Автогенераторный измеритель электропроводности слабопроводящих сред Советский патент 1982 года по МПК G01R27/22 

сопротивления датчика зависит от из менения его реактивного сопротивления, что увеличивает погрешность из мерений. Цель изобретения - повышение точ ности измерения автогенераторных из мерителей электропроводности слабопроводящих сред. Поставленная цель достигается те что в автогенераторный измеритель электропроводности слабопроводящих сред,содержащий двухконтурный генератор на л - диоде с последовательным питанием и с параметрическим вихретоковым преобразователем во втором контуре, двухполюсник, состоящий из двух параллельно и встреч но включенных диодных цепочек, подключенный одим полюсом к - диоду, два амплитудных детектора,выходы ко торых соединены с входами блока деления, подключённого к регистрирующе му прибору, введены третий параллельный колебательный контур с-пара метрическим вихретоковым преобразо вателем, управляемый резистор, три фильтра,и третий амплитудный детект причем третий контур включен между гим плюсом двухполюсника и первым контуром, первый фильтр соединен с входом первого амплитудного детекто ра и с одним из выводов третьего ко тура, второй фильтр соединен с входом второго амплитудного детектора, с другим полюсом двухполюсника, с другим выводом третьего параллельно го колебательного контура, .с входом третьего фильтра, выход которого че рез третий амплитудный детектор соединен с упрагвляющим электродом управляемого резистора, подключенного параллельно первому контуру. На чертеже приведена функциональная электрическая схема измепителя. Измеритель содержит - диод/состоящий из полевых транзисторов 1 и 2 с противоположными проводимостями двухполюсник, состоящий из двух параллельно и встречно включенных диод ных цепочек 3 и 4, параллельный колебательный контур, состоящий из конденсатора 5 и параметрического вихретокового преобразователя 6; сие тему из двух связанных контуров,состоящую из конденсаторов 7-9, катушки индуктивности 10 и параметрического вихретокового преобразователя 11; управляемый резистор 12, тр фильтра 13-15; три амлитудных детектора 16-18; блок деления 19 и регистрирующий прибор 20. Истоки транзисторов 1 с п-каналом и 2 с р-каналом соединены между собой, затвор транзистора 1 подключен к стоку транзистора 2 и к общей пине устройства. Затвортранзистора 2 подключен к стоку транзистора 1 и к первому попюсу двухполюсника, состоящего из параллельно и встречно включенных диодных цепочек 3 и 4. Ко второму полюсу двухполюсника подключен третий колебательный контур, содержащий конденсатор 5 и параметрический вихретоковый преобразователь 6. Первый контур, содержащий конденсатор 7 и катушку индуктивности 10 включен между третьим контуром и положительным зажимом источника питания. Второй контур, состоящий из конденсатора 9 и параметрического вихретокового преобразователя 11, конструктивно объединенного с параметрическим вихретоковым преобразователем 6, связан через конденсатор 8 с первым , контуром. Управляемый резистор 12 параллельно подключен к первому контуру. Входы Фильтров 13 и 15 подключены к точке соединения третьего контура и двухполюсника. Вход фильтра 14 подключен к первому и третьему контурам. Выходы фильтров 131Ь подключены к входам амплитудных детекторов 16-18 соответственно.Управляющий электрод управляемого резистора 12 подключен к выходу амплитудного детектора 18. Первый и второй входы блока деления 19 подключены соответственно к выходам амплитудных детекторов 1Ь и 17, а выход блока деления.19 подключен к входу регистрирующего прибора 20. Измеритель работает следующим образом. Автогенератор, содержащий в качестве нелинейного элемента Л-диод, последовательно соединеный с двухполюсником, из диодных цепочек 3 и 4 генерирует одновременно два колебания на близких частотах f-i и t.. Количество последовательно соединенных диодов в цепочках j и 4 выбирается таким, чтобы обеспечить баланс амплитуд автогенератора. Параметрические вихретоковые преобразователи 6 и 11 конструктивно объединены так, что оба параметрических вихретоковых преобразователя 6 и 11 контролируют один и тот же объем образца, а связь между ними мала. Это достигается, например, тем,что параметрические вихретоковые преобразователи. 6 и 11 выполнены на двух П-образных магнитопроводах, расположенных перпендикулярно друг другу так, что их торцы образуют вершины квадрата. При внесение в поле параметрических вихретоковых преобразователей 6 и 11 слабопроводящей среды, активные и реактивные составляющие их сопротивлений изменяются, причем активные сопротивлений увеличиваются приблизительно на одну и ту же величину Rgviie),a реактивные - уменьшаются на , гдеЧ4н э)и Xgy(5)внесенные сопротивления, d - электропроводность образца. Изменение амплитуды гармонического напряжения на первом колебательном контуре в широком диапаз.оне изменения б , пропорционально величине XgH(.6) и не зависит от (.6) .

