лений Z;o/Zx; чем больше это отношение, тем ниже чувствительность.

Зависимость отношения модулей

2„ С

2« -Со

от отношения емкостей CJCq изображена графически на рис. 3-3,6; значения tgSx=0,l и tg6x=l те же, что и на графиках рис. 3-3,а. Отношение модулей 2о/2зс изменяется линейно с Сзс/Со. При малых igbx коэффициент пропорциональности близок к 1. При наличии больших потерь в материале (кривые tgSjc=l на рис. 3-3,а и б)

0,8 0,6 0,1

о,г О

Рис. 3-3. Зависимости от отношения ClCf емкостей датчика и последовательного конденсатора. а - отношения тангенсов углов потерь tg 6g/tg б; б - отношения модулей полных сопротивлений /1

включение последовательной емкости вызывает относительно большее уменьшение результирующего tgS цепи, чем при малых потерях; однако оно сопровождается и большей потерей чувствительности.

Зная параметры датчика (С и tg6x), можно на основании графиков на рис. 3-3 подобрать оптимальную величину Со, обеспечивающую значительное уменьшение измеряемого угла потерь при допустимом снижении чувствительности.

Значительно реже емкостных применяются индуктивные датчики, представляющие собой катушку ин-

дуктивности, в электромагнитном поле которой находится исследуемый материал.

Индуктивные датчики могут иметь различные конструктивные формы, например цилиндрической катушки, витки которой намотаны на внешнюю поверхность трубки из твердого диэлектрика. Исследуемый материал заполняет внутреннюю полость или внешнее пространство трубки либо непрерывно протекает через нее.

Одной из распространенных форм индуктивного датчика является плоская спиральная многовитковая катушка, закрепленная на одной плоскости диска из твердого диэлектрика или запрессованная в такой диск. (При измерениях поверхность изоляционной оболочки соприкасается с поверхностью исследуемого материала.

Можно предложить различные схемы замещения индуктивного датчика. Показанная иа рис. 3-4,а схема аналогична схеме замещения без-» электродного емкостного датчика; вместо емкостей в нее входят индуктивности. Индуктивность Li - это индуктивность самой катушки, а сопротивление R соответствует потерям в исследуемом материале. Недостатком приведенной схемы замещения является то обстоятельство, что она не учитывает собственной емкости катушки и ее изменений с влажностью материала. Эта схема, следовательно, лучше всего применима к материалам с высокой проводимостью при измерениях на относительно низких частотах. Схема замещения катушки в воздухе должна содержать собственную емкость, а также сопротивление потерь, соответствующее сумме потерь в катушке. Собственная резонанс- ная частота катушки определяется всеми тремя составляющими ее полного сопротивления. Влияние емкостной и активной составляющих различно на разных частотах.

В измерительных схемах влагомеров, работающих при частотах ие выше Ю-0,5-10 гц, индуктивный датчик представляет собой цепь с сосредоточенными параметрами L, С, R. Можно допустить, что параметр / :е 64

Рис. 3-4. Схемы замещения индуктивного датчика влажности.

изменяется при замене воздуха влажным материалом; однако параметры С и R сильно изменяются в зависимости от е и Y материала; именно эта изменения используются для измерения влажности. В связи с этим можно предложить схему замещения (рис. 3-4,6), в которой Li и Ri характеризуют индуктивность и проводимость датчика без материала, а параметры вторичного контура Rz и Сг - диэлектрические потери в материале и емкость датчика с материалом. Взаимная индуктивность М соответствует связи между катушкой и материалом.

Если связь индуктивного датчика с исследуемым материалом постоянна, можно применить простую схему замещения, аналогичную параллельной схеме емкостного датчика. В этой схеме (рис. 3-4,е) L обозначает индуктивность катушки, г - ее сопротивление, С--собственную емкость катушки с материалом, G - активную проводимость, соответствующую диэлектрическим потерям в датчике с материалом.

Из рассмотренных схем замещения вытекает, что выходная величина индуктивного датчика является функци-. ей его емкости и активной .проводимости, а следовательно, и обоих удельных параметров материала е и tgS. Характеристики влагомеров с индуктивным датчиком весьма близки к характеристикам влагомера с емкостным датчиком. Для датчиков обоих типов применяются одинаковые измерительные схемы. В некоторых случаях (например, при измерениях влажности движущихся материалов) индуктивный датчик позволяет получить более удобное конструктивное решение, чем емкостный.

3-2. ПОДАВЛЕНИЕ ВОЗМУЩАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИИ В ДАТЧИКАХ ВЛАГОМЕРОВ

Способы минимизации влияния помех, рассматриваемые в настоящем параграфе, относятся к влагомерам пе только электрическим, но и другпх типов Задача наилучшего выделения полезного сигнала па фоне шумов в ччсти, касающейся датчика влагомера, сводится к подавлению возмущений z и к. По способу оценки вносимой погрешности влияющие воздействия целесообразно разде-лить,ла:

а) «неучитываемые» (колебания химического состава, распределения влаги и т. п.), определение которых в процессе измерения влажности нецелесообразно из-за малости вносимой погрешности или слишком сложно. Влияние некоторых факторов МОЖНО ограничить на стадии предварительного проектироеанйя;