SU907464A1

SU907464A1 - Autogenerator meter of low conducting media electrical conductivity

Info

Publication number: SU907464A1
Application number: SU802945700A
Authority: SU
Inventors: Эмануэль Израилевич Арш; Владимир Сергеевич Хандецкий; Сергей Валентинович Серебренников
Priority date: 1980-06-24
Filing date: 1980-06-24
Publication date: 1982-02-23

Description

сопротивлени датчика зависит от из менени его реактивного сопротивлени , что увеличивает погрешность из мерений. Цель изобретени - повышение точ ности измерени автогенераторных из мерителей электропроводности слабопровод щих сред. Поставленна цель достигаетс те что в автогенераторный измеритель электропроводности слабопровод щих сред,содержащий двухконтурный генератор на л - диоде с последовательным питанием и с параметрическим вихретоковым преобразователем во втором контуре, двухполюсник, состо щий из двух параллельно и встреч но включенных диодных цепочек, подключенный одим полюсом к - диоду, два амплитудных детектора,выходы ко торых соединены с входами блока делени , подключённого к регистрирующе му прибору, введены третий параллельный колебательный контур с-пара метрическим вихретоковым преобразо вателем, управл емый резистор, три фильтра,и третий амплитудный детект причем третий контур включен между гим плюсом двухполюсника и первым контуром, первый фильтр соединен с входом первого амплитудного детекто ра и с одним из выводов третьего ко тура, второй фильтр соединен с входом второго амплитудного детектора, с другим полюсом двухполюсника, с другим выводом третьего параллельно го колебательного контура, .с входом третьего фильтра, выход которого че рез третий амплитудный детектор соединен с упрагвл ющим электродом управл емого резистора, подключенного параллельно первому контуру. На чертеже приведена функциональна электрическа схема измепител . Измеритель содержит - диод/состо щий из полевых транзисторов 1 и 2 с противоположными проводимост ми двухполюсник, состо щий из двух параллельно и встречно включенных диод ных цепочек 3 и 4, параллельный колебательный контур, состо щий из конденсатора 5 и параметрического вихретокового преобразовател 6; сие тему из двух св занных контуров,состо щую из конденсаторов 7-9, катушки индуктивности 10 и параметрического вихретокового преобразовател 11; управл емый резистор 12, тр фильтра 13-15; три амлитудных детектора 16-18; блок делени 19 и регистрирующий прибор 20. Истоки транзисторов 1 с п-каналом и 2 с р-каналом соединены между собой, затвор транзистора 1 подключен к стоку транзистора 2 и к общей пине устройства. Затвортранзистора 2 подключен к стоку транзистора 1 и к первому попюсу двухполюсника, состо щего из параллельно и встречно включенных диодных цепочек 3 и 4. Ко второму полюсу двухполюсника подключен третий колебательный контур, содержащий конденсатор 5 и параметрический вихретоковый преобразователь 6. Первый контур, содержащий конденсатор 7 и катушку индуктивности 10 включен между третьим контуром и положительным зажимом источника питани . Второй контур, состо щий из конденсатора 9 и параметрического вихретокового преобразовател 11, конструктивно объединенного с параметрическим вихретоковым преобразователем 6, св зан через конденсатор 8 с первым , контуром. Управл емый резистор 12 параллельно подключен к первому контуру . Входы Фильтров 13 и 15 подключены к точке соединени третьего контура и двухполюсника. Вход фильтра 14 подключен к первому и третьему контурам. Выходы фильтров 131Ь подключены к входам амплитудных детекторов 16-18 соответственно.Управл ющий электрод управл емого резистора 12 подключен к выходу амплитудного детектора 18. Первый и второй входы блока делени 19 подключены соответственно к выходам амплитудных детекторов 1Ь и 17, а выход блока делени .19 подключен к входу регистрирующего прибора 20. Измеритель работает следующим образом. Автогенератор, содержащий в качестве нелинейного элемента Л-диод, последовательно соединеный с двухполюсником , из диодных цепочек 3 и 4 генерирует одновременно два колебани на близких частотах f-i и t.. Количество последовательно соединенных диодов в цепочках j и 4 выбираетс таким, чтобы обеспечить баланс амплитуд автогенератора. Параметрические вихретоковые преобразователи 6 и 11 конструктивно объединены так, что оба параметрических вихретоковых преобразовател 6 и 11 контролируют один и тот же объем образца , а св зь между ними мала. Это достигаетс , например, тем,что параметрические вихретоковые преобразователи . 6 и 11 выполнены на двух П-образных магнитопроводах, расположенных перпендикул рно друг другу так, что их торцы образуют вершины квадрата. При внесение в поле параметрических вихретоковых преобразователей 6 и 11 слабопровод щей среды, активные и реактивные составл ющие их сопротивлений измен ютс , причем активные сопротивлений увеличиваютс приблизительно на одну и ту же величину Rgviie),a реактивные - уменьшаютс на , гдеЧ4н э)и Xgy(5)внесенные сопротивлени , d - электропроводность образца. Изменение амплитуды гармонического напр жени на первом колебательном контуре в широком диапаз.