Главная страница  Измерения влажности 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [ 36 ] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

в качестве термокомпенсатора, кроме устройств, рассмотренных в § 3-2, можно использовать также варика-пы. Управляющее напряжение варикапа получают на выходе измерительной схемы (мостовой, дифференциальной и т. п.), в которую входит датчик температуры - малоинерционный TCpMOMCiip сопротивления или чаще миниатюрный термистор, установленные в датчике влагомера.

2. Введением выходной - величины (напряжения, силы тока) измерительной цепи температурного датчика в измерительную схему влагомера - обычно на ее выход. Этот способ применим не только в резонансных, но также в мостовых и любых других схемах диэлькометрических влагомеров.

3. В схемах, основанных на принципе сравнения, использованием двух датчиков, из которых один служит датчиком влажности, а второй - опорный - термокомпенсатором.

Опорный датчик заполнен материалом с ir=const (например, W=0), имеющим температурный коэффициент, близкий по величине к коэффициенту контролируемого материала. Конструкция датчика должна обеспечивать хорошую термическую связь опорного датчика с объектом измерения, например его омывание потоком материала. Практически такое решение нашло применение во влагомерах для жидкостей (нефтепродуктов) с проточным датчиком.

Общие требования к схемам температурной компенсации заключаются в возможности независимой настройки ее параметров: а) диапазона температурной компенсации; б) величины температурной поправки, которая может изменяться в зависимости от исследуемого материала и значения температуры; значительно реже учитывают ее зависимость от влажности. В большинстве случаев осуществляется простейший - линейный -закон термокомпенсации и предусматривается лишь возможность изменения (вручную) значения температурной поправки.

В схемах с уравновешиванием отсчетньш органом часто служит измерительный (переменный) конденсатор и характер градуцровки шкалы в процентах влажности определяется формой зависимостей эффективной емкости датчика от влажности материала Cx{W) .и измеритель-




ного конденсатора от угла поворота его подвижной части (ротора).

Резонансные измерительные схемы. Точность их определяется главным образом точностью настройки в резонанс, устойчивостью частоты генератора высокой частоты в течение времени измерения и чувствительностью указателя резонанса. При условии правильного построения и надлежащего выполнения (качество деталей и монтажа) резонансные схемы позволяют

осуществлять чрезвычайно простые и надежные влагомеры, отличающиеся в то же время точностью и чувствительностью измерительной части.

В схемах (на принци-Рис. 4-5. Схема измерения мето- пе замещения и др.), где дом резонанса и замещения. в качестве отсчетного органа или образцовых элементов для настройки схемы используются конденсаторы, дополнительным источником погрешностей могут служить измерительный и образцовые конденсаторы. Измерительный конденсатор должен иметь правильную конструкцию и тщательное выполнение. Образцовые и измерительные конденсаторы должны иметь минимальный температурный коэффициент, а также минимальные и постоянные потери при рабочей частоте.

Простейшей является схема измерения методом резонанса и замещения в колебательном контуре (рис. 4-5). Генератор Г высокой частоты индуктивно связан с колебательным контуром, содержащим индуктивность L и параллельно включенные переменный конденсатор Сп и датчик (Сзс, Rx)- Контур настраивается в резонанс с частотой генератора с помощью переменного конденсатора. Резонанс можно определить:

а) по максимуму силы тока / в неразветвленной части контура, измеряемой с помощью амперметра А; -

б) по максимуму напряжения Ux на конденсаторе, измеряемого ламповым вольтметром V.

Рассмотрим основные зависимости в обоих случаях, исходя из упрощающих предположений, что напряжение генератора имеет постоянные амплитуду и частоту, т. е. не зависит от параметров контура, и что активное сопротивление индуктивной катушки ничтожно по сравнению



с ее индуктивным сопротивлением {Rl=0). Примем следующие обозначения:

Е - э. д. с, действующая в контуре; С=Сх-\-Сл - суммарная емкость контура; oo=llVLC - угловая частота колебаний при отсутствии потерь в контуре; Со - емкость, соответствующая резонансу в тех же условиях.

а) Определение резонанса по максимуму силы тока. Легко доказать, что в этом случае

При наличии потерь в датчике максимум силы тока в контуре достигается, следовательно, при значениях емкости, больших, чем при отсутствии потерь, а емкость, соответствующая резонансу, возрастает с ростом потерь в датчике. При этом максимум резонансных кривых становится расплывчатым; определение резонанса становится неточным. Рассмотренная схема применялась лишь в первых влагомерах для измерения невысокой влажности материала без электролитических примесей.

б) Определение резонанса по максимуму напряжения на конденсаторе. Напряжение на датчике, измеряемое вольтмет1ром, равно:

со/. • (4-3)

(i-:<o=LC)+/ ,

Условием резонанса является:

cD=l/]/"IC или С = С„.

Емкость, соответствующая резонансу, не зависит, следовательно, от потерь в контуре и равна емкости, соответствующей резонансу при отсутствии потерь. Резонансная частота также равна частоте соо контура без потерь. На этом основано суждение некоторых исследователей о том, что способ измерения напряжения на конденсаторе в параллельном контуре свободенот влияния потерь в датчике; такое мнение неправильно. Как видно из (4-3), напряжение на контуре зависит от величины Rx-Как и при определении резонанса по максимуму тока, повышением влажности не только понижается максимальное значение U, но резонансная кривая становится более широкой, и ее максимум - более пологим, в связи 8-1507 "3




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [ 36 ] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

0.0163