Автоматический измеритель влажности и содержания почвы Советский патент 1990 года по МПК G01N27/22 G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности k влаго- метрии, и может быть использовано для одновременного измерения влагои солесодержания почвогрунтов при проведении научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ в полевых vcлoвияx в сельском хозяйстве.

Целью изобретения является повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания в почве.

На чертеже изображена блок-схема автоматического измерителя влажности и солесодержания почвы.

Измеритель содержит емкостный первичный преобразователь (ПП) 1, измерительный двухполюсник (ИД) 2, регулируемый усилитель (РУ) 3, фазовый дискриминатор (ФД) k, накопитель 5, управляемый высокочастотный (УВЧ) генератор 6, генератор 7 пилообразного напряжения (ГПН), опорный генератор (ОГ) 8, смеситель 9, преобразователь 10 частота - напряжение, первый 11, второй 12 и третий 13 пиковые детекторы (ПД), дифференциальный усилитель (ДУ) 1 и регистратор 15.

ПП 1 представляет собой выносной емкостный датчик с согласующими элементами. ПП 1 подключен к ИД 2, представляющему собой последовательный колебательный контур. Второй вход ИД 2 подключен к выходу УВЧ генератора 6, а выход ИД 2 соединен с входом РУ 3 и через третий ПД 13 подсоединен к дополнительному входу регистратора 15. Выход РУ 3 через последовательно соединенные фазовый дискриминатор 4 и накопитель 5 подсоединен к управляющему входу УВЧ- генератора 6. К/второму управляющему входу УВЧ генератора 6 подсоединен ГПН 7, а второй выход генератора 6 подключен к первому входу смесителя 9 к второму входу которого подсоединен ОГ 8. Выход смесителя 9 через преобразователь 10 подсоединен к входу регистратора 15. Выход генератора 6 соединен с входом опорного сигнала ФД 4 и через первый ПД 11 подключен к первому входу ДУ . Выход РУ 3 через второй пиковый детектор 12 подключен к второму входу ДУ 1, выход которого соединен с управляющим входом РУ 3.

, Измеритель работает следующим образом.

Сигнал от ГПН 7 поступает на второй управляющий вход генератора 6, на выходе которого формируется периодический линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал. Этот сигнал подается на ИД 2 и одновременно на опорный вход фазового дискриминатора 4, выполненного в виде последовательного соединения фазового детектора и компаратора. На сигнальный вход ФД k через регулируемый усилитель 3 подается сигнал, снимаемый с выхода измерительного двухполюсника 2, т.е. с конденсатора последовательного колебательного контура, получивший дополнительную амплитудную

модуляцию. Пиковые детекторы 11 и 12, дифференциальный усилитель 14 вместе с регулируемым усилителем 3 образуют замкнутую систему АРУ по пиковому уровню. При этом в качестве опорного

s используется уровень ЛЧМ сигнала, поступающего с выхода УВЧ генератора 6. В результате работы АРУ сигнал с амплитудной и частотной модуляцией на сигнальном входе фазового дискри0 минатора имеет такой же пиковый уровень, как и ЛЧМ сигнал на входе опорного сигнала, Благодаря этому исключается влияние амплитудных изменений сигналов на крутизну дискриминацион5 ной характеристики в окрестности нуля. Сигнал с выхода фазового дискриминатора k поступает на вход накопителя 5. i

0 Постоянное напряжение, образующее- ся на выходе накопителя 5, подается на первый управляющий вход генератора 6, а именно на варикап, включенный в частотно-задающую цепь УВЧ гес нератора 6, и тем самым изменяется средняя частота колебаний. Таким образом, замыкается цепь обратной связи и образуется система автоматического регулирования. Динамическое равнове0 сие этой системы устанавливается, когда средняя частота ЛЧМ сигнала становится равной резонансной частоте измерительного двухполюсника 2. Частота перестраиваемого УВЧ генерас тора 6 сравнивается в смесителе 9 с частотой опорного генератора 8, стабилизированного по частоте кварцем. С выхода смесителя 9 сигнал разностной частоты поступает в преобразователь 10 частота - напряжение, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное емкости датчика (влажности среды), которое фиксируется в блоке 15 регистрации. Одновременно в блок 15 регистрации поступа0

5

ет выходное напряжение пикового детектора 13, пропорциональное величине резонанса в колебательном контуре измерительного двухполюсника (пропор

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к диэлькометрическим автоматизированным устройствам измерения параметров почв, и может быть использовано для одновременного измерения и солесодержания почвогрунтов при проведении научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ, а также в сельском хозяйстве. Целью изобретения является повышение точности при одновременном измерении влажности и солесодержания почвы автоматического измерителя влажности и солесодержания. Это достигнуто благодаря применению контурного способа измерения емкости первичного преобразователя и фазового метода фиксации момента резонанса при использовании испытательного высокочастотного сигнала с линейной частотной модуляцией. Испытательный сигнал одновременно подается на один вход фазового дискриминатора системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) непосредственно, а через измерительный двухполюсник, где он получает дополнительную амплитудную модуляцию, повторяя форму амплитудно-частотной характеристики контура, и регулируемый усилитель - на другой вход фазового дискриминатора. Пиковые значения сигналов на обоих входах поддерживаются одинаковыми с помощью замкнутой системы автоматической регулировки усиления (АРУ), что исключает влияние амплитудных изменений сигналов в области перехода через нуль дискриминационной характеристики, т.е. в области резонанса. Это повышает чувствительность дискриминатора, а в результат

0032

пермский государственный фармацевтически