SU883794A1 - Автогенераторный измеритель-сигнализатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к резонансн измерени м неэлектрических.величин автогенераторным методом с помощью Индуктивных емкостных и резистивных датчиков. Известно устройство дл  контрол  электропроводности среды, содержащее транзисторный автогенераторный измер тель, индуктивный датчик, .включенный в качестве элемента колебательного контура в нагрузочной цепи, и второй индутстивный ,. вклйченцый в колебательный контур эмиттерной цепи. Автогенераторный измеритель работает в режиме прерывистой генерации, что обеспечено выбором посто нной вр мени цепи автосмещени  7 , большей, чем посто нна  времени колебательного контура 1/15 . При внесении в поле датчиков электропроводной среды добротность колебательного контура снижаетс  и, кроме того, за счет внесенного реактивного сопротивЙёни  измен етс  настройка контура  . эмиттерной цепи. Частота следовани  зависит от электропроводности контролируемой среды, сигнал воспринимаетс  селективным приемником - частотомером и регистрируетс  L } Недостатком устройства  вл етс  мала  чувствительность,, так как изменени  .добротности колебательных контуров в режиме прерьшистой генератщи вли ют на изменени  соотношени  посто нных времени контура и цепей автосмещени  менее резко,, чем на изменени  статической характеристики aBTOi cгенераторного измерител  в режиме непрерывных колебаний. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  диэлькометриче ский влагометр-сигнализ аТОР , который содержит двухконтурный автогенераторный измеритель на транзисторе , с кварцевой стабилизацией частоты,.емкостный датчик, включеншлй в качестве элемента нагрузочного контура, амплитудный детектор, транзисторный ключ, усилитель мощности и селективный приемник-частотомер. Устройство работает в режиме непрерьгош к колебаний 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  то, что в режиме прерывис-, той генерации снижаетс  чувствительность , так как изменени  добротности контура незначительно измен ют посто  нную времени контура, от величины которой зависит частота следовани  импульсов прерьшистой генерации. I Цель изобретени  - повышение чувствительности автогенераторных измерителей-сигнализаторов . Поставленна  цель достигаетс  тем что в автогенераторный измерительсигнализатор , содержащий автогенераторный измеритель с индуктивным датчиком , включенным в качестве элемента колебательного контура в цепи нагрузки генератора, и селективный приемник-частотомер с включенной при емной антенной на входе, введены пер дающий автогенератор с включенной на выходе передающей антенной и инве тор, причем первый выход автогенераторного измерител  соединен -с первым зажимом дл  подключени  передающего автогенератора, второй выход измерительного автогенератора соединен со вторым зажимом дл  подключени  передающего автогенератора непосредственно и с третьим зажимом дл  подключени  передающего автогенератора через инвертор, а третий выход соединен с ов)щей шиной устройства, а передающий автогенератор вьтолнен на транзисторе по одноконтурной схем с общей базой и содержит три управл  емых резистора, варикап, индуктивтор .а, при этом первый управл емый ре зистор и варикап, соединенный последовательно с первым разделительным конденсатором, включены параллельно цепи эмиттерного автосмещени  транзистора , второй управл емый резистор включенмеладу базой транзистора пере дающего автогенератора и общей шиной устройства,третий управл емый резистор последовательно со вторым разделительным конденсатором включен параллельно колебательному контуру передающего автогенератора в коллекторной цепи транзистора, соединенной через третий разделительный конденсатор с выходным зажимом передающего автогенератора, а управл ющие входы 44 первого и соединенных вместе второго и третьего управл емых резисторов подключены ко второму и третьему зажимам дл  подключени  передающего автогенератора соответственно, . На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема автогенераторного измерител -сигнализатора. Автогенераторный измеритель-сигнализатор содержит автогенераторный измеритель 1, инвертор 2, передающий автогенератор 3 и селективньй приемник-частотомер А. Автогенераторный измеритель 1 содержит индуктивный датчик 5, включенный в качестве элемента контура генератора 6, амплитудный детектор 7, нагрузкой которого элемент 8 задержки времени и резисторы 9 и 10, переменный резистор 11, включенный в цепи компенсации начального сигнала. Передан ций автогенератор 3 собран на транзисторе 12 по схеме с общей базой с колебательным контуром 13 и 14 в коллекторной цепи В цепи положительной обратной св зи включен кон-, денсатор 15. Параллельно колебательному контуру 13 и 14 подключена .цепь, состо ща  из последовательно соединенных конденсатора 16, управл емого, резистора 17 и резистора 18. Параллельно цепи 19 и 20 эмиттерного автосмещени  подключены управл емктй резистор 21 и варикап 22 с разделительным конденсатором 23. В цепи смещени  варикапа включена индуктивность 24. Резистор 25 и управл емый резистор 26 образуют цепь фиксированного смещени  на базу транзистора 12, Антенна 27 через конденсатор 28 подключена к коллектору, транзистора.- Селективный приемник-частотомер состоит из приемной антенны 29, фильтра 30, усилител  31, детектора 32, одновибратора 33 и частотомера 34. Автогенераторный измерителысигнализатор работает следующим образом. До внесени  среды в ближнюю зону индуктивйого датчика 5 автогенераторный измеритель 1 настраиваетс  таким образом, чтобы рабоча  - точка находилась на квазипинейном участке статической характеристики в зоне больших значений эквивалентного сопротивлени  измерительного автогене parтора .. Амплитудный детектор 7 через элемент 8 задержки времени выдел ет начальный сигнал на резисторе 10, который компенсируетс  цепью, содержащей переменный резистор I1. Передающий автогенератор 3 работает в режиме прерьтистой генерации, что обеспечиваетс  таким подбором элементов резистора 21, варикапа 22 и разделительного конденсатора 23 колебательного контура 13 и 14, чтобы посто нна  времени цепи эмиттерного автосмещени  с была больше посто нной времени tr колебательного контура. Начальному сигналу автогенераторного -имерител  1 соответствует начальна  частота следовани  импульсов прерывистой генерации F передающего автогенератора 3. При внесении контроглируемой среды в псше индуктивного датчика 5 измен етс  добротность автогенераторного измерител  1, что прводит к по влению на резисторе 10 синала положительной пол рности. Этот сигнал воздействует на управл ющий электрод управл емого резистора 21 цепи эмиттерного автосмещени  19 и

