личении его емкости (уменьшении частоты) анодный а сеточный токи изменяются так, как это показывают графики рис. 4-7.

Срыву колебаний соответствует скачок тока -участки АБ и АБ кривых /а(С) и /с(С), где незначительные изменения емкости вызывают резкие изменения токов. Использование этих участков для отсчета позволяет измерять весьма малые емкости. Достоинством схемы являются ее простота, высокая чувствительность к изменениям емкости, независимость результата измерения от колебаний напряжения источника питания, удобство фиксирования резонанса по показаниям стрелочного прибора в анодной или сеточной цепи.

Дальнейшее усовершенствование и упрошение схемы срыва колебаний были достигнуты использованием в ней .электронного индикатора настройки - лампы 6Е5С; такая схема применена во влагомере конструкции автора (влагомер ВЭБ). Триодная часть лампы используется в качестве кварцевого генератора с кварцевым резонатором между катодом и сеткой. Между анодом и экраном лампы 6Е5С последовательно с контуром включено большое сопротивление. При резком уменьшении анодного тока в момент возникновения колебаний падение напряжения на сопротивлении между управляющим электродом и экраном уменьшается и теневой ceKrqp резко сокращается. Закрытие теневого сектора используется для фиксации момента отсчета емкости переменного конденсатора по методу замещения. Визуальный индикатор освобождает от необходимости в электроизмерительном приборе и упрощает схему влагомера.

Рис. 4-7. Зависимость анодного (/а) и сеточного (/с) токов от емкости колебательного контура.

Схема срыва колебаний с электроннолучевым индикатором была применена и в других влагомерах; ее можно осуществить также на ламповом генераторе с кварцевым резонатором между анодом и сеткой.

Условия самовозбуждения выполняются в этом варианте схемы при емкостном характере сопротивления

анодного контура, т. е. если его резонансная частота ниже частоты параллельного резонанса кварца.

Схемы с частотным детектором основаны на прямом методе частотной модуляции; емкостный датчик включен в колебательный контур генератора и непосредственно изменяет частоту колебаний этого генератора. Индикатором изменения частоты служит частотный детектор, который дает на выходе напряжение, величина которого зависит от величины ухода частоты от основной частоты ©о, а знак зависит от знака ухода. Известен ряд схем детекторов, нашедших применение для измерения

Рис. 4-8. Принципиальная схема и основная характеристика частотного детектора.

малых емкостей. Наибольший интерес представляют двухтактные схемы, в частности дифференциальная схема с колебательной системой в виде двух одинаковых связанных контуров, настроенных на основную частоту Юо- Принципиальная схема детектора приведена на рис. 4-8,а.

Зависимость напряжения на выходе детектора, т. е. разности двух выпрямленных напряжений, выделенных диодами Д1 и Дг на сопротивлениях R\ и Rt, от расстройки частоты показана на рис. 4-8,6; этот график представляет собой основную характеристику частотного детектора. Для измерения емкости используют изменения частоты, соответствующие линейному участку АА характеристики ?7вых(А!(в). Кроме.линейности, эта характеристика обладает свойством, ценным для автоматизации измерения: знак напряжения совпадает со знаком отклонения частоты от (Во; отсутствию отклонения соответствует вых=0. Необходимо сохранение постоянства основной 118

частоты генератора, достигаемое стабилизацией напряжения питания генератора и другими известными способами стабилизации частоты. Для устранения зависимости напряжения Ui от расстройки в рассмотренной схеме обычно применяется амплитудное ограничение. Чувствительность схемы к изменениям емкости датчика определяется крутизной характеристики детектора; она повышается с ростом резонансной частоты и зависит от степени связи и добротности контуров. С повышением крутизны кривой ?7вых(АЬ) одновременно сужается диапазон Ato, соответствующий линейному участку характеристики.

Достоинством схем этого типа является их относительная простота (наличие одного генератора), удобная для измерения выходная величина и высокая чувствительность; они позволяют обнаруживать уход частоты величиной несколько герц или даже доли герца. Чувствительность схемы в целом может достигать (прн малых потерях в датчиках) десятков вольт на 1 пф.

Благодаря указанным преимуществам схемы с частотными детекторами широко распространены во влагомерах, особенно автоматических.

Метод биений обычно считают наиболее чувствительным и точным из резонансных методов измерения частот, малых емкостей и индуктивностей; в этом методе принцип сравнения осуществляется не в контуре, содер-. жащем датчик, а в самой измерительной схеме, преобразующей изменения емкости в частоту биений.

В применении к измерениям с емкостными или индуктивными датчиками метод основан на сравнении частот колебаний двух генераторов (обычно в среднем диапазоне частот -до 5 - 10 Мгц). Один генератор имеет постоянную частоту, а у второго частота зависит от параметров датчика, включенного в анодный или сеточный контур. Измерительная схема по методу биений состоит из опорного генератора, работающего на фиксированной частоте fu измерительного генератора с частотой /г, изменяющейся в функции измеряемого параметра; смесителя, в котором образуются результирующие колебания (биения) с частотой, равной разности частот обоих генераторов iA\f=fi-fz, и индикатора частоты биений. Измерения производятся путем определения величины частоты биений или, чаще всего, методом нулевых биений, т. е. по методу уравновешивания в контуре с датчиком до