оне изменени б , пропорционально величине XgH(.6) и не зависит от (.6) .the resistance of the sensor depends on the change in its reactance, which increases the measurement error. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of the autogeneration of conductivity meters of weakly conducting media. The goal is achieved by the fact that in an autogenerating conductivity meter of weakly conducting media containing a dual-circuit generator on a l-diode with series power supply and a parametric eddy current transducer in the second circuit, a two-pole network consisting of two parallel and oppositely connected diode circuits, connected by one pole to - a diode, two amplitude detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the division unit connected to the recording instrument, were introduced the third parallel oscillatory a c-para circuit with a metric eddy current transducer, a controlled resistor, three filters, and a third amplitude detector, the third circuit being connected between the two-pole plus one and the first circuit, the first filter is connected to the input of the first amplitude detector, and one of the conclusions of the third core, the second filter is connected to the input of the second amplitude detector, with the other pole of the two-pole, with a different output of the third parallel oscillatory circuit, with the input of the third filter, the output of which is through the third amplitude detector oedinen with upragvl gate electrode controllable resistor connected in parallel to the first circuit. The drawing shows a functional electrical circuit of the measuring device. The meter contains - a diode / consisting of field-effect transistors 1 and 2 with opposite conductors, a two-port network consisting of two parallel and opposite-connected diode chains 3 and 4, a parallel oscillating circuit consisting of a capacitor 5 and a parametric eddy current converter 6; This theme consists of two coupled circuits, consisting of capacitors 7-9, inductance coil 10 and parametric eddy current transducer 11; controlled resistor 12, filter tp 13-15; three amplitude detectors 16-18; dividing unit 19 and registering device 20. The sources of the transistors 1 with the p-channel and 2 with the p-channel are interconnected, the gate of transistor 1 is connected to the drain of the transistor 2 and to the common pin of the device. The gate-transistor 2 is connected to the drain of the transistor 1 and to the first pole of a two-port network consisting of parallel and counter-connected diode chains 3 and 4. A third oscillating circuit containing a capacitor 5 and a parametric eddy current converter 6 are connected to the second pole of the two-pole device. and the inductor 10 is connected between the third circuit and the positive terminal of the power source. The second circuit, consisting of a capacitor 9 and a parametric eddy current transducer 11, structurally integrated with a parametric eddy current transducer 6, is connected through a capacitor 8 to the first circuit. A controlled resistor 12 is connected in parallel to the first loop. The inputs of Filters 13 and 15 are connected to the connection point of the third circuit and the two-port network. Input filter 14 is connected to the first and third circuits. The outputs of the filters 131b are connected to the inputs of the amplitude detectors 16-18, respectively. The control electrode of the controlled resistor 12 is connected to the output of the amplitude detector 18. The first and second inputs of the division unit 19 are connected respectively to the outputs of the amplitude detectors 1b and 17, and the output of the division unit. connected to the input of the recording device 20. The meter works as follows. An auto-oscillator containing, as a nonlinear element, an L-diode serially connected to a two-pole, from diode chains 3 and 4 simultaneously generates two oscillations at close frequencies fi and t .. The number of consecutively connected diodes in chains j and 4 is chosen so as to ensure the amplitude balance auto generator. Parametric eddy current transducers 6 and 11 are structurally integrated so that both parametric eddy current transducers 6 and 11 control the same sample volume, and the connection between them is small. This is achieved, for example, by parametric eddy current transducers. 6 and 11 are made on two U-shaped magnetic cores arranged perpendicular to each other so that their ends form the vertices of the square. When introducing parametric eddy current transducers 6 and 11 of a weakly conductive medium into the field, the active and reactive components of their resistances change, and the active resistances increase by approximately the same value Rgviie), and the reactive components decrease by, where is CH4n and Xgy ( 5) resistance introduced, d - sample electrical conductivity. The change in the amplitude of the harmonic voltage on the first oscillatory circuit in a wide range, not the change in b, is proportional to the value of XgH (.6) and does not depend on (.6).

