Устройство для измерения влажности

 

О П И С А Н И Е 352205

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18.т .1970 (№ 1434305/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 21.IX.1972. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 16.Х.1972

М. Кл. G Oln 27/22

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 551.508.7(088.8) Авторы изобретения

Е. С. Кричевский, Р. М. Проскуряков и 1О. И. Фель

Ленинградский горный институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения влажности.

Известные устройства аналогичного назначения, содержащие емкостный датчик, подключенный к измерительной компенсационной схеме, выполненной в виде двух настроенных в унисон генераторов высокой частоты, подключенных через преобразователь к блоку сравнения, выход которого через усилитель связан с подстроечным конденсатором, установленным в колебательном контуре рабочего генератора, не обеспечивают достаточной точности измерения из-за отсутствия одновременной коррекции нуля и чувствительности.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Для достижения поставленной цели предлагаемое устройство снабжено каналами коррекции нуля и чувствительности, выполненными в виде преобразователя положения ротора подстроечного конденсатора в электрический сигнал, выход которого подключен через блок сравнения, ключи, управляемые логической схемой, и два усилителя к прпводам дополнительных подстроечных конденсаторов, один из которых установлен в колебательном контуре рабочего генератора, а другой включен последовательно с ротором основного подстроечного конденсатора.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит измерительную схему I, к которой через ключи 2, 8, 4 могут быть под5 ключены либо датчик 5 влагомера, либо эталон нуля б, либо эталон чувствительности 7.

Измерительная схема 1 соединена через преобразователь 8 с узлом сравнения 9, выход которого электрически связан с усилителем 10

10 и двигателем 11. Вал двигателя механически связан с ротором основного компенсационного конденсатора 12, который включается последовательно с дополнительным подстроечным конденсатором 18 в измерительную схе15 му. Ротор основного конденсатора 12 механически связан с датчиком 14положения ротора основного конденсатора 12. Датчик 14 через блок сравнения 15, имеющий две установки задания напряжения, подключаемые к бло20 ку с помощью ключей 1б, 17, электрически связан через ключи 18, 19 с усилителями 20, 21. Выход усилителя 20 подключен к двигателю 22, вал которого механически связан с ротором дополнительного подстроечного кон25 денсатора 18 переменной емкости, а выход усилителя 21 — к двигателю 23, вал которого механически связан с ротором второго дополнительного подстроечного конденсатора 24, включенного в измерительную схему.

30 В основу измерительной схемы заложен

352205

60 известный принцип сравнения частот рабочего и опорного генераторов. Идея этого метода измерения состоит в измерении разностпой частоты колебаний двух генераторов, величина которой в рассматриваемом случае определяется влажностью концентрата.

При работе влагометрической системы автоматически задаются три режима.

Режим 1 (замкнут ключ 2). На вход измерительной схемы подключен датчик 5, а главный измерительный контур, собранный по известной автокомпенсационной схеме, следит за изменением контролируемой влажности.

Поясним это более подробно.

Измеряемая величина С, которая обусловлена влажностью материала датчика, сравнивается с компенсирующей ее величиной С>, основного конденсатора 12. Разность (сигнал ошибки ЛС) поступает на измерительную схему 1, затем на преобразователь 8, где преобразуется в нужный электрический сигнал, а затем через элемент сравнения 9 и усилитель 10 подается на двигатель 11, управляющий компенсационным конденсатором 12.

Компенсационный конденсатор меняет С, в сторону уравновешивания измеряемой величины C,„.

В этом режиме роторы дополнительных конденсаторов 18 и 24 строго зафиксированы.

Режим II (замкнуты ключи 8, 4). На вход подключен эталон «нуля» влагосодержания

IIpo6bI. В 3ToiiI pe2KHiile раоотают два конту ра — основной контур и контур коррекции нуля.

Задача автоматической подстройки нуля системы сводится в данном случае к задаче автоматической подстройки частоты рабочего генератора по частоте гетеродина.

Особенностью системы автоподстройки частоты является необходимость фиксации настройки в период между очередными циклами подстройки.

Астатическая система автоматического регулирования с механически управляемым подстроечным конденсатором переменной емкости удовлетворяет этому условию.

Астатическая САР стабилизирует расстройку частоты ЛЕ, имеющую наперед заданный уровень и знак. Обоснование этому было приведено выше.

Датчиком системы автоматической коррекции нуля является преобразователь 8, преобразующий разностную частоту рабочего и опорного генераторов F в напряжение постоянного тока. При отключении ЛР от заданного (при уходе нуля прибора) на элементе сравнения 9 появляется напряжения AU (соответствующего уровня и полярности) . Сигнал усиливается усилителем 10, и двигатель перемещает ротор основного конденсатора 12 в положение, не соответствующее нулевому. .„5

4

Сигнал с датчика 14 сравнивается «а блоке сравнения 15 с установкой (l„ „ и через элементы 19, 21, 28 подстроечный конденсатор

24, включенный параллельно с датчиком, скомпенсирует дрейф нуля. После этого система измерения влажности перестраивается в следующий режим, например в режим III.

Коррекция чувствительности в этом режиме осуществляется по следующему тракту: 7, 4, 1, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15 (при замкнутом ключе 17), 18, 20, 22, 18, 1.

Сущность коррекции сводится к проверке показаний системы по некоторому эквиваленту влажности, выполненному в виде эталонной R — L — С = цепи в одной точке шкалы (для случая линейной градуировочной характеристики влагометра) или в нескольких ее точках (для случая, когда влагометр) имеет нелинейную градуировочную характеристику) .

Собственно коррекция чувствительности осуществляется путем изменения величины удельной емкости рабочего конденсатора, т. е. емкости, приходящейся на одно деление шкалы отсчетного устройства. Такое изменение осуществляется включением последовательно с основным конденсатором 12 дополнительного корректирующего конденсатора 18.

Все переключения в схеме выполняет логическое устройство, собранное на базе логических элементов серии «Логика Т». Это переключение может находиться в зависимости от характера дрейфа нуля или чувствительности или от заданной программы, выбранной в соответствии со статистическими замерами и наблюдениями за влагометрической системой в рабочих условиях.

Предмет изобретения

Устройство для измерения влажности, содержащее емкостный датчик, подключенный к измерительной компенсационной схеме, выполненной в виде двух настроенных в унисон генераторов высокой частоты, подключенных через преобразователь к блоку сравнения, выход которого через усилитель связан с подстроечным конденсатором, установленным в колебательном контуре рабочего генератора, отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено каналами коррекции нуля и чувствительности, выполненными в виде преобразователя положения ротора подстроечного конденсатора в электричекий сигнал, выход которого подключен через блок сравнения, ключи, управляемые логической схемой, и два усилителя к приводам дополнительных подстроечных конденсаторов, один из которых установлен в колебательном контуре рабочего генератора, а другой включен последовательно с ротором основного подстроечного конденсатора.

352205

К,р

Составитель Е. Блохина

Редактор Т. Ларина

Техред А. Камышникова

Корректор Т. Миронова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3520, 7 Изд. № 1452 Тираж 40G Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5