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]

достижения равенства частот обоих генераторов (Д/=0). Относительная погрешность измерения емкости без потерь равна удвоенной погрешности определения частоты: dC/C-2dflf.

Так как при высокой частоте величина dflf весьма мала, чувствительность метода очень высока, а относительная погрешность в принципе может быть доведена до тысячных долей процента. Практически точность схем по методу биений ограничена рядом факторов: точностью отдельных элементов схемы, т. е. устойчивостью частот обоих генераторов, погрешностями смесителя, чувствительностью и точностью индикаторного устройства, а также явлением захватывания частот. При измерениях влажности точность и чувствительность измерения дополнительно уменьшаются в результате влияния потерь в исследуемом материале; как и в других резонансных схемах, измерение возможно только до определенной минимальной величины потерь, при которой срываются колебания измерительного автогенератора.

Известен ряд спосрбов повышения точности метода биений. Эти способы усложняют измерительную схему (и без этого более сложную, чем в других резонансных методах), и их применение оправдано лишь в тех случаях, когда необходима очень высокая точность измерения. В влагомерах, как правило, достаточно применение схемы биений в ее наиболее простом выполнении. Измерительные схемы, примененные на практике, отличаются лишь отдельными узлами, в частности способом индикации биений, в значительной мере определяющим свойства влагомера.

Обобщенные схемы измерительного устройства влагомера на принципе биений показаны на рис. 4-9. Неавтоматическому влагомеру соответствует часть схемы в пунктирном прямоугольнике. Индикатором в схемах с уравновешиванием может служить электроннолучевой индикатор (звуковые индикаторы не применяются в современных влагомерах). В схемах прямого преобразования частоту биений измеряют частотомером со стрелочным указателем на принципе заряда и разряда конденсатора. Для устранения влияния изменений измеряемого напряжения и напряжений других частот, кроме частоты биений, напряжение смесителя подается на усилитель, а затем на ограничительно-формирующее устройство. Реже применяются другие способы измерения частоты



биений, например счет числа импульсов, поступивших на счетное устройство через электронный ключ, отпираемый на определенный интервал времени.

Автоматические влагомеры имеют измерительную схему (полная схема рис. 4-9), отличительной особенностью которой является детектор частоты биений, представляющий собой аналоговый преобразователь частота - напряжение постоянного тока; величина этого напряжения определяется величиной частоты биений, а знак - знаком

Г"

fo-f

г- 2 -I


Рис. 4-9. Блок-схема влагомеров на. принципе биений.

/ - схема неавтоматического влагомера; / - опорный генератор; 2-измерительный генератор; 3 -датчик; 4 -смеситель; 5 - фильтр низкой частоты; 6 - усилитель низкой частоты; 7 - индикатор неавтоматического влагомера; в-.преобразователь «частота - напряжение»; 9 - следящая система; 10 - реверсивный двигатель; у; - уравновешивающий переменный конденсатор; 12 - индикатор автоматического влагомера.

отклонения частотырабочего генератора от опорной частоты. В измерительных устройствах на принципе прямого преобразования индикатор (показывающий и самопишущий прибор) подключается к выходу преобразователя.

iB схемах с автоматическим уравновешиванием выходное напряжение U преобразователя используется для управления следящей системой, изменяющей емкость




уравновешивающего конденсатора в колебательном контуре до достижения нулевых биений, которым соответствует и= 0.

Схемы основанные на измерении полного сопротивления датчика в электрических цепяхбез использованияявления резонанса, можно разделить на мостовые, дифференциальные и схемы сравнения напряжений.

Во влагомерах с измерительной схемой без разделения составляющих нашли применение некоторые упрощенные модификации мостов переменного тока, не требующие уравновешивания по двум параметрам.

Первую группу образуют схемы с неуравновешенными четырехплечими мостами, в которых выходной величиной является выпрямленный ток (или напряжение) измерительной диагонали моста.

Ко второй группе относятся мостовые схемы, у которых одно или два плеча образованы ламповыми генераторами; колебательный контур одного генератора содержит емкостный или индуктивный датчик, который изменяет сопротивление лампового генератора в цепи постоянного тока. Известно, что в триод-ном ламповом генераторе первая гармоника анодного тока и его постоянная составляющая являются функциями полного эквивалентного сопротивления колебательного контура 2э; следовательно, ток в диагонали рассматриваемого моста также изменяется в зависимости от величины Za.

К этой же категории можно отнести измерительные устройства, состоящие из двух одинаковых генерирующих триодов (обычно двух половин двойного триода), у которых сеточные контуры связаны общим резистором; один из контуров содержит емкостный датчик, второй - переменные конденсатрры для уравновешивания и настройки схемы. При равенстве частот обоих контуров (обычно 2-5 Мгц) мостовая схема, образованная внутренними сопротивлениями обоих триодов и их сопротивлениями нагрузки (анодными или катодными), уравновешена и напряжение выходной цепи моста между анодами или Катодами триодов равно нулю. Изменение пол-

Рис. 4-10. Дифференциальная измерительная схема.




[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]

0.0248