IT8948678A1 - Disposizione circuitale per far funzionare un sensore impiegabile in modo universale. - Google Patents

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Wilfried Kretschmer
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Veb Komb Nagema_Ora Nagemaag Dresden
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
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Description

"DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:
"DISPOSIZIONE CIRCUITALE PER FAR FUNZIONARE UN SENSO-RE IMPIEGABILE IN MODO UNIVERSALE"
RIASSUNTO
A base dell'invenzione ? lo sviluppo di una disposizione circuitale mediante la quale possono venire misurate o rispettivamente accertate qualitativamente tutte le grandezze fisiche che possono influenzare il fattore di rifiessione di onde elettromagnetiche.
Il problema viene risolto secondo l'invenzione con ci? che l'antenna ? sistemata come discontinuit? seriale fra generatore e disaccoppiatore, nel qual caso la parte: reale (R A della impedenza (ZA) ? grande rispetto alla parte reale {R1 } della resistenza trasformata (Z1), la parte reale (R ) ? parimenti grande rispetto alla resistenza d'onda (Z0), e la parte immaginaria della resistenza trasformata ? cos? grande:che essa si compensa con la parte immaginaria della risultante impedenza di antenna in caso di presenza di un oggetto da misurare.
L'invenzione trova applicazione nella misurazione del livello di riempimento o del contenuto di umidit?,per riconoscere la presenza di oggetti e simili.
DESCRIZIONE
L'invenzione riguarda una disposizione circuitale per far funzionare un sensore impiegabile in modo universale, costituita da un generatore, da una guida d'onda, da un disaccoppiatore e da un'antenna.
Pressoch? in tutti i settori tecnici sono necessarie misurazioni di grandezze fisiche. I dispositivi necessari a ci? vengono designati in generale sensori.
Un gruppo,di questi sensori utilizza la propriet? di materiali solidi oppure liquidi di poter riflettere totalmente o parzialmente onde elettromagnetiche.
L'impiego di questi sensori ha luogo per esempio nella misurazione del tenore in umidit? di un corpo o rispettiveniente?di un materiale, nella determinazione del livello di riempimento di materiali liquidi o solidi, o nella determinazione qualitativa delle propriet? dielettriche di.materiali. La presenza di corpi liquidi oppure solidi, l? lunghezza di corpi metallici, la distanza fra due corpi oppure la posizione o rispettivamente la direzione di corpi estendentisi linearmente, possono venire parimenti determinate per mezzo di sensori.
Gli esempi menzionati possono rappresentare solo una selezione fra la molteplicit? dei casi di applicazione. A tutti ? in comune il fatto che i sensori stanno in interazione con l ' ambiente tramite un organo e reagiscono ad una grandezza fisica tramite un cambiamento per lo pi? misurabile per via elettrica. Per i sensori sopra nominati vi sono circuiti acustici, ottici elettrici, radiometrici, ed altri.
L'inconveniente di tutte queste soluzioni consiste nel fatto che, per ciascuna grandezza fisica da misurare, deve venire adoperato uno speciale circuito fondamentale di sensore, adatto per tale esigenza.
L'obiettivo dell'invenzione ? lo sviluppo di un circuito fondamentale di sensore il quale consente di captare numerose grandezze fisiche senza cambiamenti del circuito fondamentale.
A base dell'invenzione sta il compito di sviluppare una disposizione circuitale mediante la quale possono venire misurate o rispettivamente accertate qualitativamente tutte le grandezze fisiche che possono influenzare il fattore di riflessione di onde elettroma-, gnetiche.
Il problema viene risolto secondo l'invenzione dagli aspetti indicati nella parte caratterizzante della rivendicazione principale.
La soluzione secondo l'invenzione ha il vantaggio che il detto circuito fondamentale consente la fabbricazione di sensori economici e robusti, adatti per il comando meccanico.
La procedura verr? ora meglio spiegata con riferimento ad un esempio di esecuzione. Il disegno annesso mostra ilcircuito fondamentale secondo l'invenzione.
La figura mostra il:circuito di principio.
