Устройство для измерения влажности Советский патент 1974 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к области измерения влажности и может найти применение в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности. В известных устройствах автоматическая компенсация влияния температуры осуществляется с помощью термосопротивления, включенного в плечо моста постоянного тока. Это усложняет измерительную схему и не позволяет передавать сигнал на значительные расстояния. С целью повышения точности термокомпенсации и получения выходного сигнала в виде меняющейся в широких пределах частоты последовательно с катушкой индуктивности колебательного контура измерительного генератора через переключатель подключены эталонный резистор и терморезистор. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - емкостный датчик. Устройство содержит емкостной датчик 1 с закрепленными на его основании электродами 2 и терморезистором 3, переключатель 4 режима работы устройства «измерение - «установка эталонный резистор 5, подключаемый вместо терморезистора 3 в режиме «установка нуля, катушку индуктивности 6 колебательного контура измерительного генератора, измерительный конденсатор колебательного контура 7, подстроечный конденсатор контура 8, измерительный блок 9, включающий в себя автогенератор, смеситель и гетеродин, регистрирующий прибор 10. Устройство работает следующим образом. Перед измерением производится настройка измерительной части устройства (установка «электрического нуля измерительной схемы). Настройка осуществляется по электрической емкости датчика без материала. Сущность такой настройки заключается в установке определенного значения выходной величины с помощью корректирующего элемента по двум параметрам. Во-первых, производится обычная настройка измерительной на «нуль по параметру электрической емкости. Во-вторых, проверяется и настраивается «нуль устройства по параметру элемента, корректирующего температурные погрешности - величине сопротивления терморезистора. Выполняется это так. Градуирование устройства производится при определенной и постоянной температуре материала, условно называемой температурой градуировки Ггр. При этом определяется и положение «нуля устройства, обусловленное градуировочной характеристикой. Градуирование производится при включенном эталонном резисторе 5, а значение сопротивления резистора 5 выбирается равным сопротивлению терморезистора 3, которое терморезистор принимает при наполнении датчика материалом, имеющем температуру градуирования. Из сказанного ясно, что нри произведенной таким образом градуировке устройства настройка осуществляется подключением с помощью переключателя 4 эталонного резистора

5последовательно с катушкой индуктивности

6колебательного контура измерительного генератора. Выходной сигнал устройства при этом (с незаполненным материалом датчико.м) должен соответствовать «электрическому нулю измерительной схемы. Если этого соответствия нет, то оно достигается изменением емкости подстроечного конденсатора 8. После этого устройство переводится в режим измерений путем подключения переключателе.м 4 терморезистора 3 последовательно с катушкой индуктивности колебательного контура измерительного генератора.

При измерении материала определенной влажности с температурой Tj, превышающей температуру градуировки Ггр, в силу положительного температурного коэффициента емкости (ТКЕ) измеряемого материала резонансная частота контура измерительного генератора уменьшается по сравнению с резонансной частотой контура для материала той же влажности, но с температурой, равной температуре градуировки. Так как терморезистор 3 имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления (TKR), то сопротивление терморезистора при температуре материала уменьшается по сравнению с сопротивлением термистора при температуре градуировки Ггр. Уменьшение сопротивления термистора вызывает увеличение резонансной

частоты контура измерительного генератора. При понижении температуры исследуемого материала наблюдается повышение частоты измерительного генератора от ТКЕ материала и встречный процесс (понижение частоты) от изменения сопротивления терморезистора.

Таким образом, можно утверждать, что при определенном соответствии ТКЕ исследуе.мого материала и TKR терморезистора может быть обеспечена взаи.мная компенсация расстройки колебательного контура но частоте от изменения температуры исследуемого .материала и от изменения сопротивления терморезистора, находящегося в контакте с измеряемым материалом.

Предмет изобретения

Устройство для из.мерения влажности, содержащее емкостной датчик со встроенным в него терморезистором, измерительный генератор, катушку индуктивности в колебательном контуре, эталонный резистор, автогенератор, гетеродин, смеситель и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения, точности термокомпенсации и получения выходного сигнала в виде меняющейся в широких пределах частоты, последовательно с катушкой индуктивности колебательного контура измерительного генератора через переключатель подключены эталонный резистор и терморезистор.