. . I. Изобретение относитс к области измерительной техники, в частности, к устройствам дл измерени в зкости жидкостей и может быть использовано в химической , нефтехимической, машиностроительной и других отрасл х промышленности .. Известен вискозиметр Вудворда, содержащий измерительный преобразователь, схему автогенераши и измерительную схему. Измерительный преобразователь представл ет собой зонд с возбуждающим преобразователем электромагнитного типа и приемным преобразователем пьезоэлектрического типа. Приемный и возбуждающий преобразователи соответственно подключены ко входу и выходу схемы автогенерации, состо щей из предваритель ного усилител , усилител -ограничитетй и усилител мощности, К выходу предварительного усилител подключена измерительна схема, представл юща собой амплитудный ламповый вольтметр (Ij. Однако этот вискозиметр имеет усложненную конструкцию иэ-за наличи усилител -ограШ1чител , кроме того, последний вл етс источником фазовых и амплитудных погрешностей, что снижает точность измерений. Известен акустический вискозиметр, состо щий из низкочастотного измерительного преобразовател , электронной схемы автогенерации, измерительной схемы и схемы термокомпенсации. Измерительный преобразователь содержит зонд, приемный и возбуждающий преобразователи электромагнитного типа. Схема автогенерации состоит из частотно-независимого фазовращател , усилител -ограничител , полосового фильтра и выходного каска- . да. Приемный и возбуждающий преобразователи соответственно подключе1Пз1 к входу и выходу электронной схемы аптогенерации . Измеритопьна иолкпючена к входу электронной схомы самовозбуждени и препс1авп от собой нимпо- кый вольтметр. Схпмп тсрмокомпййсч3 7 НИИ содержит датчик темпфатуры и аналогорешаюшую схему, дающую поправку на показани вольтметра. Гармонические колебани зонда преобразуютс приемным преобразоватепем в электрическое напр жение и поступают на вкод частотн независимого фазовращател , а затем в усилитель-ограничитель, который nfieобравует синусоидальное напр жение в импульсы пр моугольной формы. Полосовой фильтр вьщел ет лишь первую гармонику , после чего она усиливаетс по мощ ности выходным каскадом и поступает на возбуждающий преобразователь. При изменении в зкости жидкости измен ет с величина напр жени на приемном преобразователе, которое и вл етс мерой в зкости. Напр жение на приемном преобразователе регистрируетс измерительной схемой Г2. Однако это устройство имеет также усложненную конструкцию из-за наличи усилител -ограничител и полосового фильтра в схеме автогенерацни, кроме того усилитель-ограничитель и полосовой фильтр вл ютс источником фазо- , вых и амплитудных погрешностей, что снижает точность измерений. &1ижайшим по технической сущности к предложенному вл етс вибра1шонный вискозиметр, содержащий измерительный преобразователь с зондом, возбуждающим и приемным электромеханическими преобразовател ми , подключенными соответс венно к выходу и входу схемы автогенерации , включающей фазовращатель и усилитель Мощности, детектор, вход которого подключен к приемному электромеханическому преобразователю, а выход к одному из входов сравнивающего устройства , источник опорного напр жени , подключенный ко второму входу сравнивающего устройства, измерительную схе му. Гармонические колебани зонда преобразуютс приемным преобразователем в электрическое 1нап{5Яжение, kOTbpoe поступает на частотно-независимый фазо вращатель. Сдвинутое по фазе напр жение подаетс на усилитель-ограничитель , который преобразует синусоидальные напр жени в импульсы пр моугольной формы, С помощью полосового фильт ра выдел етс перва гармоника, котора усиливаетс по мощности выходным каскадом и через регулировочный потенциометр поступает на возбуждающий пре образователь. Напр жение с npHeMHOfo пресй азовател поступает на вход авто в матического регул тора, усиливаетс усилителем и выпр мл етс выпр мителем . Нагрузкой выпр мител Явл етс резистор, выпр мленное напр жение на кото ром включено встречное напр жением источника эталонного напр жени . Разность этих напр жений подаетс на вход регистрирующего прибора. Если эта разность равна нулю, то двигатель регистрирующего прибора не вращаетс . Если эта разность не равна нулю, то двигатель вращаетс в ту или иную сторону в зависимости от пол рности разности напр жений, измен при этом напр жение на возбуждающем преобразователе до тех пор, пока разность напр жений не станет равна нулю. Условием равенства этих напр жений вл етс посто нное напр жение на приемном преобр азовате- ле. Величина возбуждающего напр жени однозначно зависит от в зкости контролируемой жидкости и регистрируетс