Nel punto 1 ? disposto un generatore, qui non meglio rappresentato, il quale accoppia onde elettromagnetiche in una guida d'onda con la resistenza all'onda. Alla fine della guida d'onda ? disposto un disaccoppiatore HF con la impedenza Z2. In corrispondenza di un determianto punto fra l'ingresso e l'uscita della guida d'onda ? disposta una discontinuit? seriale sotto forma di un'antenna con la impedenza ZA di antenna.
Riguardo al funzionamento vale quanto segue.
A base della soluzione sta il seguente effetto:
Se un qualsiasi oggetto viene irradiato con onde elettromagnetiche, a seconda del valore e della fase del fattore r.di riflessione del corrispondente .oggetto, una parte delle onde viene riflessa e di ritorno giunge nell'antenna. Ci? porta ad un cambiamento della impedenza Z di antenna poich? il fattore r di riflessione trasformato corrisponde ad una impedenza ZM, rappresentata nel disegno, parallela all'antenna. Questo cambiamento dell'impedenza ZA di antenna dipende dal valore e dalla, fase del fattore r di riflessione dell'oggetto riflettente, e dalla distanza dell'oggetto.
Quando l'impendenza di antenna rappresenta una discontinuit? seriale nella guida d'onda fra generatore
e disaccoppiatore (vedere figura), l'adattamento fra generatore e disaccoppiatore pu? venire influenzato dal cambiamento dell'impedenza di antenna. Nel generatore adattato alla resistenza Z ' all'onda, un adattamento per l'onda in arrivo dal generatore regna quando ? ZA Z1 =
Z0, cio? quando le parti immaginarie di ZA e Z1 si compensano reciprocamente. In altre parole, la parte imma_ ginaria di Z1 ? cos? grande che essa si compensa con la parte immaginaria della risultante impedenza di antenna
nel caso di presenza di un oggetto da misurare. La somma delle parti reali corrisponde esattamente alla resistenza Z0. all'onda della guida d'onda. Z1 ? la impedenza Z2, trasformata attraverso la guida d'onda, della guida d'onda nel punto 3. In tal caso la tensione che interviene nel punto 3 si suddivide,corrispondentemente al rapporto di divisione di tensione RA: sull'antenna
e sulla guida d'onda che conduce al disaccoppiatore.<: >I
piani disegnati possono venire fatti coincidere nel calcolo,quando la lunghezza della discontinuit? seriale ? molto piccola rispetto alla lunghezza d'onda. RA e R1 sono le parti reali delle impedenze complesse ZA e Z1 .
Se per esempio R (senza oggetto riflettente)? grande rispetto a e alla resistenza all'onda, allora in primo luogo una parte della potenza del generatore viene riflessa verso il generatore e, in secondo luogo,corrispondentemente al rapporto RA/R1 , solamente una frazione giunge al disaccoppiatore. Questo rapporto viene modificato, tramite l'impedenza ZM che ? in parallelo all'antenna (corrisponde al fattore di riflessione dell 'oggetto),a favore del disaccoppiatore e pu? venire scelto in maniera che fra i punti 1 e 3 regni un adattamento,o rispettivamente venga ridotto il fattore di riflessione. Se ad esempio il disaccoppiatore ? costituito da uno stadio audiooa transistore, in dipendenza dall'oggetto riflettente possono venire ricavate tensioni continue fra 0 e parecchi Volt a guisa tensione di segnale.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONE
    Disposizione circuitale per far funzionare un sensore impiegabile in modo universale, costituita da un generatore,
    una guida d'onda,
    un disaccoppiatore, e
    un'antenna,
    la quale disposizione ? caratterizzata da ci? che l'antenna ? disposta come discontinuit? seriale fra generatore e disaccoppiatore,
    nel qual caso la parte reale (R ) della impedenza {ZA) di antenna ? grande rispetto alla parte reale {R-j) della resistenza trasformata (Z1),
    la parte reale (R ) ? parimenti grande rispetto alla resistenza all'onda, e
    la parte immaginaria di (Z1) ? cos? grande che essa si compensa con la parte immaginaria della risultante impendenza di antenna, nel caso di presenza di un oggetto da misurare,
IT04867889A 1988-12-28 1989-12-20 Disposizione circuitale per far funzionare un sensore impiegabile in modo universale. IT1237258B (it)

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IT8948678A0 IT8948678A0 (it) 1989-12-20
IT8948678A1 true IT8948678A1 (it) 1991-06-20
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