Устройство для измерения физических характеристик сред Советский патент 1989 года по МПК G01N27/02 

(21)4072033/24-25

(22)24.03.86

(46) 30.03.89. Бюл. № 12 (75) А.Н.Хньпшн (53) 533.275 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1226246, кл. G 01 N 27/02, 1981.

Шварц С. Полупроводниковые схемы. М., 1962, с. 153, 154.

.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИ- . ЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕД

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений электропроводности, диэлектрической проницаемости.

магнитной проницаемости, остаточной намагниченности сред. Цель изобрете-t ния - расширение диапазона измерений. Устройство содержит генератор на транзисторе с колебательньм контуром, индуктивность или емкость которого выполняет функцию датчика. В базу транзистора включен генератор пря- моугольного импульса. К контуру подключен детектор измерителя и детектор регулятора амплитуды, acшиpeниe диапазона измерений достигается за счет использования режима ударного возбуждения контура, что исключает ограничения по условиям самовозбуждения генератора. 3 ип.

1 ;.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- - зовано для измерений электропроводности, диэлектрической проницаемости, магнитной проницаемости и остаточной намагниченности сред.

Цель изобретения - расширение диапазона производимьк измерений.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для измерения физических характеристик сред; на фиг.2- датчик, пример выполнения; на .фиг.З- зпюры напряжений на контуре датчика.

На схеме (фиг.1) обозначены: 1,-исследуемый образец; 2 - датчик, кото- рый может быть выполнен в виде индуктивного (фиг.1) или емкостного (фиг.2) датчика с дополнением емкостью или индуктивностью до резонансного кон-

О) С

тура; 3 и 4 - детекторы; 5 - измерительный прибор; 6 и 7 - конденсаторы;

8- генераторный транзистор; 9 - генератор прямоугольных импульсов;

10 - конденсатор. Эмиттер транзистора через резистор 11 подключен к выходу регулирующего элемента 12, к инверсному входу которого подключен источник 13 опорного напряжения, а к прямому - делитель напряжения 14-15.

Устройство работает следуюпр м образом.

При подаче на базу транзистора 8 управляюпрх импульсов от генератора

9он отпирается и в контуре датчика 2 возбуждаются ударные колебания, нечетные полупериоды йоторых поступают через детектор 3 на конденсатор 7 и заряжают его до амплитудного значения.Напряжение с конденсатора через резистивный делитель 14-15 поступает на прямой вход операционного усилителя. При изменений электропроводно- сти среды происходит соответствующее изменение напряжения на конденсаторе 7 и восстановление заданной амплитуды nespaoro полупериода свободных колебаний, амплитуда второго полупериода при этом не стабилизируется и изменяется в зависимости от изменения величины электропроводности среды. Детектирование четных полупериодов осуществляется детектсфом 4, а ре- гистрация - вольтметром 5. Картина происходящих при этом процессов поясняется эпюрами напряжений на контуре датчика 2 (фиг. 3). При поднесении к контуру образцов металлов, имеющих разлтные электропроводности, период колебаний изменяется незначительно, а амплитуда второго и последующих колебаний уменьшается и тем заметнее, чем большим удельньм сопротйвлением обладает подносимый к контуру образец на частоте контура вплоть до полного вьфояздения коле- баний.

Для копичественной оценки зависи- мости напряжения на регистрирующем вольтметре 5 от изменения электропроводности среды витками контура датчика 2 помещают виток, нагруженный на активное сопротивление,

для имитации электрических свойств среды.

Предлагаемое устройство может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости сред. В этом случае в качестве конденсатора, входящего в контур, применяют емкостный датчик.

Формула изобретения

Устройство для измерения физических характеристик сред, содержащее генератор на транзисторе с колебательным контуром датчика, детектор, регулирующий элемент, делитель напряжения, источник опорного напряжения, причем колебательный контур включен в коллекторную цепь, регу- лирующий элемент выходом соединен с эмиттером транзистора, одним входом через делитель напряжения и детек- тор - с колебательным контуром,ча другим входом - с источником опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазон на измерений, оно дополнительно содержит генератор прямоугольных импульсов, второй детектор, измерительный прибор, причем генератор прямо- угольных импульсов включен между базой транзистора и общей шиной, детектор включен меяэду колебательным контуром и измерительиьм прибором.

фиеЛ

Фиг. 2

fW