20и через инвертор 2 - на управл -ющие электроды заправл емого резистора 17, шунтирующего колебательный контур 13 и 14 и управл емого резистора 26 в цепи базы транзистора 12, а также через индуктивность

24 на анод варикапа 22 в цепи эмиттерного смещени  транзистора 12. Сопротивление .управл емого резистора

21и емкость варикапа 22. увеличиваютс , а .сопротивление -резисторов 17 и 26 уменьшаетс .. Посто нна  времени iRc увеличиваетс , а j уменьшаетс , что приводит к увеличению . неравенства l К т.е. к увеличению чувствительности изменений частоты следовани  импульсов F переданщего автогенератора выходного сигнала автогенераторнога измерител  1.

. Экспериментальные исследовани  показывают, что относительна  чувствительность S ,§ ,п частоты следоOttC/KC

вани  импульсов Fg от величины сопротивлени  автосмещени  RC (вне зоны гйстерезисных  влений) при изменени х RC от 40 до 80 кОм и F от 400 до 200 имп./с имеет величину iStl а при изменени х R. от 40 до 20 кОм и РФ от 400 до 600 имп./с - ,66 Чувствительность Fg от емкости автосмещени  Сд при кОм при изменени х С от S-IO до Ю пФ и F от 300 до 1400 имп./с имеет величину .,il, а при изменени : Cg от 10 до 510® пФ и FC от 1400 до 2500 имп./с

83794«

S X 0,88 (гатейн Н.И. Автогенераторы гармонических колебаний. Госэнергоиздат , М.-Л., 1961, с. 115, рис. 246 , с. 114, рис. 2-44).

5 Относительна  чувствительность , эквивалентного сопротивлени  Rg Р® зонансного контура по внесенному активному сопротивлению |(характеризукица  в значительной степени изменени  посто нной времепи контура) (Арш Э.И. Автогенераторные методы и средства измерени . Машиностроение, М., 1979, с. 40).

