Устройство для измерения диэлектрических характеристик веществ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диэлектрических параметров жидких и твердых веществ, диэлектрические потери в которых моУут изменяться в широком диапазоне. Цель изобретения - повышение ов 83 Э- Еьля дом ие точности при измерении малых значений тангенсов угла потерь при одновременном расширении диапазона измеряемых величин . Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 двухполюсников связи, коммутаторы 3,6, блок 4 конденсаторов, блок 5 сменных индуктивностей, амплитудные детекторы 7, 11, блок 8 автоматической настройки измерительного контура в резонанс , блок 9 управления, выполненный на основе микроЭВМ, блок 10 измерения потерь , управляемый масштабный усилитель 12, преобразователь 13 емкость-частота. Выходная частота блока 10 не зависит от колебаний напряжения на выходе генератора 1, а является пропорциональной коэффициенту передачи измерительного преобразователя, образованного последовательно включенными двухполюсником 2 связи и измерительным контуром. 1 ил. сл с
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ф фю гп рл; < у I и .".:" л ,1гг ;,, х г t
° ° ) (21) 4628026/21 (22) 28,12.88 (46) 30.01,91. Бюл. N. 4 (72) Ю.В. Подгорный, А.А. Шах1 атов и Г.П. Глазырин (53) 621.317.3 (088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР
М 890271, кл. G 01 R 27/26, 1980.
Описание диэлькометра Ш2-5. TY 6-83
5К1.551.023 ТУ. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диэлектрических параметров жидких И твердых веществ, диэлектрические потери в которых мдгут изменяться в широком диапазоне. Цель иэобретения — повышение
„„Я „„1624359 А1 точности при измерении малых значений тангенсов угла потерь при одновременном расширении диапазона измеряемых величин. Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 двухполюсников связи, коммутаторы 3,6, блок 4 конденсаторов, блок 5 сменных индуктивностей, амплитудные детекторы 7, 11, блок 8 автоматической настройки измерительного контура B резонанс, блок 9 управления, выполненный на основе микроЭВМ, блок 10 измерения потерь, управляемый масштабный усилитель
12, преобразователь 13 емкость-частота.
Выходная частота блока 10 не зависит от колебаний напряжения на выходе генератора 1, а является пропорциональной коэффициенту передачи измерительного преобразователя, образованного последовательно включенными двухполюсником 2 связи и измерительным контуром. 1 ил.
1624359
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диэлектрических параметров жидких и твердых веществ, диэлектрические потери в которых могут изменяться в широких пределах.
Целью изобретения является повышение точности при измерении малых значений тангенса угла потерь при одновременном расширении диапазона измеряемых значений.
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измер»ния диэлектрических характеристик веществ.
Устройство для измерения диэлектрических характеристик веществ содержит задающий генератор 1, блок 2 двухполюсников связи, первый коммутатор
3, блок 4 конденсаторов и блок 5 сменных индуктивностей, связанный с блоком 4 конденсаторов через второй коммутатор 6, первый амплитудный детектор 7, вход которого соединен с вторым входом блока 4 конденсаторов, блок 8 автоматической настройки измерительного контура в резонанс, блок 9 управления, выполненный на основе микроЗВАЛ, блок 10измерения потерь, выполненный в виде преобразователя напряжение-частота, второй амплитудный детектор 11, связанный с выходом задающего генератора 1, управляемый масштабный усилитель 12, выход которого соединен с управляющим входом блока 10 измерения потерь, преобразователь 13 емкость-частота, включенный между блоком 9 управления и блоком 4 конденсаторов.
Блок 10 измерения потерь, выполненный в виде преобразователя напряжение— частота со сбалансированным зарядом и разрядом, содержит интегратор 14, генератор 15 тока разряда, переключатель 16 тока, пороговый детектор 17, включенный между выходом интегратора 14 и блоком 18 цифрового преобразователя, выход которго связа I с управляющим входом переключателя
16 тока.
Информационными входом L1 выходом блока 10 измерения потерь являются соответственно вход интегратора 14, соединенный с выходом первого амплитудного детектора 7, и выход блока 18 цифрового преобразования. Управляющим входом блока 10 является вход генератора 15 тока разряда, соединенный с выходом управляемого масш габного усилителя 12. 8ыход блока управления соединен с управляемыми входами коммута1оров 3 и 6, масштабного усилителя 12. Задающий генератор 1 связан
50 с блоками 4,5 через блок 2 двухполюсников связи и коммутаторы 3,6.