регистрирующим прибором СЗЛ. Однако, этот вискозиметр имеет также усложненную конструкцию из-за наличи усилител -ограничител и полосового фильтра в схеме автогенерации, кроме того они вл ютс источником фазовых и амплитудных погрешностей, что снижает точность измерений. Величина возбуждающего напр жени , по которой суд т об амплитуде возбуждающей силы, вл етс мерой в зкости, только если параметры возбуждающего преобразовател не измен ютс при действии дестабилизирующих факторов. При изменении этих параметров, например, от температуры , по вл етс систематическа погрешность , завис ща от величины измер емой в зкости и температуры контролируемой жидкости. Как правило, возбуждающий преобразователь электромагнитного типа содержит сердечник из магнитного материала и обмотку с определенным числом витков. Магнитодвижуща сила, а следовательно, амплитуда возбуждающей силы, действующа на зонд, пропорциональна величине амплитуды тока, протекающего через обмотку, и числу витков в ней, В случае, если параметры возбуждающего преобразовател стабильны (т. е, стабильны активное и индуктивное сопротивлени преобразовател ), об амплитуде возбуждаютдей силы суд т .по величине возбуждающего напр жени . При изменении температуры измен етс активное сопротивление возбуждающего преобразовател , и одному и то- 57 му же значению в зкости соответствуют различные значени возбуждающего напр жени при различных температурах. Цепь изобретени - повышение точно ти измерений, Это достигаетс тем, что вибрационный вискозиметр снабжен магазином нэмеритепьнь х резисторов и регулируемым усилителем. Выход сравнивающего устро ства подключен к управл ющему входу регулируемого усилител . Магазин изм&рительных резисторов включен поспедоватепьно с возбуждающем преобразователем и подключен ко входу измерительной схемы. Регулируемый усилитель включен между фазовращателем и усилителем мощности, выход которого непосредственно соединен со входом возбуждающего электромеханического преобразовател . На фиг, 1 представлена функциональна схема вискозиметра; на фиг, 2 один из вариантов схемы подключени измерительного преобразовател , Шскозиметр состоит из измерительного преобразовател в зкости 1, схемы автргенерации 2, схемы автоматичес кого регулировани 3 амплитуды колебаний зонда и измерительной схемы 4, Измерительный преобразователь в зкости 1 содержит приемный электромеханический преобразователь электромагнитного типа 5, возбуждаюютй электромеханический Преобразователь 6 электромагнитного типа и зонд 7, часть которого погружена в жидкость, в зкость которой измер етс . Схема автогенерации 2 состоит из последовательно соединенных фазовращател 8, регулируемого усилител 9 и усилител мощности 10, Ко входу схемы автогенерации 2 подключен приемный электрЪмеханический преобразователь 5, а к ее выходу - последовательно соединенные возбуждающий элек ромеханический преобразователь 6и маг.ази измерительных резисторов 11, Схемаавтом тического регулировани 3 амплитуды колеб ний зонда 7 состоит из детектора 12, фввнивающего устройства 13 и источника эталонного напр жени 14, Вход детектора 12 подключен к приемному электромеханическому преобразователю 5 а его вьтход - к одному из входов сравнивающего устройства 13, на другой вход которого подаетс напр жение от источника эталонного напр жени 14. Выход сравнивающего устройства 13 подключен к управл ющему входу регулируемого усилител 9. Измерительна 8,. 4, представл юпга собой лпмповый вольтметр, своим входом полключона к магазину измерительных резисторов И. Один из вариантов подключетт возбуждающего эпектромеханического преобразовател 6 и магазина измеритепьных резисторов И к выходу усилител мощности 1О приведен на фиг. 2, При таком подключении усилитель мощности 10 имеет симметричный выход, одна клемма которого подключена к возбуждающему электромеханическому преобразователю 6, а друга - к магазину измерительных резисторов И. Этот вариант подключени имеет преимущество при дистанционном измерении в зкости, когда измерительны} преобразователь в зкости 1 удален на значительное раЬсто ние от остальной час-га вискозиметра, так как один из выводов возбуждающего электромеханического преобразовател б подключен к земле. Такое подключение ни в коей мере не измен ет работу вискозиметра, Шбраиионный вискозиметр работает следующим образом. Гармонические механические колебани зонда 7 преофазуютс приемным электромеханическим преобразователем 5 в электрическое напр жение, которое поступает на высокоомный вход фазовращател 8. Сдвинутое по фазе напр жение усиливаетс регулируемым усилителем 9, после чего оно поступает на вход усилител мощности 10. С его выхода напр