Устройство для измерения активных проводимостей Советский патент 1980 года по МПК G01R27/02 

t

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для исследования материалов электрическими средствами, например, для определения солесодержания, -влажности, зольности твердых, жидких и сыпучих материалов в химической, горно-металлургической и других отраслях промышленности.

Известны устройства для измерения проводимости материалов, использующие мостовую схему измерения 1 .

Однако в этих устройствах требуется выполнение трудоемких операций по раздельному уравновешиванию амплитуды и фазы выходного сигнала, что затрудняет их тарировку, усложняет эксплуатацию и использование таких устройств в системах автоматического управления. Мостовые устройства с автоматическим уравновешиванием весьма сложны и громоздки.

Известен также фазовый кондуктометр, содержащий генератор стабильной частоты, питающий измерительную цепь, состоящую из объекта измерения - активной проводимости, параллельно, которому подключен

конденсатор, причем емкость конденсатора значительно больше собственной емкости объекта измерения, последовательно с этой цепью включен удлиняющий конденсатор, а параллельно всей описанной выше цепи включена компенсирующая индуктивность, величина которой однозначно определяется емкостями конденсаторов изме10рительной цепи и рабочей частотой генератора стабильной частоты. В данном устройстве активная проводимость объекта измерения определяется по величине фазового сдвига

15 между векторами напряжения генератора стабильной частоты и полного тока измерительной , для этого в качестве выходного.измерительного прибора используется фазометр f2j,

20

Недостатками этого устройства являются сложность тарировки, недостаточная точность и повышенная трудоемкость измерений, которые явля25ются результатом использования нелинейной зависимости между измеряемой и регистрируемой величинами - активной проводимостью и углом сдвига фаз между векторами напряжения генератора стабильной частдты и полного

30

тока измерительной цепи, при этом измерение абсолютного ,ения угла сдвига фаз при помотди фазометра определяет два различных значения измеряемой активной проводимости, что требует дополнительного определения знака указанного угла.

Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение тарировки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения активных проводимостей, содержащее последовательно соединенные генератор стабильной частоты, измерительную цепь, состоящую из конденсатора, подключенного к ВХОДНЕЛМ клеммам устройства, и фазометр, введены измеритель тангенса угла потерь и дополнительный фазосдвигающий конденсатор, одна обкладка которого соединен с выходом генератора стабильной частоты, а другая - с другим входом фазометра, к выходу которого подключен измеритель тангенса угла потерь.

На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения активных проводимостей.

Устройство содержит генератор 1 стабильной частоты/ который питает измерительную 11.епь 2, состоящую из параллельно соединенных объекта измерения - активной проводимости 3 и конденсатора 4, емкость которого значительно больше собственной емкости объекта измерения, и дополнительного фазосдвигаквдего конденсатора 5. Конденсаторы 4 и 5 имеют минимальные значения тангенсов углов потерь. Сдвиг фаз ф между векторами полного тока измерительной цепи З и емкостного тока Sg измеряется при помощи фазометра б, к выходу которого подключен измеритель7 тангенса угла сдвига фаз.

Устройство работает следующим образом.

Б измерительную цепь 2 подается напряжение стабильной частоты т генератора 1 стабильной частоты, при этом токи 5 и З ) протекающие в измерительной цепи 2, оказываются сдвинутыми друг относительно друга по фазе на угол р . Тангенс этого угла, измеренный при помощи фазометра 6 и измерителя 7 тангенса, является функцией, линейной от значения активной проводимости (объекта 3 измерения) с коэффициентом пропорциональности К 1/wC, где W - круговая частота генератора стабильной частоты, С - емкость конденсатора 4.

Формула изобретения

Устройство для измерения активных проводимостей, содержащее последовательно соединенные генератор стабильной частоты, измерительную цепь, состоящую из конденсатора, подключенного к входным клеммам устройства-, и фазометр, отлич-ающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения тарировки, в него введены измеритель тангенса угла потерь и дополнительный фазосдвигающий конденсатор, одна обкладк которого соединена с выходом генератора стабильной частоты, а другая с другим входом фазометра, к выходу которого подключен измеритель тангенса угла потерь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лопатин Б.А. Кондуктометрия, 1964, с. 32.

2.Кричевский Е.С. и др.Фазовый кондуктометр. Записки Ленинградского горного института им. Плеханова Г.В., т. XVIII, ВЫП.1, 1975.