Устройство для измерения диэлектрических характеристик веществ работает следующим образом.
По сигналу блока 9 управления коммутаторами 3 и 6 к генератору 1 автоматически подключаются соответствующие заданной частоте и диапазону измерения тангенса угла потерь двухполюсник связи задающего генератора с измерительным контуром в блоке 2 и катушка индуктивности в блоке 5.
Далее блок 8 автоматически настраивает контур в резонанс, в результате изменение емкости датчика в блоке 4 конденсатооов компенсируется емкостью измерительного конделсатора. Блок 9 управления периодически подключает измерительный конденсатор к преобразователю 13 емкос ь-частота, выход которого связан с информационным Bxo" дом блока управления.
Инфорклация об измеряемых потерях в заполняющем емкостной датчик исследуемом веществе в виде коэффициента А передачи ptзмерительного преобразователя, образованно;о двухполюсником связи и измерительным контуром, преобразуется блоком 10 измерения потерь в частогу и поступает в блок управления для обработки.
Диэлектрическая проницаемость ис".ледуемого вещества вычисляется I;o отношению измеренных емкостей датчлка до заполнения Со и после Сх. Проводимость gx, эквивалентная потерям, в исследуемом веществе определяется по формуле
Я» =9»
fо х (i
fgx где fga u fgx частоты на выходе блока измерения потерь соответственно до заполнения датчика веществом и после, пропорциональные коэффицие, i-.àM передачи Ао и
Ах
Рассмотрим, каким образом в изобретении исключается влияние нестабильности напряжения на выходе генератора 1 на результат измерения диэлектрических потерь.
B преобразователях напряжение — частота со сбалансированным зарядом и разрядом выходная ° астота fg связана с входным преобразуемым напряжением U следущим соОтношением
0 = инт оп— .Я
fT или
fa = — .. fT, U (2)
Винт оп где 0 — входное измеряемое напряжение; (Е2-1359
Рь,(т — вход"?е !. QFIpnт!1вление инте; ратора 14;
I„I - Пк разряда, задаваемый г" 1ератором 15 тэка;
f, — ЧаСтата таК О ЛЭГО ПЕНЕ IaTOÐB, Генсратор 15 гока Ip(! фактически представляет источнлк напряжения с резистоРом 3=Е А, из (2,) и (3) пол уч м
f„x A R„„ И»3(<4)
Из(1) видно, что выxоftнэя ЧагтоTB бл0ьа
10 измерен 1Я потерь; с BBF,. сит От колебаний эмплитy f„ ы нэГ!ря> Р»IAГ» Е, э выxода
Г»: (1Р QBTopB 1, э Я L!:. - ()тс Я Г ро по»3 ци О и ел ь ной
»л
КОЗ<)фи!(ИЯНТУ Па;Р„B л» ЛЭМ (,»1Г(!} НОГО преобразовэте:,". )брзг .анно(о последоВЭТРльHI? Flêë Оченh if.1 ii де») л,c!;»» с »икÎм 2 связи и изм ритель,l f4 KI-нтуром. т.с прi ,--эстроанно.; в .аэонан о.. гура завис. только О. проводимссти О,, э(<»и:,nëeíTH0ë дизлек ричесхим погерям в исследуе(лсм вещества.
При в! (ходе иэ(;еряе 1ого знэч(.ия gx за выбранный диэ )ээсн олок< .1 управе н Я к(м(л1(таторэми 3 и G BF»TQ i -и "ски (3kлючэ- 40 ютсs двухполюсн!!к сг(яэи и кэгушкэ 5 индукгивнос)и, со(.1еегствующие (ребус(мому диапазон, измерени, проводлмо ти (а,) и обеспечивающие оптимэл (,i (ую; оч(!Ость измеренля дизлектоичас:OA и роницаемос. и (г ). 45 ! (ри задании PQÂ<»É частоты l13(1ÐpÿHëÿ i< иэмерителы ому контуру та<же автоматически подключаются соответствующие KBl ушка
ИндуКтИВНОСтИ И деухпоЛЮСНИК С:ЯЗИ.
Пои смене частоты и диапазонов измерения напря.кение на ее!хода генератора мож"-,. су(цественно изменятьсч. (- оп
Роп ! о..— »?)
