Автогенераторный преобразователь электропроводности жидкости Советский патент 1990 года по МПК G01R27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может бьггь использовано для преобразования электрической проводимости низких сред в Период электрических колебаний.

Целью изобр.етения является повышение чувствительности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2аиб - диаграммы токов в обмотке возбуждени

Устройство содержит усилитель 1, Трансформаторный многополюсник 2 с обмотками 3-5, пороговый элемент 6, 4ремязадающий резистор 7, стабили- атор 8 двухполярного напряжения, : |силитель 9, трансформатор 10 накачки с обмоткой 11 накачки,

; В качестве цепи связи между трансформатором 10 накачки и трансформа- йорным многополюсником 2 использует- 4я короткозамкнутая выходная обмотка S последнего, представляющая собой . 1:|аспределенный виток исследуемой яЫдкости,

; Преобразователь работает следую- 4им образом,

В .начальный момент времени пороговый элемент 6 находится в одном из .Двух возможных состояний, например, г|ри положительном напряжении насыще- Ция на его выходе, соответственно йа выходе стабилизатора 8 двухполярного напряжения, имеем стабилизированное положительное напряжение, Которое подается на неинвертирующий 9КОД порогового элемента 6, на вход усилителя 9 и через обмотку. 3 на вход усилителя 1. Выходное напряжени усилителя 1 создает ток в измерительной обмотке 4 трансформаторного многополюсника 2. Этот ток индуцируе ЭДС Е, ..в индуктивно связанном витке 5 жидкости. Аналогично напряжение на выходе усилителя 9 создает ток в обмотке 11 накачки трансформатора

10 накачки, который в свою очередь индуцирует ЭДС Е в витке 5 жид- Кости, Индукционный ток Ig в витке :1сидкости пропорхдаонален сумме ЭДС Е

и Е

.

где Е

(Е, , , и Е . - ЭДС, индуцированные в витке трансформаторным многополюсником и трансформатором накачки соответственно;

проводимость витка хащкости,

1

R,

где Rg - сопротивление витка жидкости.ЭДС EJ и Е имеют одинаковую форму и синфазны, причем выбором числа витков обмоток 4 и 11 и коэффициента усиления усилителя 9 можно обеспе

чить Ej Е

Ток в витке жидкости

индуцирует ЭДС в обмотке 4, что эквивалентно внесению потерь, в эту обмотку, .. . :

При постоянстве напряжения на выходе стабилизатора 8 отрицательная обратная связь через обмотку 3 обеспечивает постоянство напряжения на обмотке 3 и, следовательно, линейное изменение тока в обмотке 4, Соответственно линейно изменяется (нарастает) падение напряжения на время- задающем резисторе 7, В момент равенства этого напряжения стабилизированному напряжению на неинвертирующем входе порогового элемента 6 происходит переброс порогового элемента 6 и стабилизатора 8 в проти- вополо жное состояние с отрицательными, выходными напряжениями. Соответственно изменяется знак напряжения на выходах усилителя 1 и 9, В момент переброса на резисторе 7 имеет место скачок напряжения, пропорциональный потерям, вносимым в обмотку 4, а следовательно пропорциональный проводимости витка жидкости, затем напряжение на резисторе 7 изменяется линейно (убывает), В момент равенства напряжений на входах порогового элемента вновь происходит переброс порогового элемента и стабилизатора В напряжения. Далее процесс повторяется. Таким образом устройство представляет собой автогенератор, период колебаний которого линейно зависит от проводимости витка жидкости. При отсутствии потерь (фиг,2а) период колебаний определяется соот- нощением

Т„ 24 t

2Л1

dt

где Tg - период электрических колебаний .при отсутствии потерь; 4t - полупериод;

51594446

и I - размах колебаний тока в обмотке 4;

- скорость изменения тока в

обмотке 4. Поскольку

. - проводимость витка жидкости;

- коэффициент трансформации - отношение количества витков обмоток 5 и 4.

Если

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования электрической проводимости жидких сред в период электрических колебаний. Целью изобретения является повышение чувствительности путем введения трансформатора накачки. Преобразователь содержит усилитель 1, трансформаторный многополюсник 2 с обмотками 3,4, пороговый элемент 6, времязадающий резистор 7, стабилизатор двухполярного напряжения 8, усилитель 9, трансформатор накачки 10 с обмоткой накачки 11. 2 ил.

U4

L

Л1

2UcT

кТ

т

0

4 R;uf

где и - абсолютная величина напря С-Т

жения стабилизации стабили- затора двухполярного напряжения;

L, - индуктивность обмотки 4;

R - сопротивление резистора 7;

и - постоянное напряжение, приложенное к обмотке 4. На фиг.26 изображена диаграмма тока в обмотке 4 при наличии потерь. Скачок тока Лг обусловлен потеряем., вносимыми в обмотку 4.

Изменение периода, обусловленное этим скачком, может быть вычислено из соотношения

41

Ji72

4Т

U.

- изменение периода колебаний,

обусловленное потерями; - период устройства при отсутствии .потерь;35 - скачок тока в обмотке 4.

2UcT . ольку л -,

Ку

40

Скачок тока 4i в обмотке 4 пропорционален току в витке жидкости

и Е

le 5,4 ,

- ТОК И ЭДС в витке жидкости соответстен- но;

Eg Е,+ Е, Е, (1 - ----- ),

где К - коэффициент усиления усилителя 9; п - отношение числа витков о6 , I

моток 11 и 4,

тогда

К

Т Т, -4(1 )6,L,.

tt.4

Формула изобретения

Автогенераторный преобразователь электропроводности жидкости, содержащий трансформаторный многополюсник с обмотками возбуждения и обратной связи, усилитель, вход которого соединен с первым вьтодом обмотки обратной связи, а выход - с первым выводом обмотки возбуждения, резистор, вклю- ченньй медцу вторым выводом обмотки возбуждения и общей шиной, пороговый элемент, инвертирующий вход которого соединен с вторым вьтодом обмотки возбуждения, а неинвертирующий - с вторым выводом обмоткиобратной связи, выход порогового элемента через стабилизатор соединен с вторым вьтодом обмотки обратной связи и выходной шиной устройства, о «т л и ч а ю - щ и и с я тем, что,с целью повышения чувствительности, в него введены второй усилитель и трансформатор накачки, при этом вход второго усилителя соединен с выходом стабилизатора, а выход соединен с первым выводом обмотки трансформатора накачки, второй вывод обмотки которого соединен с общей шиной.

. 2..