УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ Советский патент 1973 года по МПК G01N11/00 

1

Изобретение относится к устройствам для автоматического контроля вязкости жидких продуктов в процессе их получения.

Известно устройство для измерения вязкости жидкостей, в котором термокомпенсатор подключен к измерительной схеме через усилитель с температурно-зависимой глубокой отрицательной обратной связью, причем сигнал обратной связи снимают с полупроводникового терморезистора. Благодаря сходству температурных зависимостей вязкости жидкостей и электрического сопротивления полупроводниковых терморезисторов, усилитель преобразует выходной сигнал измерительной схемы, ослабляя его зависимость от температуры, чем достигается уменьшение Погрешности термокомпенсации. Однако известное устройство «е свободно от погрешности, обусловенной временной нестабильностью полупроводникового терморезистора.

Предложенное устройство позволяет уменьшить временную нестабильность при измерении вязкости за счет того, что в качестве второго плеча делителя обратной связи включен полупроводниковый терморезистор.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство ДЛЯ измерения вязкости жидкостей содержит датчик вязкости 1, электронную измерительную схему 2; усилитель 3 с температурно-зависимой глубокой отрицательной обратной связью, делитель обратной связи которого состоит из двух последовательно соединенных полупроводниковых терморезисторов 4 и 5; термокомпенсатор 6.

Сигнал датчика вязкости / поступает в измерительную схему 2, на выходе которой формируется зависящий от вязкости контролируемой жидкости нескорректированный электрический сигнал. Последний подается на усилитель 3 с глубокой отрицательной обратной связью, вход которого соединен с находящимся в цепи обратной связи полупроводниковым терморезистором 4, помещаемым, как и полупроводниковый терморезистор 5, в контролируемую жидкость рядом с датчиком вязкости /. Сопротивление терморезистора 5 много больше сопротивления

терморезистора 4, поэтому коэффициент усиления усилителя 3 пропорционален отношению сопротивления терморезистора 5 к сопротивлеНИю терморезистора 4. Так как при изменениях температуры контролируемой

среды нескорректированный сигнал измерительной схемы 2 и величины сопротивлений полупроводниковых терморезисторов 4 и 5 меняются по аналогичным законам, на выходе усилителя 3 возникает сигнал, значительно слабее зависящий от температуры.

нежели исходный. Преобразованный усилителем 5 сигнал измерительной схемы 2 поступает -на термокомпенсатор 6, который осуществляет аппроксимацию рабочего участка кривой сигнал - температура. Так как на вход термокомпенсатора 6 поступает зависящий от вязкости сигнал с ослабленной температурной зависимостью, резко уменьщается погрешность термокомпенсации, а следовательно, и погрешность всего устройства.

Как известно, полупроводниковым терморезисторам свойственна некоторая нестабильность, проявляющаяся в том, что при любой фиксированной температуре их сопротивление со временем непрерывно, хотя и крайне медленно, возрастает; относительное увеличение сопротивления невелико (до нескольких %), причем этот процесс практически прекращается лишь спустя большой промежуток времени (тысячи часов).

Поскольку в предлагаемом устройстве оба плеча делителя обратной связи выполнены на полупроводниковых терморезисторах 4 и 5, а коэффициент усиления усилителя 3 равен отношению их сопротивлений, нестабильность коэффициента усиления устройства определяется выражением

П+е,(.)11 +04()1

где 64 и Об - функции, характеризующие закон относительного нарастания сопротивления терморезисторов 4 и 5 во времени. Так ка.к и 05-Cl, нестабильность коэффициента усиления практически определяется

разностью нестабильностей каждого из них. Этим достигается большая стабильность устройства в целом.

В описываемом устройстве преобразованный усилителем 3 сигнал V, , поступающий на термокомпенсатор 6, имеет вид

Vrt :COnSt- ехр (Vah I Л

где Хг) -температурный коэффициент вязкости жидкости, Ах Х5-Х4 - разность температурных коэффициентов сопротивления терморезисторов , а Т - абсолютная температура. Эффективность данного устройства, естественно, тем выше, чем меньше х I-2Ах в сравнении с Хт| |. Используя в зависимости от величины х,, | терморезисторы и 5 с существенно разными или весьма близкими значениями Х4 и xs, легко обеспечить эффективность устройства для продуктов как со значительным (10%/°С), так и относительно низким (2-3%/°С) температурным коэффициентом вязкости, что расширяет область применения устройства.

Показанное на чертеже устройство имеет обратную связь по напряжению, но может быть использована обратная связь по току.

Предмет изобретения

Устройство для измерения вязкости жидкостей по авт. св. № 201767, отличающееся тем, что, с целью повыщения стабильности его работы, в качестве второго плеча делителя обратной связи использован полупроводниковый терморезистор.