жение поступает на возбуждающий электромеханический преобразователь 6 и последовательно с ним соединенный магазин измерительных резисторов 11, При протекании тока через преобразователь 6 и последовательно с ним соединенный магазин измерительных резисторов 11 возникает позбуждаюша сипа , под действием которой зонд 7 совершает механические колебани . При соблюдении баланса фаз и амплитуд в измерительном преобразователе в зкости 1 и в схеме автогенеращти 2 возникают гармонические колебатш с частотой, равной резонансной частоте измерительного преобразовател в зкости 1. Электрическое напр жение с приемного прообразоватбл 5 поступает также на высокоомный вход детектора 12, где вьшр мп етс и подаетс на один из входов сравниваюего устройства 13. Fla лругой вход этого устройства подаетс напр ж шо ОТ источника эталонного напр жени 14Сравнивающее устройство 13 формирует сигнал, пропорциональный разности напр жений , который и подаетс на управл ющий вход регулируемого усилител 9 и управл ет его коэффициентом усилени . Если беличина сигнала, подаваемого на управл ющий вкод усилител 9 не равна нулю, то уменьшаетс или увеличиваетс KOaijMjniffieHT усилени регулируемого усилител в зависимости от пол рности сигнала , измен при этом величину тока в возбуждающем электромеханическом преобразователе б до тех пор, пока величина сигнала не станет равной нулю. Условием равенства сигнала нулю вл етс посто нное напр жение на приемном элект ромеханическом преобразователе 5, Величина тока в возбуждающем электромеханическо1у1 преобразователе 6 однозначно зависит от в зкости жидкости, Регистраии тока осуществл етс по падению напр жени на магазине измерительных резисторов 11, к которому йёгдключён вхЪд измерительной схемы 4. Изменением величины резистора в магазине измерительных резисторов можно измен ть диапазон измерени в зкости жидкости. Преимуществом данного вискозиметра перед известным вл ютс упрощение Ъго конструкции в результате отсутстви в схеме автогенерации усилител -ограничител и полосового фильтра, более высока точность измерений за счет снижени фазовых и амплитудных погрешностей в схеме автогенерации и снижемте погрешности измерени амплитуды возбуж ак щей силы. Исключение из схек4Ы автогенерации усилител -ограничител и полосо вого фильтра приводит к снижению фазошлх и амплитудных погрешностей. Измерение величины тока в возбуждающем электромеханическом преобразователе, а не возбуждающего напр жени , снижает погрешность измерени амплитуды возбуждающей силы, kpoMe того, преимущес вом устройства вл етс более широкий температурный интервал измерени в зкости , так как изменение параметров прием ного и возбуждающего электромеханических преобрасзо вате лей от температуры не снижает измерени в зкости. Это св зано с тем, что приемный электромеханический преобразователь подключен к высокромньтм входам детектора и фазойраг8 ател , т. е, работает в режиме холостоо хода. Поэтому изменение параметров риемного электромеханического преобразовател , в частности, активного сопротивлени не измен ет величину электриеского напр жени , подаваемого на вхоы детектора и фазовращател . Изменение параметров возбуждающего электромеханического преобразовател от температуры не снижает точности измерени в зкости, поскольку мерой в зкости вл етс величина тока в нем. Формула Изобретени Вибрационный вискозиметр, содержащий измерительный преобразователь с зондом, возбуждающим и приемным электромеханическими преобразовател ми , подключенными соответственно к выходу и входу схемы автогенерашга, включающей фазовраптатель и усилитель мощности , детектор, вход которого подключен к приемному электромеханическому преобразователю, а выход - к одному из входов сравнивающего устройства, источник опорного напр жени , подключенный ко второму входу сравнивающего ус-рройства , измерительную схему, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, он снабжен магазином иотлерительных резисторов и регулируемым усилителем, а выход сравнивающего устройства подключен к управл ющему входу регулируемого усилител , при этом магазин измерительных резисторов включен последовательно с возбуждающим преобразователем и подключен ко входу исмерительной схемы, а регулируемый усилитель включен между фазовращателем и усилителем мощности , выход которого непосредственно соединен со входом возбуждающего электромеханического преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе i.Vk/oodw pd 3.( ectronic&, 1952, т. 25, № 2, с. 98-100. 2.Авторское свидетельство СССР № 238875 кл. С 01 N, 11/16, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР № 366390, кл. С 01 N, 11/16, 1972 (прототип).
fO
ff- 4
Ш
f