с чем понижается острота настройки в резонанс, а следовательно, и точность измерения.

Для диэлькометрических измерений влажности важно то, что резонансное напряжение параллельного контура и резонансный ток последовательного контура несут информацию о величине активных потерь в датчике. Напряжение на параллельном контуре с пустым датчиком в момент резонанса равно:

г7о= Ск,

где / - сила тока в неразветвленной части контура; Gk- активная проводимость контура.

Если вследствие введения в датчик влажного материала проводимость контура увеличится на ДО, то новое значение резонансного напряжения будет (при постоянной силе тока /):

откуда

AG=J!G„. . (4-4)

Аналогично для последовательного контура имеем (при f7=const):

Ar = , (4-5)

где Дг - приращение последовательного сопротивления г контура; /о, /-резонансный ток контура с пустым и заполненным датчиком.

Одной из разновидностей рассмотренного метода является способ «половины резонансной кривой». По этому способу для отсчета используется не максимум резонансной кривой, а наиболее крутой участок одной из ветвей этой кривой. Параметры колебательного контура выбираются таким образом, чтобы его резонансная частота несколько отличалась от частоты генератора, а изменения силы тока или напряжения в контуре, соответствующие пределам измерения, находились на крутом участке резонансной кривой. Выходной величиной схемы является сила тока или, чаще всего, напряжение. При измерениях влажности емкостным датчиком вследствие наличия потерь в материале рабочая точка перемещается не по одной, а по разным резонансным кривым, соответствую-114

щим различным величинам диэлектрических потерь в датчике.

Выходная величина является функцией обеих составляющих полного сопротивления датчика. Измерение основано на принципе прямого преобразования, и так как амплитуды напряжения или тока в контуре зависят от напряжения питания, необходимо стабилизировать величину этого напряжения. Для уменьшения влияния колебаний напряжения питания и получения более равномерной шкалы влагомера в электронном вольтметре, измеряющем нацряжение на контуре, применяются отрицательная обратная связь, автоматическое сеточное смещение и другие известные способы.

Схемы, основанные на способе «половины резонансной кривой», широко применялись в автоматических и неавтоматических влагомерах.

Из резонансных измерительных схем, основанных на принципах частотной модуляции, наиболее просты схемы, в которых выходной величиной служат постоянная составляющая анодного (/а) или сеточного (/с) тока автогенератора; известно, что увеличению /а соответствует уменьшение /с. Датчик входит в колебательный контур в анодной или сеточной цепи или в контур, связанный с ним электрической или магнитной (чаще всго индуктивной) связью.

Изменение параметров материала (е и tg6) влечет за собой изменение эквивалентного сопротивления Zg колебательного контура. Если генератор работает в перенапряженном или близком к нему режиме, характеризующемся большим сеточным током, изменения Zg влекут за собой значительные изменения анодного и сеточного токов, являющиеся функцией полного сопротивления датчика. Схемы этого типа обладают невысокой точностью, так как изменения напряжения питания и характеристик ламп, входящих в схему автогенератора, вызывают прямые ошибки измерения. Однако благодаря своей простоте (возможность реализации с помощью одной лампы) они находят применение в лабораторных и особенно переносных приборах, например в малогабаритном влагомере для зерна (рис. 4-6) 1Л. 4-9].

Датчик Сх включен в колебательный контур генератора, собранного на транзисторе. Потенциометр iR позволяет настроить схему на максимальное показание прибора и при незаполненном датчике; с ростом влажности

Рис. 4-6. Принципиальная схема диэлькометрического влагомера для зерна.

увеличивается величина Zg, а сила тока, измеряемая прибором Я, уменьшается.

Как уже отмечалось, включение датчика во вторичный контур, слабо

I !✓ связанный с колебатель-

у хО II-1-II- ным («метод реакции»),

I Т 1 1 позволяет уменьшить

влияние оотерь в датчике. В частном случае, когда индуктивно связанный вторичный контур при измерениях настраивают в резонанс с частотой генератора, вносимое в контур генератора сопротивление имеет максимальное значение и чисто активный характер. Полное сопротивление вторичного контура Zk-Rk {Rk--активная составляющая Zk) и вносимое сопротивление в соответствии с формулой (4-2) Z= = (£!M/Rk, где М - взаимная индуктивность обоих контуров. В этих условиях схема измеряет активную составляющую сопротивления датчика.

От недостатков схем с измерением сеточного или анодного тока в значительной мере свободны схемы срыва колебаний

Их основной частью является генератор - транзисторный или чаще ламповый.

Во влагомерах наибольшее применение нашли осцил-ляторные схемы, в которых кварцевый резонатор рабо- -тает вблизи своей частоты параллельного резонанса и может рассматриваться как индуктивность высокой добротности. Обычно кварцевый резонатор включается в сеточную цепь, в результате чего образуется сеточный колебательный контур, связанный с анодным колебательным контуром через междуэлектродную емкость.

Для обеспечения условий самовозбуждения в такой схеме необходимо, чтобы сопротивление анодного контура носило индуктивный характер. При этом амплитуда генерируемых колебаний максимальна, а постоянная составляющая анодного тока минимальна. Датчик включен в анодный колебательный контур и при постепенном уве-