Устройство для измерения консистенции вещества Советский патент 1962 года по МПК G01N27/22 G01R17/02 

Настоящее дополнительное изобретение представляет собой развитие и дальнейшее усовершенствование изобретения по авт. св. № 135679.

В основном авт. св. № 135679 было описано устройство для измерения конси стенции вещества, в частности шуги, по емкостному параметру в резонансном режиме, содержащее автогенератор высокой частоты, ъ колебательный контур которого включен датчик, контролирующий исследуемое вещество, а к выходу через частотный дискриминатор присоединен измерительный или сигнальный прибор, и схему частотной компенсации погрещности измерения, выполненную на полупроводниковом диоде, проходная емкость которого управляется напряжением с с контура генератора.

В предлол енном устройстве первичный контур частотного дискриминатора сов.мещен с контуром автогенератора и применена схема раздельной частотной компенсации на отдельном плоскостном запертом диоде.

Совмещение контуров повышает чувствительность измерения, а раздельная частотная компенсация на отдельном плоскостном запертом диоде позволяет повысить точность измерения на повышенной частоте и в широком диапазоне колебаний тангенса угла исследуемого вещества.

На чертеже изображена принципиальная схе.ма устройства.

К рабочему контуру L-Ci генератора на полупроводниковоптриоде Г) через резонансную линию Л (случай дистанционных измерений) подключен электроемкостный датчик Д. Рабочий контур L-Ci совмест№ 150293- 2 но с индуктивностями L 2-LS, емкостью конденсаторов €2, Су, С, диодами Д, Да и сопротивлениями .Ri, Rz и R- составляют частотный дробный дискриминатор, на выходе которого включено измерительное, сигнальное и другие устройства.

Параллельно рабочему контуру включена система частотной компенсации, состоящая из плоскостного полупроводникового диода Дз, напряжение смещения на который подается от батареи питания Б с потенциометра через сопротивление RS, и управляющего его емкостью выпрямительного высокочастотного полупроводникового диода Д, через который с рабочего контура подается на диод Дз управляющее напряжение. Опорные конденсаторы Cs и Cg совместно с сопротивлениями Rs, ,RS и R, R7 образуют фильтры.

Работа устройства заключается в следующем.

При изменении емкости электроемкостного датчика Д, включенного в систему рабочего контура L-С, генератора, собранного на полупроводниковом триоде Т, изменяется частота генерируемых колебаний. Так как этот контур является первичным контуром дробного частотного дискриминатора, то напряжение на его выходе В будет однозначно зависеть от величины емкости датчика Д. При значительных колебаниях значения тангенса угла потерь контролируемого вещества в процессе измерений частоты и амплитуды генерируемых колебаний изменяются, даже при постоянстве, значения диэлектрической проницаемости данного вещества, что, несмотря на сравнительную нечувствительность дробных частотных дискриминаторов к амплитудной модуляции, приведет к искажению результатов измерения. В данной схеме этот недостаток устранен включением параллельно рабочему контуру част отнокомпенсирующей системы. При изменении тангенса угла потерь контролируемого вещества изменяется амплитуда напряжения на рабочем контуре, что приведет к изменению выпрямленного управляющего напряжения, поступающего от рабочего контура через диод Д, на диоде Дз- Это, в свою очередь, приведет к изменению емкости потенциальнобарьерного перехода, компенсирующему ошибку измерения.

Соответствующим выбором величины напряжения, запирающего диод Дз, и емкости сопрягающего конденсатора Cg обеспечивается независимость значения напряжения на выходе В от величины тангенса угла потерь контролируемого вещества. Кроме того, при монтаже генератора непосредственно в корпусе датчика, схема компенсации позволяет производить дистанционную корректировку устройства по эталонному образцу контролируемого вещества путем изменения в небольших пределах запирающего компенсирующий диод напряжения. Благодаря возможности применения для компенсации ошибки измерения плоскостных опорных кремниевых диодов, эффективно работающих в качесгве управляемой емкости (вплоть до повышенных частот) и имеющих большой диапазон изменения емкости, достигается практически полное устранение ошибки в измерениях от изменений тангенса угла контролируемого вешества.

Для подвода напряжения к компенсаторному диоду может быть применен любой высокочастотный точечный диод с достаточно большим обратным сопротивлением. При совмещенной же схеме для работы на повышенных частотах требуется применение высокочастотного точечного диода, диапазоп изменения проходной емкости которого при боль-ших колебаниях тангенса угла потерь контролируемого вещества может оказаться недостаточным для эффективной компенсации ошибки в измерениях.

Предмет нзобпетения

Устройство для измерения консистенции вещества, в частности шуги, по авт. св. № 135679, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, повышения точности измерения в условиях значительных колебаний тангенса угла потерь исследуемого вещества и увеличения верхнего предела частотного диапазона измерений, первичный контур частотного дискриминатора выполнен совмещенным с контуром автогенератора и применена схема раздельной частотной компенсации на отдельном плоскостном запертом диоде с yпpaвляe roй проходной емкостью.