устройство для измерения параметров диэлектриков
Классы МПК: | G01R27/26 для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных |
Автор(ы): | Савченко В.Е., Грибова Л.К. |
Патентообладатель(и): | Ивановский научно-исследовательский экспериментально- конструкторский машиностроительный институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-12-26 публикация патента:
10.03.1998 |
Изобретение относится к измерительной технике, в частности, может быть использовано для измерения диэлектрических характеристик веществ с помощью емкостного или индуктивного датчика. Цель изобретения - повышение точности измерения и быстродействия. Устройство для измерения параметров диэлектриков содержит измерительную цепочку из вакуумного кварцевого резонатора и диэлектрического датчика, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом преобразователя сопротивления в электрической сигнал, второй вывод которого соединен с первым выводом вакуумного кварцевого резонатора. Новым является то, что в устройство введен элемент реактивного сопротивления, выполненный в виде переменных конденсатора или катушки индуктивности с возможностью образования совместно с диэлектрическим датчиком последовательного колебательного контура, настроенного на частоту последовательного резонанса вакуумного кварцевого резонатора, второй вывод которого через элемент реактивного сопротивления соединен с вторым выводом диэлектрического датчика. Введен дополнительный элемент реактивного сопротивления, подключенный к последовательному колебательному контуру с возможностью его расстройки от резонансной частоты вакуумного кварцевого резонатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Устройство для измерения параметров диэлектриков, содержащее измерительную цепочку из вакуумного кварцевого резонатора и диэлектрического датчика, первый выход которого соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом преобразователя сопротивления в электрический сигнал, второй вывод которого соединен с первым выводом вакуумного кварцевого резонатора, отличающееся тем, что в него введен элемент реактивного сопротивления, выполненный в виде переменных конденсатора или катушки индуктивности с возможностью образования совместно с диэлектрическим датчиком последовательного колебательного контура, настроенного на частоту последовательного резонанса вакуумного кварцевого резонатора, второй вывод которого через элемент реактивного сопротивления соединен с вторым выводом диэлектрического датчика. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен дополнительный элемент реактивного сопротивления, подключенный к последовательному колебательному контуру с возможностью расстройки колебательного контура от резонансной частоты вакуумного кварцевого резонатора.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике. Известно устройство для измерения параметров диэлектриков [1], в котором содержится измерительная цепочка из вакуумного кварцевого резонатора с последовательно включенным диэлектрическим датчиком, причем заземленный вывод датчика и вывод резонатора подключен к заземленному и потенциальному преобразователю эквивалентного активного сопротивления резонатора в электрический сигнал. Недостатком устройства является зависимость чувствительности и точности измерения от параметров диэлектрического датчика. Так, например, с увеличением емкости датчика чувствительность устройства резко снижается, понижая точность применения, и при определенных параметрах диэлектрического датчика применение устройства не представляется возможным. Целью изобретения является повышение точности измерения благодаря повышению чувствительности устройства вне зависимости от параметров диэлектрического датчика, а также повышение быстродействия. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для измерения параметров диэлектриков содержит измерительную цепочку из вакуумного кварцевого резонатора 1 и диэлектрического датчика 2, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом преобразователя сопротивления в электрический сигнал 3, второй вывод которого соединен с первым выводом вакуумного кварцевого резонатора 1. В измерительную цепочку введен элемент реактивного сопротивления, выполненный в виде переменных конденсатора 4 или катушки индуктивности 5, образующие с диэлектрическим датчиком 2 последовательный колебательный контур 6, настроенный на частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора 1, второй вывод которого через элемент реактивного сопротивления 4 и 5 соединен с вторым выводом диэлектрического датчика 2. В измерительную цепочку введен дополнительный элемент реактивного сопротивления 7, подключенный последовательно к колебательному контакту 6 с помощью переключателя 8 для небольшой расстройки колебательного контура от частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора. Преобразователь сопротивления содержит указатель 9. Устройство работает следующим образом. Колебательный контур 6 настраивается на частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора 1 с помощью переменных конденсатора 4 или катушки индуктивности 5 путем нахождения минимума показаний указателя 9. При изменении контролируемого параметра, воздействующего на диэлектрический датчик 2, изменяется общее сопротивление измерительной цепочки в соответствии с выражениемгде
Rо - общее электрическое сопротивление колебательного контура;
R - активная составляющая комплексного сопротивления контура;
- круговая частота последовательного резонанса кварцевого резонатора;
L, C - индуктивность и емкость колебательного контура;
Rg - эквивалентное активное сопротивление кварцевого резонатора, которое преобразуется преобразователем сопротивления 3 в электрический сигнал, который фиксируется указателем 9. Шкала указателя может быть отградуирована в единицах контролируемой величины (влажности, концентрации, уровня и т.д.). Для повышения чувствительности устройства после настройки колебательного контура на частоту последовательного резонанса с помощью переключателя 8 к колебательному контуру 6 подключается дополнительный элемент реактивного сопротивления 7 для обеспечения небольшой расстройки частоты контура 2 от резонансной частоты кварцевого резонатора 1, где чувствительность к изменению параметров колебательного контура максимальна, а характеристика преобразования устройства линейна.
Класс G01R27/26 для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных