Параметрический преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал по активной составляющей сопротивления индуктивного датчика

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1193591 (51) 4 С О1 R 17/10

"- .\

Вс

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И ОТКРЫТИЙ (21) 3736877/24 — 21 (22) 04. 05. 84 (46) 23. 11. 85. Бюл. № 43 (72) В.Е.Савченко и Л.К.Грибова (53) 621. 317. 733 (088. 8) (56) Арш Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений. M.; Машиностроение, 1979, с. 26-27.

Беленький Л.И. и др. Автоматический контроль и регулирование технологических процессов отделочного производства. M.: Легкая индустрия, 1978, с. 177.

Авторское свидетельство СССР № 256854, кл. G 01 R 29/02, 1967. (54) (57) 1. ПАРАМЕТРИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ ПО АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНДУКТИВНОГО ДАТЧИКА, содержащий измерительный мост, ветвь отношения которого сос-. тоит из активных постоянных.резисторов, выход измерительного моста соединен через последовательно соединенные усилитель и фаэоинвертор с его же входом, выход усилителя соединен с входом детектора, а выход детектора. — с входом указателя и управляющим входом компенсационного элемента, включенным в измерительное плечо измерительного моста последовательно с кварцевым резонатором, плечо сравнения измерительного моста содержит параллельно соединенные переменный резистор и конденсатор, один из общих выводов которых сое-. динен с общей шиной„ о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в измерительное плечо измерительного моста введен индуктивный датчик, один вывод которого соединен с вторым выводом кварцевого резонатора, а второй вывод — с общей шиной.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что кварцевый резонатор выполнен вакуумным.

Т

R

2. 2 1 7

1 i ХР Rl

I где RÑ, С вЂ” эквивалентное электрик ческое сопротивление и статическая емкость кварцевого резонатора; — индуктивность датчика, — активное сопротивление провода индуктивного датчика; — сопротивление потерь или активная составляющая сопротивления ин. дуктивного датчика;

ы — круговая частота электрического тока.

1 ,Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть применено для контроля неэлект. рических величин, воздействующих на индуктивный датчик.

Цель изобретения — повьпление .точности преобразования неэлектрических величин за счет исключения влияния побочных меешающих факторов на кварцевый резонатор и компенсации реактивной составляющей комплексного сопротивления индуктивного датчика, Применение вакуумного кварцевого резонатора исключает воздействие на кварцевую пластину внешних факторов, чем гарантируется стабильность и точность работы устройства. Последовательное включение вакуумного.

1 кварцевого резонатора и иицуктивного датчика, контактирующего с . контролируемой неэлектрической величиной, позволяет контролировать ее изменения, При этом благодаря автоматической настройке системы в резонанс компенсируются реактивные составляющие комплексного сопротивления измерительного плеча измерительного моста и обеспечивается тем самым его минимальное сопротивление, что позволяет использовать для преобразования изменений сопротивления цепи кварцевый резонаториндуктивный датчик низкоомный изме-. рительный мост, который мало чувстрителен к посторонним помехам и обпадает высокой чувствительностью и стабильностью.

Действительная часть импеданса цепи кварцевый резонатор — индуктивный датчик определяется выражением

1193591

Ф

20

2

Из выражения (1) следует, что из. менение активной составляющей сопротивления индуктивного датчика R при воздействии на него неэлектрической величины изменяет активное сопротивление цепи кварцевый резонатор — индуктивный датчик R, которое нреобразуется самобалансирующейся мостовой схемой в электрический сигнал.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный мост 1, включающий резисторы 24, конденсатор 5, в измерительное плечо моста входят кварцевый резонатор б, индуктивный датчик 7, компенсационный элемент 8. Выход моста соединен с усилителем 9, два выхода которого соединены с входами фазоинвертора 10 и входами детек тора 11, два выхода фазоинвертора соединены с входом измерительногомоста, два выхода детектора соединены с указателем 12 и с компенсационным элементом.

Устройство работает следующим образом, При разбалансе моста 1 возникает автогенерация. Режим и амплитуда автоколебаний поддерживаются автоматически постоянными за счет подачи на компенсационный элемент 8 выходного напряжения усилителя 9, продетектированного детектором 11. При воз, действии; на индуктивный датчик 7 изменяющейся неэлектрической величины, например концентрации раствора соли, изменяются активная и реактивная составляющие комплексного сопротлвления индуктивного датчика.

Реактивная составляющая комплексного сопротивления индуктивного дат чика компенсируется кварцевым резонатором 6. Изменение активной составляющей сопротивления индуктивного датчика 7 приводит к изменению активной составляющей комплексного сопротивления цепи кварцевый резонатор— индуктивный датчик. При этом соответственно меняется напряжение разбаланса измерительного моста 1, что вызывает изменение напряжения на входе указателя и на компенсационном элементе, полное сопротивление которого меняется пропорционально величине подаваемого с детектора 11 постоянного напряжения таким образом, чтобы разбаланс моста восстановился, обеспечивая тем самым постоянную

1193591 преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал за счет уменьшения влияния побочных факторов и за счет применения для преобразования низкоомной мостовой схемы.

Составитель В.Семен ук

Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Редактор А. Шандор

Заказ 7311/48 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

1f3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 3/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул Проектная, 4 амплитуду колебаний и стабильность работы усилителя 9. Величина постоян ного напряжения, подаваемого с выхода детектора 11 для восстановления разбаланса измерительного .моста 1, регистрируется указателем 12, имеющим шкалу в единицах неэлектрической величины, например концентрации раствора или влажности диэлектрических материалов. 10

Применение предлагаемого устройства позволит повысить. точность

Устройство можно, например, использовать в измерителе влажности ткани при ее влажностных обработках для коррекции показаний прибора по электропроводности технологических растворов.