В основу предлагаемого устройства для измерения удельного акустического сопротивления жидкости положен принци п Q-метра, широко применяемого для измерения сопротивления излучения ультразвуковых вибраторов.
Подобно известным устройствам описываемое содержит генератор тока, питающий излучающий пьезокварц, и индикатор. Для того, чтобы выходное напряжение было прямо пропорционально данному акустическому сопротивлению жидкости, необходимо выполнение следующих условий: R.,, R, € Кг и Rs € ROS , где Ks-сопротивление излучения вибратора; - суммарное сопротивление потерь, обусловленное монтажом вибратора, упругими потерями и т. д.; Ri - внутреннее сопротивление генератора; Ros - эквивалентное резонансное сопротивление анодного контура усилителя (включая емкость кварца). Влияние сопротивления потерь может быть сделано пренебрежимо малым путем введения соответствующего компенсирующего напряжения в регистрирующую схему устройства. Так как сопротивление излучения обратно пропорционально квадрату частоты, условие Ri легко выполняется на частотах порядка нескольких мегагерц. Условие R. 4v Ro. выполнить гораздо труднее. Простой расчет показывает, что конечн ая величина эквивалентного сопротивления контура вызывает нелинейную зависимость выходного напряжения на вибраторе от величины сопротивления излучения и что для уменьшения этой нелинейности хотя бы до 1 % потребовалась добротность контура Q 1000.
В описываемом устройстве получение линейной зависимости между удельным акустическим сопротивлением жидкости и напряжением на излучающем пьезокварце обеспечивается применением положительной обратной связи по напряжению, охватывающей генератор тока, аналогично тому, как это делается в регенеративных приемниках. Однако,
№ 146617-2если iB регенераторе полная компенсация потерь в контуре приводит к самовозбуждению, то в данном случае увеличение добротности ко-нтура до любого большого значения (вплоть до Q ) не сказывается на нормальной работе усилителя, так как анодный контур остается шунтированным достаточно малым сопротивлением излучения кварца. Поскольку необходимая для полной компенсации глубина обратной связи не превышает 0,4-0,5 дб, коэффициент передачи И сдвиг фазы на 180° может быть осуществлен простейшей фазосдвигающей / С-цепочкой.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения удельного акустического сопротивления жидкости.
Генератор рабочей частоты (,5 - Q,b мгц) собран на триодной части лампы Л, стабилизация амплитуды выходного напряжения которой осуществляется щунтируюЩим диодом Д. Потенциометр Ri служит для установки требуемого значения напряжения, подаваемого на еход усилителя. Усилитель собран на пентодной части лампы Л|.
Напряжение положительной обратной связи поступает с выхода усилителя на вход его через фазо1сдБигающую цепочку Cj -С- - Сд -
.
Регулировка глубины обратной связи производится потенциометром , который совместно с сопротивлением Rj служит для уменьшения изменения коэффициента передачи входной цепи усилителя при регулировке глубины обратной связи. Включением сопротивлений R и R% стабилизируются ие только крутизна и анодный ток пентода, но и повышается стабильность работы усилителя при изменении напряжения питания. Выход усилителя связан с излучающей кварцевой Т1ластиной К, напряжение на которой измеряется пиковым диодным детектором (левая половина лампы Л. Для компенсации начального тока диода используется правый диод лампы Л. Потенциометром RIQ устанавливается полная компенсация -начального тока диодного вольтметра- В схему вольтметра вводится допо гнительное напряжение, «опускающее градуировку вольтметра до значения, соответствующего нулевому сопротивлению потерь кварцедержателя (/,,. 0). Величина «опускающего напряжения регулируется потенциометром .
Для точной установкой рабочей частоты генератора, соответствующей частоте последовательного резонанса кварцевой пластины в воздухе, переключателем Я можно у.меньшить предел измерения вольтметра, закоротив часть нагрузочного сопротивления.
В качестве показывающего прибора Пр применен лабораторный Милливольтмикроамперметр с предело.м из-мерения по току О- 1,0 мка. Использование такого чувствитель-ного микроамперметра объясняется крайней нежелательностью какого-либо дополнительного усиления выходного сигнала.
Предмет изобретения
Устройство для измерения удельного акустического сопротивления жидкости, содержащее генератор тока, питающий излучающий пьезокварц, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью получения линейной зависимости между удельным акустическим сопротивлением жидкости и напряжением на излучающем пьезокварце, генератор тока охвачен положительной обратной связью по напряжению.
