Бесконтактный измеритель сопротивления протяженных материалов Советский патент 1992 года по МПК G01R27/02 

.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения, сопротивления протяженных материалов, например пленки, ленты, нитей, непосредственно в технологическом процессе и является дополнительным к основному авт. св. № 1138763.

Цель изобретения - увеличение чувствительности и точности измерений низко- омных материалов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема бесконтактного измерителя сопротивления протяженных материалов; на фиг. 2 - упрощенная схема с дополнительным высокопотенциальным электродом (а) и эквивалентная схема этого варианта (б); на фиг. 3 приведена практическая реализация бесконтактного измерителя сопротивления протяженных материалов.

Бесконтактный измеритель сопротивления протяженных материалов (фиг. 1) содержит генератор 1 с основным 2 и дополнительным 3 противофазными выходами, первичный преобразователь 4 с первым 5 и вторым б измерительными конденсаторами, измеритель 7 тока, основные 8,9 и дополнительные 10, 11 высокопотенциальные электроды, измерительные 12 и 13 электроды, контролируемый материал 14.

При практической реализации (фиг. 3) используются источник 15 тока, выходной трансформатор 16 и дифференциальный усилитель 17.

Устройство работает следующим образом.

При внесении между электродами измерительных конденсаторов контролируемого материала 14, последний экранирует электрическое поле и измеряемый ток ц уменьшается. Эффект экранирования повышается с уменьшением сопротивления R участка материала, расположенного между конденсаторами, при R хс, где R - сопротивление участка материала. хс - емкостное сопротивление конденсатора.

Возможно полное экранирование поля и ток в измерительной цепи и отсутствует, т. е. при R-X) чувствительность измерения 5-Ю. Для повышения чувствительности к сопротивлению, как было указано выше, необходимо уменьшить экранирующее влияние материала. Обычно это достигается увеличением расстояния между конденсаторами, т. е. увеличением сопротивления R. При этом экранирующий ток э через материал уменьшается и потенциал в точке а увеличивается, что приведет к увеличению измеряемого тока (ц. Однако указанный способ снижения эффекта экранирования нежелателен, так как при этом существенно увеличиваются размеры первичного преобразователя. Поэтому снижение экранирующего эффекта (экранирующего тока э)

достигается тем, что на низкопотенциальный участок материала воздействуют синфазным напряжением е помощью дополнительного электрода. При этом в точке б (фиг. 2а) наводится потенциал, отличный от

нуля, экранирующий ток э снижается, что приведет к увеличению измеряемого тока 1ц, а следовательно, и чувствительности. Используя метод наложения, получим выражение для экранирующего тока (фиг. 26)

j. Ui(x+ r)-U2r

( X + Г )2 + X Г

0

5

где Ui - напряжение на основных электродах;

U2 - напряжение на дополнительных электродах.

Из выражения следует, что с увеличением напряжения 1)2 ток э уменьшается.

Так, например, при измерении материала с сопротивлением г 0,1хс подача напряжения на дополнительные электроды, превышающего напряжение на основные электроды в 10 - 30 раз, уменьшает экранирующий ток на 10 - 30% и увеличивает чувствительность в 4-10 раз.

Теоретически увеличение чувствительности происходит при Ua 0, однако реальное повышение чувствительности происходит при превышении U2 в 2-30 раз напряжения Ui. Практическая реализация предлагаемого устройства может быть осуществлена по схеме фиг, 3. В качестве генератора с двумя синфазными выходами служит трансформатор 16 напряжения с отводами от вторичной обмотки. Выход преобразователя 4 подключен к измерителю тока 7 через дифференциальный усилитель 17.

Предлагаемое устройство обеспечивает

5

5

повышение чувствительности измерения сопротивления относительно низкоомных материалов в пределах от 1 до Ом м).

5

Формула изобретения . Бесконтакный измеритель сопротивления протяженных материалов по авт. св. М 1138763, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерения низкоомных материалов, первый и второй измерительные конденсаторы содержат дополнительные высокопотенциальные электроды, каждый из которых расположен между основными высокопотенциальными электродами, а генератор.содержит дополнительную обмотку трансформатора, подключенную согласно с основной и имеет два противофазных выхода, подключенные к дополнительным высокопотенциальным электродам, причем общее число витков основной и дополнительной обмоток в 2-30 раз превышает число витков основной обмотки.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения сопротивления протяженных материалов. Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности измерения низкоомных материалов. Бесконтактный измеритель сопротивления протяженных материалов содержит генератор 1 с основным 2 и дополнительным 3 противофазными выходами, первичный преобразователь 4 с первым 5 и вторым 6 измерительными конденсаторами, измеритель тока 7, основные 8,9 высокопотенциальные электроды, измерительные 12, 13 электроды, контролируемый материал 14. Введение в устройство дополнительных высокопотенциальных электродов 10, 11 дополнительной обмотки, причем число витков основной и дополнительной обмоток в 2-30 раз превышает число витков основной обмотки, позволяет осуществлять бесконтактный автоматический непрерывный контроль с увеличением чувствительности и точности измерения, тем самым повышая производительность труда. 3 ил.

а

ь-0IV

л/

фиг.%