Чувствительность автогенератор1$ ного измерител  значительно превышает единицу. Так, дл  одноконтлгрнрй схемы чувствительность S 3 р /g ° . ходного напр жени  U от изменегай эквивалентного сопротивлени  R g в

J 20-30 раз превышает чувствительность R контура по внесенному сопротивлению г (Момот Е.Г. Генератор с шунтирующим диодом и его применение. ГЭИ, 1959, с. 152, Арш Э.Иг ВысокочастотJ$ ный автогенераторный контроль в горном деле, Недра, 1971. с. 49). Это прежде всего объ сн етс  тем, что статическа  характеристика выходного напр жени  автогенераторного

ЭО измерител  наиболее чувствительна в области больших значений эквивалент:НОГО сопротивлени  Rp.

j формула изобретени  1. Автогенераторный измерительсигнализатор , содержащий автогенераторный измеритель .с индуктивным датчиком, включенным в.качестве эле411 мента колебательного контура в цепи нагрузки генератора, и селективный приемник-частотомер с включенной приемной антенной на входе,- о т л и . чающийс  тем, что, с целью

4J повышени  чувствительности,- в него введены передающий автогенератор с

. включенной на выходе передающей антенной и инвертор, причем первый выход автогенераторного измерител 

JIJ соединен с первым зажимом дл  подключени  передающего автогенератора, второй выход измерительного автогенератора соединен со вторым зажимом дл  подключени  передающего авто„ генератора непосредственно и с третьим зажимом дл  подключени  передающего автогенератора через инвертор, а третий выход соединен с общей шиной устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что передакмций автогенератор выполнен на транзисторе по одноконтурной схеме с общей базой и содержит три управл емых резистора, варикйп, индуктивность, ,, три разделительных конденсатора, при этом первый управл емый резистор и варикап, соединенный последовательно с первым разделительным конденсатором , включены параллельно цепи эмиттерного автосмещени  транзистора , второй управл емый резистор включен между базой транзистора передакщего автогенератора и общей шиной устройства,третий управл емый резистор последовательно со вторым разделительным конденсатором включен параллельно колебательному контуру передающего автогенератора в коллекторной цепи транзистора, соединенной через третий разделительный конденсатор с выходньм зажимом передающего автогенератора, а управл ющие входы первого и соединенных вместе второго и третьего управл емых резисторов подключены ко второму и третьеfму зажимам дл  подключени  переданнцего автогенератора соответственно.

Источники информации, прин тые во внимание при зкспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 405080, кл. G 01 R 27/26, 1972.

2,Авторское свидетельство СССР № 603889, кл. G 01 R 27/26, 1976 (прототип).

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Автогенераторный измерительсигнализатор , содержащий автогенераторный измеритель с индуктивным датчиком, включенным в,качестве элемента колебательного контура в цепи нагрузки генератора, и селективный приемник-частотомер с включенной приемной антенной на входе, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,- в него введены передающий автогенератор с включенной на выходе передающей антенной и инвертор, причем первый выход автогенераторного измерителя соединен с первым зажимом для подключения передающего автогенератора, второй выход измерительного автогенератора соединен со вторым зажимом для подключения передающего автогенератора непосредственно и с третьим зажимом для подключения передающего автогенератора через инвертор, а третий выход соединен с общей шиной устройства.
2. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что передающий автогенератор выполнен на транзисторе по одноконтурной схеме с общей базой и содержит три управляемых резистора, варикап, индуктивность, _t. три разделительных конденсатора, при этом первый управляемый резистор и варикап, соединенный последовательно с первым разделительным конденсатором, включены параллельно цепи эмиттерного автосмещения транзистора, второй управляемый резистор включен между базой транзистора передающего автогенератора и общей шиной устройства,третий управляемый резистор последовательно со вторым разделительным конденсатором включен па883794 8 раллельно колебательному контуру передающего автогенератора в коллекторной цепи транзистора, соединенной через третий разделительный конден₅ сатор с выходным зажимом передающего автогенератора, а управляющие входы первого и соединенных вместе второго и третьего управляемых резне· торов подключены ко второму и третье/· му зажимам для подключения передающего автогенератора соответственно.