Амплитудный сигнал, снимается с третьего контура, при внесении в поле параметрического вихретокового преобразователя 6, слабопроводящей среды практически определяется величиной Rgn(6)

После амплитудных детекторов 16 и 17 аналоговые сигналы, пропорциональные, соответственно, X аи ( () и

Вн

«5; поступают на блок деления

ей

19 выходное напряжение которого, пропорциональное отношению RftM (б), Xg(6) , поступает на регистрирующий прибор 2 Учитывая, что линия отвода параметрических вихретоковых преобразователей 6 и 10 близки к прямым, то при изменении зазора между параметрическим вихретоковым преобразователем и образцом величина (З)--НМ изменится незначительно. ъя(б1

Следует отметить также, что вследствие измерения не фазового угла ) , а его тангенса ) , чувствительность высока, так как при Ч (G), to;ч б 6 и соответственно этому малые изменения о приводят к значительным изменениям величины ) .

Проведенные эксперименты показали что при изменении реактивного сопротивления Х,внесенного в первый контур, в пределах 1,3-2,3 кОм, величина напряжения на выходе амплитудного детектора 17 изменяется в 6 раз, при этом напряжение на выходе амплитудного детектора 16 практически неизменно. Частоты f-, и fn близки по величине f)a 1,5-111 и при изменении величины Х в указанных пределах изменяются незначительно - не более,чем на 1-2% относительно среднего значения.

При изменении эквивалентного сопротивления R э третьего контура в пределах 10-60 кОм напряжение на выходе амплитудного детектора 16 изменяется примерно в 1,5-2 раза. Однако при этом в 1,2-1,Ь раза изменяется напряжение, генерируемое на частоте fQ, что является помехой.

С целью уменьшения влияния изменения Rj третьего контура на сигнал амплитудного детектора 1/ первый контур зашунтирован управляемым резистором 12.

При изменении К.ч третьего контура изменяется амплитуда напряжения,генерируемого на частоте f. Соответственно этому изменяется.напряжение на управляющем электроде управляемого резистора 12. Этот привод к изменению степени шунтирования первого контура, что компенсирует цзс менение его добротности за счет влияния ЕЭ третьего контура.

Таким образом, экспериментально подтверждено, что сигналы, снимаемые с амплитудных детекторов i6 и 17 и Пропорциональные соответственно

(,6) и Хвк1б) t практически не влияют друг на друга,-что одновременно с исключением влияния междуэлектродн-ых емкостей транзистора одноконтурного -автогенератора повышает точность

5

измерений по сравнению с известным.

Формула изобретения

Автогенераторный измеритель электропроводности слабопроводящих сред, содержащий двухконтурный автогенератор на л-диоде с последовательным питанием и с параметрическим вихретоковым преобразователем во втором контуре, двухполюсника, состоящий из двух параллельно и встречно включенных диодных цепочек, подключенный одним полюсом к Л-диоду, два амплитудных детектора, выходы которых соединены с входами блока деления, подключенного к регистрирующему прибору, отличающийся тем, что,с целью повышения точности измерения,

в него введены третий параллельный колебательный контур с параметрическим вихретоковым преобразователем, управляемый резистор, три фильтра,и третий амплитудный детектор, причем третий контур включен между другим

полюсом двухполюсника, и первым контуром, первый фильтр соединен с входом первого амплитудного детектора и с одним из выводов третьего контура, второй фильтр соединен с входом второго амплитудного детектора,- с другим полюсом двухполюсника и с другим выводом третьего параллельного колебательного контура, с входом третьего фильтра, выход которого чеРбз третий амплитудный детектор соеинен с управляющим электродом управляемого резистора, подключенного параллельно первому контуру.

Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 497537, кл. G 01 N 33/00 18.04.73

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2727855,кл.С 01 N 27/22,

1979 (прототип).

10