, выход первого из которых соединен с первым входом эле мента ИСКЛЮЧА)В1ИЙ ИЛИ 12, а выход второго компаратора 7 соединен с S- входом RS-триггера 13, Выход импульсного генератора 8 соединен с вторым входом емкостного датчика 2, входом 40 первого моновибратора 9, вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ 12 и R- входом RS-триггера, Выходы RS-триггера 1 3 и третьего моновибратора 11 со„ПТ1 1C ис амплитуда ивы,нч большая и превышает единены с входом элемента ИЛИ 16, вы- ...„„

ход которого соединен с управляющим входом электронного коммутатора 15, Выход элемента ИСКЛЮЧАНЩИЙ ИЛИ 12 соединен с D-входом D-триггера 14, Свход которого соединен с вьосодом вто- Во .. . рого моновибратора 10, а выход Dвесия двухполюсника 2, I ..

Уравновешивающее напряжение Пуравн получают на выходе электронного коммутатора 15 через интегратор 17, которые вместе образуют звено выборки и хранения. Если отклонен ие двухполюсника 2 от равновесия большое, т,е

порог срабатывания второго компаратора 7, тогда RS-триггер 13 находится в положении 1, а электронный ключ 15 замыкается через элемент ИЛИ 16 и

мя в соответствии с Пупр (т,е, уменьшаться или увеличиваться). При этом амплитуда сигнала Ug,j4 все время уменьшается. Если последняя будет gg меньше порога срабатывания второго компаратора 7, то следующий положительный фронт от импульсного генерато ра 8 сбрасывает RS-триггер 13 в положение О и изменение Uyp«BH проистриггера 14 соединен с входом электронного коммутатора 15, Выход последнего соединен через интегратор 17 с третьим входом емкостного датчика - измерительного двухполюсника 2,

Влагомер-двухполюсник работает следующим образом.

ВЧ-генератор 1 питает датчик - измерительный двухполюсник 2 стабильным высокочастотным током. Его параметры модулируются в датчике 2 сигналом UMT от импульсного генератора 8, Модулированный по амплитуде выходной, сигнал датчика 2 после усиления ВЧ резонансным усилителем 3, демодулятором 4 и НЧ резонансным усилителем 3 подается на входы первого 6 и второго 7 компараторов. На эпюре UenxHM (фиг,2) показаны уровни срабатывания первого и второго компара- торов Uc, и Uci соответственно, В компараторах сигнал ивыкНч преобразуется в прямоугольную форму с логическими уровнями, (сигналы Uw/«Ci и

вьшсг

11ервый моновибратор 9 запускается с переднего фронта от импульсного генератора 8 и запускает своим выходным сигналом второй моновибратор 50, на выходе которого получается короткий

импульс выборки Ugbie , Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЙ ИЛИ 12 сравнивает выходные сигналы первого компаратора

и,

661 с

И импульсного генератора 8 и

выходе D-триггера 14 получается управляющий сигнал Uynp , который показывает, нужно ли уменьшить или увели- 25 чить напряжение на варикапах в датчике для получения дина1да1ческого равно40

весия двухполюсника 2, I ..

Уравновешивающее напряжение Пуравн получают на выходе электронного коммутатора 15 через интегратор 17, которые вместе образуют звено выборки и хранения. Если отклонен ие двухполюсника 2 от равновесия большое, т,е.

амплитуда ивы,нч большая и превышает ...„„

порог срабатывания второго компаратора 7, тогда RS-триггер 13 находится в положении 1, а электронный ключ 15 замыкается через элемент ИЛИ 16 и

Во .. .

мя в соответствии с Пупр (т,е, уменьшаться или увеличиваться). При этом амплитуда сигнала Ug,j4 все время уменьшается. Если последняя будет gg меньше порога срабатывания второго компаратора 7, то следующий положительный фронт от импульсного генератора 8 сбрасывает RS-триггер 13 в положение О и изменение Uyp«BH проис

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к диэлектрическому измерению влажности. Цель изобретения - повышение точности из-- мерения. Устройство содержит емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, высокочастотный генератор, резонансный усилитель, компараторы, одновибраторы, триггеры, интегратор. Цель изобретения достигается за счет двухступенчатой системы уравновешивания резонансного измерительного контура. 2 ил.

Фиг.1

cpuB.Z