Устройство для регулирования влажности газов Советский патент 1975 года по МПК G05D22/00 

Изобретение относится к элементам электронной автоматики и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами и в системах кондиционирования воздуха.

Известно устройство для регулирования влажности газов, содержащее последовательно соединенные низкочастотный фазочувствительный реверсивный усилитель, блок автоподстройки частоты, частотный модулятор, автогенер.атор, измерительный мост с кварцевым резонатором в одном из плеч, резонансный усилитель, детектор и релейный усилитель.

Однако в таком устройстве велика погрешность измерения кварцевого резонатора и, следовательно, погрешность регулирования влажности газов.

Предложенное устройство отличается тем, что оно снабжено высокочастотным фазочувствительным реверсивным усилителем, выход которого подключен ко входу релейного усилителя, один вход соединен с выходом автогенератора, а другой - с одним выходом резонансного усилителя, другой выход которого через детектор подсоединен к низкочастотному фазочувствительному реверсивному усилителю.

Этим повышается точность регулирования влажности газов.

Схема устройства для регулирования влажности газов изображена на чертеже.

Измерительный мост 1, в два смежных плеча которого включены задатчик-конденсатор

2 и конденсатор 3, а в два других датчик влажности - кварцевый резонатор 4 и резистор 5, диагональю питания включен в цепь положительной обратной связи автогенератора 6.

В коллекторную цепь транзистора 7 автогенератора 6 включен колебательный контур, состоящий из катушки 8 и переменного конденсатора 9. Параллельно колебательному контуру 8, 9 включен частотный модулятор

10, выполненный на варикапе 11.

Выход измерительного моста 1 подключен через резонансный усилитель 12 к высокочастотному фазоусилительному реверсивному усилителю 13, который цепью питания по высокой частоте подключен к автогенератору 6 и детектору 14.

Выход детектора 14 подсоединен ко входу низкочастотного реверсивного усилителя 15. Резистор 16, являющийся нагрузкой усилителя 15, соединен с блоком автоподстройки частоты 17 на варикапе 18, который подключен параллельно частотному модулятору 10.

Релейный усилитель 19 подключен к нагрузке 20 усилителя 13.

Схема работает следующим образом.

При отсутствии питания на варикапе 11 чатотного модулятора 10 благодаря тому, что олебательный контур 8, 9 конденсатором 9 астроен на частоту последовательного резоанса кварцевого резонатора 4, а величины емкостей конденсаторов 2, 3 выбраны такими, что их сопротивление на резонансной частоте кварцевого резонатора 4 значительно больше сопротивлений резистора 5 и кварцевого реонатора 4, частота возникающих в аптогенеаторс 6 колебаний равна частоте послсдоиаельного резонанса кварцево1о резонатора 4.

Колебания автогенератора 6 возникают независимо от знака разбаланса измерительного моста 1. Ток, протекающий через резонатор 4, является чисто синусоидальным. Баланс измерительного моста по первой гармонике наступает при равенстве произведений соответствующих плеч моста. При разбалансе измерительного моста 1 по первой гармонике сигнал с него поступает на усилитель 12, настроенный на частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора, и далее на вход усилителя 13, питание которого по высокой частоте осуществляется от автогенератора 6. С нагрузки 20 усилителя 13 сигнал ностоянного тока, величина которого зависит от величины разбаланса измерительного моста 1, а знак от знака разбаланса, поступает на релейный усилитель 19 (двух-или трехпозиционный, в зависимости от необходимого закона регулирования).

При изменении внешних условий и от времени частота колебаний автогенератора 6 может быть не равна частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора 4. При подаче на варикап 11 частотного модулятора 10 питающего напряжения частотой 50 гц изменяется его емкость, а следовательно, частота колебаний автогенератора 6 изменяется относительно резонансной практически по гармоническому закону.

Благодаря тому, что -бала&с измерительного моста 1 зависит не только от величин сопротивлений измерительного моста но и от величины частоты автогенератора 6, на. 1выходе измерительного моста 1 появляется модулированный сигнал по амплитуде. Причем фаза огибающей модулированного сигнала зависит от знака отклонения частоты от резонансной. Выделяется этот сигнал детектором 14 и усиливается усилителем 13. Постоянный сигнал, знак которого зависит от знака отклонения частоты автогенератора 6, от частоты последовательного резонатора 4, а величина - от величины ее отклонения, с нагрузки 16 фазочувствительного

реверсивного усилителя 15 подается на устройство автонодстройки частоты 17 на варикапе 18, величина емкости которого изменяется таким образом, чтобы поддерживать несущую частоту колебаний автогенератора равной частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора 4.

Одновременно модулированных по амплитуд,е сигнал поступает на вход усилителя 13.

Благодаря тому что эквивалентное сопротивление кварцевого резонатора носит емкостной или индуктивный характер в зависимости от знака отклонения частоты автогенератора от частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора, характер его эквивалентного сопротивления изменяется с частотой 50 гц, причем во время перехода модулирующего напряжения, поданного на варикап 11, через нуль сопротивление кварцевого резонатора 4 является часто активным. В связи с тем, что высокочастотный фазочувствительный каскад 13 является реверсивным и питается от автогенератора 6 среднее значение напряжения от сигнала, находящегося в

канале на его нагрузке 20, равно нулю.

Таким образом, возникновение колебаний автогенератора не зависит от знака разбаланса измерительного моста, несущая частота колебаний всгда равна частоте носледовательного резонанса кварцевого резонатора 4 и не зависит от изменения внешних условий и точности настройки колебательного контура 8, 9. На нагрузке 20 усилителя 12 выделяется только полезный сигнал, зависящий от величины и знака разбаланса измерительного моста, который возникает от неравенства произведений плеч.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования влажности газов, содержащее последовательно соединелные низкочастотный фазочувствительный реверсивный усилитель, блок автоподстройки частоты, частотный модулятор, автогенератор, измерительный мост с кварцевым резонатором в одном из плеч, резонансный усилитель, детектор и релейный усилитель, отл,ичающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования устройства, оно снабжено высокочастотным фазочувствительным реверсивным усилителем, выход которого подключен ко входу релейного усилителя, один вход соединен с выходом автогенератора, а другой - с одним выходом резонансного усилителя, другой выход которого через детектор подсоединен к низкочастотному фазочувствительному реверсивному усилителю.