Амплитудный сигнал, снимаетс с третьего контура, при внесении в поле параметрического вихретокового преобразовател 6, слабопровод щей среды практически определ етс величиной Rgn(6)The amplitude signal is removed from the third circuit, when a parametric eddy current transducer 6 is introduced into the field, the weakly conducting medium is practically determined by the Rgn value (6)

После амплитудных детекторов 16 и 17 аналоговые сигналы, пропорциональные , соответственно, X аи ( () иAfter amplitude detectors 16 and 17, analog signals are proportional to, respectively, X and (() and

Вн Vn

«5; поступают на блок делени "five; arrive at the division unit

ейher

19 выходное напр жение которого, пропорциональное отношению RftM (б), Xg(6) , поступает на регистрирующий прибор 2 Учитыва , что лини отвода параметрических вихретоковых преобразователей 6 и 10 близки к пр мым, то при изменении зазора между параметрическим вихретоковым преобразователем и образцом величина (З)--НМ изменитс незначительно. ъ (б119 whose output voltage, proportional to the ratio RftM (b), Xg (6), goes to a recording device 2 Considering that the tapping line of parametric eddy current probes 6 and 10 is close to direct, then when the gap between the parametric eddy current probe and sample changes, the value (W) - NM changes slightly. ъ (b1

Следует отметить также, что вследствие измерени не фазового угла ) , а его тангенса ) , чувствительность высока, так как при Ч (G), to;ч б 6 и соответственно этому малые изменени о привод т к значительным изменени м величины ) .It should also be noted that due to the measurement of not the phase angle), but its tangent), the sensitivity is high, since at H (G), to; hb 6 and, accordingly, small changes in lead to significant changes in the magnitude).

Проведенные эксперименты показали что при изменении реактивного сопротивлени Х,внесенного в первый контур , в пределах 1,3-2,3 кОм, величина напр жени на выходе амплитудного детектора 17 измен етс в 6 раз, при этом напр жение на выходе амплитудного детектора 16 практически неизменно . Частоты f-, и fn близки по величине f)a 1,5-111 и при изменении величины Х в указанных пределах измен ютс незначительно - не более,чем на 1-2% относительно среднего значени .Experiments have shown that when the reactance X introduced in the first circuit varies from 1.3 to 2.3 kΩ, the voltage at the output of the amplitude detector 17 changes 6 times, while the voltage at the output of the amplitude detector 16 unchanged. The frequencies f- and fn are close in magnitude f) a to 1.5-111 and, when the value of X changes within the specified limits, change slightly - no more than 1-2% relative to the mean value.

При изменении эквивалентного сопротивлени R э третьего контура в пределах 10-60 кОм напр жение на выходе амплитудного детектора 16 измен етс примерно в 1,5-2 раза. Однако при этом в 1,2-1,Ь раза измен етс напр жение, генерируемое на частоте fQ, что вл етс помехой.When the equivalent resistance R e of the third circuit varies within 10-60 kOhm, the voltage at the output of the amplitude detector 16 changes about 1.5-2 times. However, the voltage generated at the frequency fQ changes 1.2-1, b times, which is a hindrance.

С целью уменьшени вли ни изменени Rj третьего контура на сигнал амплитудного детектора 1/ первый контур зашунтирован управл емым резистором 12.In order to reduce the effect of the change in Rj of the third loop on the signal of the amplitude detector 1 / the first loop is shunted by a controlled resistor 12.

При изменении К.ч третьего контура измен етс амплитуда напр жени ,генерируемого на частоте f. Соответственно этому измен етс .напр жение на управл ющем электроде управл емого резистора 12. Этот привод к изменению степени шунтировани первого контура, что компенсирует цзс менение его добротности за счет вли ни ЕЭ третьего контура.With a change in the Q.h of the third circuit, the amplitude of the voltage generated at the frequency f changes. Accordingly, the voltage across the control electrode of the controlled resistor 12 changes. This drive changes the degree of shunting of the primary circuit, which compensates for the change in its Q-factor due to the effect of the third circuit's EE.

Таким образом, экспериментально подтверждено, что сигналы, снимаемые с амплитудных детекторов i6 и 17 и Пропорциональные соответственноThus, it has been experimentally confirmed that the signals taken from the amplitude detectors i6 and 17 and Proportional, respectively

(,6) и Хвк1б) t практически не вли ют друг на друга,-что одновременно с исключением вли ни междуэлектродн-ых емкостей транзистора одноконтурного -автогенератора повышает точность(, 6) and Хвк1б) t practically do not affect each other, which simultaneously with the exception of the influence of the electrode-capacitance of the single-transistor-autogenerator transistor increases the accuracy

5five

измерений по сравнению с известным.measurements compared to the known.

Claims

1. Authors certificate of USSR 497537, cl. G 01 N 33/00 04/18/73

2. USSR author's certificate for application No. 2727855, class C. 01 N 27/22,

1979 (prototype).

ten