Автоматический электронный влагомер Советский патент 1980 года по МПК G01R27/26 G01N27/22 

Изобретение относится к технике и мерения влажности преимуцественно ве с переменной активной проводимостью и может быть использовано в любых отраслях народного хозяйства ДЛЯ контроля и измерения влажности различных материалов. Известен автоматический электронный влагомер, содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, генератор, модулятор, нульорган, КЛЮЧ и накопитель 1, Недостатки этого устрог ства ограниченная чувствительность и точность измерений, так как предельные значения этих параметров определяют ся величиной зоны нечувствительности нуль-органа. Известен также ав.томахичёский вла гомер, содержащий емкостной датчик, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, генератор высокой частоты, модулятор демодулятор, фазочувствительный электронный КЛЮЧ, накопитель,преобразователь частота-напряжение и измерительный прибор 2, Недостатками этого устройства так же ЯВЛЯЮТСЯ ограниченная чувствительность и точность измерений, так как предельные значения этих параметров определяются величиной зоны нечувствительности. Кроме того, в известных устройствах погрешность в измерения вносят искажения формы сигнала в измерительном тракте прибора Цель изобретения - повышение, чувствительности и точности измерений автоматических электронных влагомеров. Цель достигается тем, что в автоматический электронный влагомер,. содержащий емкостной первичный преобразователь, включенный в измерительный двухполюсник с модулируемыми параметрами, генератор, модулятор, демодулятор, фазочувствительный К.71ЮЧ, подключенный к выходу демодулятора, накопитель, преобразователь частота-напряжение и измерительный прибор, дополнительно введены два формирователя последовательностей коротких импульсов, второй фаэочувствительный КЛЮЧ, подключенный к выходу демодулятора, RS-триггер и интегрирующий блок, входы формирователей подключены к модулятору, выход первого формирователя подключен ко входу

первого Фазочувствительного ключа, R S :opoгo формирователя ко входу второго ключа, вьаходы фазочувствителных ключей подключены ко входам RSтриггера, выход которого подключен ко входу накопителя, а интегрирующий блок включен мзжду преобразователем частота-напряжение и измерительным прибором.

На чертеже представлена блок-схема автоматического электронного влагомера.

, Он содержит емкостный первичный преобразователь 1, включенный в измерительный двухполюсник 2 с модулируемыми параметрами, генератор 3, модулятор 4, демодулятор 5, два формирователя б и 7 последовательностей коротких импульсов, два фазочувствительных ключа 8 и 9, RS-триггер 10, накопитель 11, преобразователь частота-напряжение 12, интегрирующий блок 13 и измерительный прибор 14.

Устройство работает следующим образом. От генератора 3, частота которог регулируется напряжением, подаваемы от накопителя 11, напряжение высоко частоты подается на измерительный двухполюсник 2 с включенным в него емкостным первичным преобразователе Измерительный двухполюсник 2 представляет собой резонансный конт параметры которого моделируются путем подачи последовательности прямоугольных импульсов от модулятору 4 на блок варикопов, включенный в контур. Благодаря этому напряжение высокой частоты на измерительном двухполюснике оказывается модулированн{лм по амплитуде. Причем фаза модуляции зависит от знака рассогла сования частоты баланса измерительного двухполюсника 2 и частоты гене ратора 3, а глубина модуляции от ве личины этого рассогласования. равенстве указанных частот глубина амплитудной модуляг.ли равна нулю. Высокочастотный сигнал, снимаемы с измерительного двухполюсника 2, детектируется и усиливается в демодуляторе 5. Таким образом, частота сигнала на выходе демодулятора равн частоте модулятора 4, а его фаза и амплитуда зависят от фазы и глубины амплитудной модуляции высокочастотного сигнала на входе демодулятора 5. К выходу модулятора 4.подключены два формирователя 6 и 7 последоваIтельностей коротких импульсов. Они формируют две периодические последо вательности коротких импульсов с частотой модулятора 4. Эти последовательности смещены между собой по времени примерно на половину период повторения. Кроме того, первая последовательность смещена по времени

относительно передних, а вторая относительно задних фронтов импульсов модулятора 4 на величину переходного процесса в измерительном двухподюснике 2 и демодуляторе 5, - Последовательности коротких импульсов с формирователей 6 и 7 подаются на входы фазочувствительных ключей 8 и 9 соответственно. Другие входы фазочувствительных ключей 8

и 9 подключены к вьисоду демодулятора

5. Временное смещение импульсных последовательностей относительно фронтов импульсов модулятора исключает погрешность измерения за счет искажения формы сигнала в измерйтель5 ном двухполюснике и модуляторе.

В зависимости от фазы сигнала на выходе демодулятора 5, на выходе одного из фазочувствительных-ключей 8 и 9 появится импульсная последовате0льность. Благодаря чему RS-триггер 10, подключенный к выходам этих элементов, установится в определенное состояние. Напряжение на выходе накопителя 11, Подключенного к выходу триггера 10, после установки последнего изменяется таким образом, чтобы изменить частоту генератора 3 в сторону изменения знака ее рассогласования с частотой баланса измерительного двухполюсника 2, При этом глубина модуляции высокочастотного сигнала на измерительном двухполюснике 2 начинает уменьшаться, С умень шением глубины модуляции ниже зоны нечувствительности демодулятора 5 импульсная последовательность на выходе фазочувствительного ключа исчезает. Однако изменение напряжения на выходе накопителя 11 и, следова- тельно, частоты генератора 3 продолжается до тех пор, пока не изменится фаза модуляции напряжения на измерительном двухполюснике 2, а глубина модуляции вновь не превысит зоны нечувствительности модулятора 5. После этого на выходе демодулятора 5 появляется сигнал противоположной фазы, на выходе другого фазочувствитель-, ного ключа появляется импульсная последовательность, которая изменяет состояние триггера 10. Напряжение на выходе накопителя 11, следовательно, и частота генератора 3 начнет изменяться в противоположную сторону вплоть до нового изменения фазы сигнала на выходе демодулятора 5, Таким образом, в установившемся режиме осуществляется частотная.мрдуляция сигнала генератора 3. При этом девиация частоты определяется зсной нечувствительности демодуЛятора 5, а несущая частота равна частоте баланса измерительного двухполюсника 2. Частота модуляции сигнала генератора 3 определяется постоянной