Устройство для измерения магнитной восприимчивости Советский патент 1979 года по МПК G01R33/00 

-/:.,-. -.-.I , .Изобретение относится к области магнитных измерений резонансными методами и может бь1ть использовано для измерения магнитной восприимчивости слабрмагнитиых веществ при исследовании их физических свойств. / Известно устройство для измерения маг-: HHTHofi восприимчивости, состоящее из задающего автогенератора, стабилизированного кварцевым резонаторой, буферного каскада, фазового дискриминатора, индуктивного датчика и стрелочного индикатора {I. Однако Чувствительность этого устрой;ства ограничена тем, что при измереггййх изменяется импеданс только одной индуктивности колебательного контура. Это приводит кработе на одной половине ветви фазочастотной характеристики контура, что сужает динамический диапазон измерений. Известно также устройство для измере: ния физических характеристик сред, содержащее измерительный автогенератор, выпол. ненный на транзисторе по схеме с общей базой, емкостной или индуктивный первичный преобразователь, включенный в нагрузочный контур двухконтурной колебательной системы отдельный резонансный контур, стабилизированный по частоте кварцем, эмиттерный повторитель, детектор/ из.мерительт ный прибор и компенсирующую цепь, при этом частотозадающий резонансный контур, стабилизированный кварцем, включен между коллектором и эмиттером автогенератора, а двухконтурная резонансная система, содержащая датчик, в еТбШ торную цепь 2. Чувствительность этого устройства также недостаточна.: Цель изобретения - повыщекиё чувствительности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения магнитной восприимчивости, содержащем автогенератор, выполненный на транзисторе ло схеме с общей базой и стабилизированный кварцевым резонатором, индуктивный датчик, являющийся элементом нагрузочногЬ контура автогенератора, двухконтурную резонансную Систему, дополжтеЖНый индуктивный датчик; включенный в один из контуров двухконтурной резонансной системы, дифференциальный фазовый детектор, соединенный с индуктивным датчиком, Н измерительный прибор, включенный на выходе дифференциального фазового детектора, Двухконтурная рёзонатгсная система включена через разделительный Койденсатор между коллекто ром транзисторе автогенератора и средней точкой трансформатора дифференциального фазового детектора. --. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - Ййстроечная фазо-частотная характеристика этого уст-рОЙСТВД.; - .. --

Устройство сод ержит автогенератор 1, выполненный на транзисторе 2 по схеме с общей базой и стабилизированный кварцевым резонатором 3, индуктивный Датчик 4, являющийся элементом нагрузочного контура, автогенератора 1, двухконтурную резо; нансную систему 5, первичный контур которой состоит из конденсатора 6 и индуктив1НОСТИ 7, а вторичный из конденсатора 8 и

.дополнительного индуктивного датчика 9. Первичный и вторичный контуры системы 5 связаны конденсатором 10. Устройство содержит также .дифференциальный фазовый детектор 11, соединенньш с датчиком 4, и .измерительный прибор 12, включенный .на выходе детектора -,.-,.,:,,:,J,/ :::Двухконтурная резонансная система включена через разделительный конденсатор 13 между коллектором транзистора 2

автогенератора I и средней точкой трансформатора 14 детектора II. Вторым элементом нагрузочного контура автогенератора I является конденсатор 15. Напряжение питания подается на клеммь 16 и 17.

Устройство раВбтает следующимобра зоМ.-- . ;-; , .: . . В исходном состояни} нагрузочный контур конденсатором 15 настроен в резонанс с частотой колебаний автогенератора 1. Резонансная система 5 также настроена в-резонанс. При такой настройке опорный сНгнал, снимаемый с коллекторатранзистора 2, поступает через конденсатор 13 и первич; ный контур (6, 7) резонансной системы 5 на опорный вход детектора 11, не претерпевая фазового сдвига, а измерительный сигнал, снимаемый с датчика 4, nocTynaet на измерительный вход (пер.вичная обмотка .трансформатора 14) детектора II в фазе с опорным сигналом. Таким образом, меж,Ду опорным и измерительным сигналами угол фазового сдвига равен нулю (на фиг. 2 это соответствует точке начала координат) ,

.При внесении Магнитного вещества в по-, ля датчиков 4 и 9 инДуктйвНостй их увёлй- чив.аются. Резонансная .частота нагрузочн.о:го контура (4, 15) уменьшается Дб значенияOi, меньщего, чем значение частоты {)г автогенератора 1. Измерительный сигнал, сни.маемый с нагрузочногоконтураТ приобрётК

ёТ- Относите Ль нО генерируемого автогенератором I сигнала фазовый сдвиг, равный --: (J). Одновременно с этим увеличение индук.тивности датчика 9 сопровождается увели. чением импеданса вторичного контура (9, 8),;

чтЬ приводит к расстройке ре.чонансной си-стемы 5.- . .. .

Импеданс вторично/о контура (8,9) вносиТСя через конденсатор связи 10 в первич5 ный контур (6, 7) с отрицательньш знаком, что приводит к уменьшен,ию его первоначаль. , ного импеданса и, следовательно, к увели., ченйю его резонансной частоты до величины i)j. Теперь опорный сигнал с коллектоQ ра транзистора 2 через конденсатор 13, проходя через первичный контур (б, 7),приобретает фазовый сдвиг, равный . . . Таким образом, на входЫ детектора II при увеличении инду1 тнвностей датчиков 4 и .9 пoctyпaют измерительный сигнал (от датчика 4) с фазовым сдвигом - ф, и опорный сигнал (с коллектора транзистора 2 через конденсатор 13 и первичный контур (6, 7) с фазовым сдвигом + (pj. . .Детектор 11 измеряет разность фаз, рав ук, :- -Г:.: ;.;,.,., ;..„..::..:. J:..-..„,,,- ;

0

д ф / - р, (-f р; -f «Рг.

Чувствительность устройства повышает- . сЯ засчет дополнительного фазового сдвига -f (pj, опорного сигнала со знаком, противоположным знаку фазового сдвига --«р,

25 измерительного сигнала.

Устройство может быть применено для измереяия диэлектрической, проницаемости веществ. При этом индуктивные датчики должны бь1ть заменены емкостными, а конденса0 торы резонансных контуров.- индуктивиостями..

Формула изобретения

Устройство для измерения магн 1тной вос35приимчивости, содержащее автогенератор, выполненный на транзисторе по схеме с об щей базой истабилизированный кварцев1.1м резонатором, индуктивный датчик , являю;. щийся: элементом нагрузочного контура на 0 тогенератора, двухконтурную резонансную систему, дополнительный индуктивный датчик, включенный в один из контуров двухконтурной резонансной системы, дифференциальный фазовьш детектор соединенный с ..индуктивным датчиком, и измерительный iii)ii бор, включенный на выходе дифференциального фазового детектора; оглы.«аюы4еес.я тем, что, с целью повыцгенИя чувствительности устройства, в нем двухконтурная резонанс . ная система включена через разделительным Q конденсатор между коллектором транзисто ра автогенератора и средней точкой транс : форматора -дифференциального фазового дс тектора..

Источники информации, принятые во 1И1И...Гманйе при экспертизе-

5 Ч. Дианов-Клоков В. И. Переносной метр. Сб. «Разведочная и промыслоиая физика, выпуск 27, Госгортехиздат, Iii,) -2. Авторское свидетельство СССР ;.№.497537, М. Кл. G 01 R 33/00, 1975.

631445

.rprpl

IS