Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей Советский патент 1989 года по МПК G01N27/02 

3149

Изобретение относится к технике измерений электрофизических параметров жидкостей и может быть использовано в океанографии для исследова- ния полей удельной электрической проводимости.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена принципиаль ная электрическая блок-схема измерительного преобразователя электрической проводимости жидкостей; на фиг.2 блок-схема модулятора тока, вьтолнен ного по схеме следящего цифроанало- гового преобразователя.

Измерительный преобразователь содержит первичный преобразователь 1, промежуточный преобразователь 2, блок 3 компенсации квадратурной помехи и генератор А гармонического напряжения.

Первичный преобразователь 1 с жидкостным витком 5 состоит из трансформатора 6 напряжения и трансфор- матерного компаратора 7 токов с выходной обмоткой 8 и обмоткой 9 компенсации.

Промежуточ1я й преобразователь 2 состоит из последовательно соединен- ных согласующего бло1(а 10, первого фазовращателя 11, первого синхронного детектора 12, первого интегратора 13 и модулятора 14 тока.

Блок 3 компенсации квадратурной помехи состоит из последовательно соединенных второго синхронного детектора 15, второго интегратора 16 и модулятора 17 напряжения и второго фазовращателя 18, выход которого подключен к опорному входу синхронного детектора 15.

тора 24 импульсов, ключа 25, реверсивного счетчика 26 и управляемого делителя 27 напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

При погружении преобразователя 1 в исследуемую жидкость в витке 5 связи протекает ток, пропорциональный мгновенному значению электропроводности жидкости. На вход блока 10 поступает напряжение, пропорциональное разности магнитных потоков, создаваемых токами в жидкостном витке 5 и обмотке 9. Это напряжение, усиленное блоком 10, через фазовращатель 11 поступает на входы детекторов 12 и 15. Активная (полезная) составляющая выходного напряжения фазовращателя 11 выпрямляется детектором 12 и через интегратор 13 поступает на вход модулятора 14, а именно - на входы пороговых элементов 20 и 21. Если абсолютное значение выходного напряжения интегратора 13 меньше напряжений срабатывания пороговых элементов 20 и 21, то их выходы находятся в состоянии О, выход элемента ИЛИ также находится в состоянии О, ключ закрыт, и импульсы с выхода генератора 24 не поступают на вход реверсивного счетчика 26.

Это означает, что первичный изме - рительный преобразователь 1, представляющий собой трансформаторный мост, уравновешен, выходной код N устройства и ток компенсации полезного сигнала, поступающий в обмотку 9 с аналогового выхода модулятора 14 тока, соответствуют установившемуся значению электропроводности жид-i

KOCTrf.

Изобретение позволяет повысить точность измерений электропроводности жидкости за счет компенсации квадратурной погрешности. При погружении первичного преобразователя 1 в исследуемую жидкость в витке связи 5 протекает ток, пропорциональный мгновенному значению электропроводности жидкости. Если квадратурная помеха отсутствует, напряжение на входе интегратора 16 равно нулю, а напряжение на выходе модулятора 17 и ток компенсации квадратурной помехи в обмотке 9 также равны нулю. При появлени квадратурной помехи фаза на выходе фазовращателя 11 изменяется, что приводит к тому, что напряжение на выходе интегратора 16 становится отличным от нуля и в обмотке 9 появляется дополнительный ток, компенсирующий квадратурную помеху. 2 ил.

Элемент 19 связи,который при практической реализации преобразователя выполняется в виде резистора или конденсатора, служит для преобразования выходного напряжения модулятора 17 в ток компенсации квадратурной помехи, подаваемый в обмотку 9, при использовании резистора и создает 90-градусный сдвиг для компенсации квадратурной помехи в случае использования конденсатора.

Модулятор 14 тока, выполненный по схеме следящего цифроаналогового преобразователя (ЦАП), состоит из пороговых элементов 20 и 21, элемента ИЛИ 22,триггера 23 знака, генераЕсли значение электропроводнйсти жидкости возрастет, то, на выходе детектора 12 и на выходе интегратора 13 появляется положительное напряжение , jco,Topoe при превьш1ении положительного напряжения срабатьгаания

порогового элемента 20 переводит его в состояние 1, что обеспечивает установку триггера 23 в состояние 1 и выдачу команды на сложение импульсов в реверсивный счетчик 26. При этом элемент ИЛИ 22 - в состоянии 1, ключ 25 открыт, и тактовые импульсы с выхода генератора 24 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 26 до тех пор, пока по51

роговый элемент 20 не перейдет в состояние О. Это произойдет тогда, когда возросшие значения кода N и тока компенсации основного сигнала бу,- дут соответствовать новому возросшему значению электропроводности жидкости.

Аналогично происходит компенсация сигнала на входе блока 10 при умень- шении значения электропроводности жидкости.

Если квадратурная помеха отсутствует, напряжение на входе интегратора 16 равно нулю, а напряжение на ,- выходе модулятора 17 и ток компенсации квадратурной помехи в обмотке 9 также равны нулю. При появлении квадратурной помехи фаза на выходе фазовращателя 11 изменяется. Это приво- дит к тому, что напряжение на выходе интегратора 16, становится отличным от нуля и в обмотке 9 появляется дополнительный ток, компенсирующий квадратурную помеху. Таким образом, на выходе фазовращателя 11 напряжение квадратурной помехи постоянно |Подцерживается близким к нулю, в результате чего на последующие кас- кады промежуточного преобразователя 2 поступает сигнал, зависящий только от электропроводности жидкости, что повьш1ает чувствительность и точность преобразователя.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей

986

содержаний трансформаторный первичны преобразователь, выходная обмотка которого подключена к входу согласующего блока, последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый интегратор и модулятор тока, аналоговый выход которого подключен к обмотке компенсации первичного преобразователя, причем опорные входы первого синхронного детектора и модулятора тока соединены между собой, подключенные последовательно к входу первого синхронного детектора второй синхронный детектор, второй интегратор и модулятор напряжения, первый фазовращатель, второй фазовращатель, выход которого .соединен с опорными входами второго синхронного детектора и модулятора напряжения, генератор гармонического напряжения, подключенный к питающей обмотке первичного преобразователя и к входу второго фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, опорные входы первого синхронного детектора и модулятора тока подключены к генератору гармонического напряжения, входы синхронных детекторов соединены с выходом первого фазовращателя, вход которого подключен к выходу согласующего блока, а вьпсод модулятора напряжения соединен через элемент связи с аналого вым выходом модулятора тока.