В изобрсени. Q ка;естве исгочнлкэ о iop;10ro 1(апряже(-.ия исггсльэ,егся выхо, второго амплитудного дет кторэ " 1, вход ко)QQOFQ саед(нен с пыходом задаю,е(О генератора 1, т.е. Опорное нэпряженис рав о амп- 15
-(итуде Е на выходе генератор; 1 ((?о(1 — Е). учитывая, что напряже»-ис U на в; оде блока 10 изморения потерь связэчо (: (эпряжением на в.,i.c",p (еьерагс..!(i ":-ссотноц?ением ",(!
С целью сохранеь!»1Я масшт; бэ Ор-лбpBзования блоком 10 измерения потер!.. в иэобпетании соответствен! Q автоматически изменяегся коэффициент у=илания масштабно(о усилителя 12, включенного между выходом амплитудного детектора 11 и управл IOQ!I!f1 входом генератсрэ 15,ока.
g.oрму,.э изобретения стройство для измер -.нич диэлс.кт и4F cKII Y харак". р(ьсти ; веществ, соде тжэ цее ээдэюц((1!1 г 3ер,(Jp, выход которого поЛЕдо(11 "и, Н ) СПадИНЕН С бЛПКОМ дВуХПОлюс!3И <ов. первым коммутагооом, блоком хп ЛР;;, I- р; . f с; Bым а плиTудным деf(If. . t:, .(", " Г).: (Iама,?е(!Ия по твоь, Инт? Гр-(,ор: .".1;С(-С«»Г Ь м дЕтЕКторОМ б, IQKQf t I l(f»p(? 301 О I i p(» 00 3(? (3э; »э (! я и б 10
КОМ УПР:«: f Hi. 4, (,0, " Г(,ХО(3 П ) ."0 Г К;Пчиту," о(0;.I(.i!»i 3;0".. 1íан I ; t .лок
B(3 0f ".T 1 Ой H!(,IPО(1,; (1З,» ° it. Н, О конTyp.-: е ." -:. н, - .. c в Ор., л f.»> ..1 . бл(.ка кон; !Сато, ге, . тоl, é е(» <од (; зкэ KÎнден".BTQP0I3 соеД . IPH I<: ý: тоРой к )f1I 1У.этоР с б Оком сма !.:ы;", 1I3,!у<тиеностей, третий вь хор блока конд саторо:.::Сад()нен !ерез
F)0PQf)pB;OQэт(ль .. )к;.Ть,1010-.В с (3(op(xfл е Одо. блок,) п()гнг(лchi -:р(3ый .;."001 вы<оль! Г)л " и, 3вп .14 I; тf 0» ннQ
СОРEI .1(3Е! »- С, (, ». пjt " ii El < Д=! 1 II(!0(30
ГО v; вт<»(рг» !) K» "1 i и» 0()»)(3. перакл(()чатель
T0 В, (3x01: ..» и в G I, : !амера(»1Я FIQTI.DI, FI PQ»-, t,I » " »:,XQ r С Q(i(O СО»а;(И,»С! (»»»» ?; ) »!
ГРГ»аp;. T )(.0»< 1 „1BрЧ 1Л, 1Г) p,)ВЛ:.;(»((! 1 вход к );г )"! г эдинен с E)IQ!?t I ".;,Of блока !.и1. Pы=од которсгс <-,о;:дине" с входом,, тего(Ора, О т л и э "J щ е Р с я т"м, -!10, цал Io
П 0 (3 Ь (В Е Н И Я T (. Ч Н Г С Т И П Р И I 1 Е») Е Н -.1 И М Э
pt x зн, чен(1й тэнгансэ;-;(:) (!О(»)ь -;! и Одновременно(и расширен!.I1 диап;эона измаояемых э 3эчений, введен;,. по=ладоваTeal «С СГ)ад i - Н !»: в . . )QI1 1! I (li»1 у (3 Ь(й
КТор и мэс втэбнь(й ycvl »1((i I, г р.! ам
ВХСД ЗТО :. О Р Bf1Г:. ИТ»,,)НОГО»»;атак,)(?а CQC д(1нен с в. хсдом задаю((его ген(рэторэ, (3EixoB» ; с».лбного усилит-.i д: ц.н с
vr рэвл»F „,.;, xcg м гРН;?Т()».. Тока разряда э ) пl 0 . !ч(ощий вход f»(3 i! ITэ(»ного
У С И,", . Т ".." Я .. О (., I 1 i 1 F. i- С 1 P (! Ь И М Е I . i . C,", 0 (1 0 I 0 ка управле(.;1Л,
