SU469960A1 - Device for regulating the humidity of gases - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к элементам электронной автоматики и может быть использовано в системах автоматического управлени  технологическими процессами и в системах кондиционировани  воздуха.The invention relates to electronic automation elements and can be used in automatic process control systems and air conditioning systems.

Известно устройство дл  регулировани  влажности газов, содержащее последовательно соединенные низкочастотный фазочувствительный реверсивный усилитель, блок автоподстройки частоты, частотный модул тор, автогенер.атор, измерительный мост с кварцевым резонатором в одном из плеч, резонансный усилитель, детектор и релейный усилитель .A device for controlling the humidity of gases is known, comprising a series-connected low-frequency phase-sensitive reversing amplifier, a frequency auto-tuning unit, a frequency modulator, an auto-generator, a measuring bridge with a quartz resonator in one of the arms, a resonant amplifier, a detector, and a relay amplifier.

Однако в таком устройстве велика погрешность измерени  кварцевого резонатора и, следовательно, погрешность регулировани  влажности газов.However, in such a device, the measurement error of the quartz resonator is large and, therefore, the humidity control error of the gases.

Предложенное устройство отличаетс  тем, что оно снабжено высокочастотным фазочувствительным реверсивным усилителем, выход которого подключен ко входу релейного усилител , один вход соединен с выходом автогенератора , а другой - с одним выходом резонансного усилител , другой выход которого через детектор подсоединен к низкочастотному фазочувствительному реверсивному усилителю .The proposed device is characterized in that it is equipped with a high-frequency phase-sensitive reversible amplifier, the output of which is connected to the input of a relay amplifier, one input connected to the output of an autogenerator, and the other to one output of a resonant amplifier, the other output of which is connected to a low-frequency phase-sensitive reversive amplifier through a detector.

Этим повышаетс  точность регулировани  влажности газов.This increases the accuracy of controlling the humidity of the gases.

Схема устройства дл  регулировани  влажности газов изображена на чертеже.Diagram of the device for regulating the humidity of gases is shown in the drawing.

Измерительный мост 1, в два смежных плеча которого включены задатчик-конденсаторMeasuring bridge 1, in two adjacent arms of which the setting capacitor is included

2 и конденсатор 3, а в два других датчик влажности - кварцевый резонатор 4 и резистор 5, диагональю питани  включен в цепь положительной обратной св зи автогенератора 6.2 and the capacitor 3, and in the other two the humidity sensor — a quartz resonator 4 and a resistor 5; the supply diagonal is connected to the positive feedback circuit of the auto oscillator 6.

В коллекторную цепь транзистора 7 автогенератора 6 включен колебательный контур, состо щий из катушки 8 и переменного конденсатора 9. Параллельно колебательному контуру 8, 9 включен частотный модул торIn the collector circuit of the transistor 7 of the oscillator 6 is included an oscillating circuit consisting of a coil 8 and a variable capacitor 9. Parallel to the oscillating circuit 8, 9 a frequency modulator is connected

10, выполненный на варикапе 11.10, made on the varicap 11.

Выход измерительного моста 1 подключен через резонансный усилитель 12 к высокочастотному фазоусилительному реверсивному усилителю 13, который цепью питани  по высокой частоте подключен к автогенератору 6 и детектору 14.The output of the measuring bridge 1 is connected via a resonant amplifier 12 to a high-frequency phase-amplifying reversing amplifier 13, which is connected to a high-frequency power supply circuit 6 and a detector 14 by a high-frequency power supply circuit.

Выход детектора 14 подсоединен ко входу низкочастотного реверсивного усилител  15. Резистор 16,  вл ющийс  нагрузкой усилител  15, соединен с блоком автоподстройки частоты 17 на варикапе 18, который подключен параллельно частотному модул тору 10.The output of the detector 14 is connected to the input of the low-frequency reversible amplifier 15. The resistor 16, which is the load of the amplifier 15, is connected to the frequency control unit 17 on the varicap 18, which is connected in parallel to the frequency modulator 10.

Релейный усилитель 19 подключен к нагрузке 20 усилител  13.Relay amplifier 19 is connected to a load 20 of amplifier 13.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

При отсутствии питани  на варикапе 11 чатотного модул тора 10 благодар  тому, что олебательный контур 8, 9 конденсатором 9 астроен на частоту последовательного резоанса кварцевого резонатора 4, а величины емкостей конденсаторов 2, 3 выбраны такими, что их сопротивление на резонансной частоте кварцевого резонатора 4 значительно больше сопротивлений резистора 5 и кварцевого реонатора 4, частота возникающих в аптогенеаторс 6 колебаний равна частоте послсдоиаельного резонанса кварцево1о резонатора 4.In the absence of power on the varicap 11 of the frequency modulator 10 due to the fact that the oscillating circuit 8, 9 by the capacitor 9 is tuned to the frequency of the series resonance of the quartz resonator 4, and the capacitances of the capacitors 2, 3 are chosen such that their resistance at the resonant frequency of the quartz resonator 4 is significantly more resistance of the resistor 5 and the quartz resonator 4, the frequency of oscillations arising in the aptogenyators 6 is equal to the frequency of the after-resonance resonance of the quartz resonator 4.

Колебани  автогенератора 6 возникают независимо от знака разбаланса измерительного моста 1. Ток, протекающий через резонатор 4,  вл етс  чисто синусоидальным. Баланс измерительного моста по первой гармонике наступает при равенстве произведений соответствующих плеч моста. При разбалансе измерительного моста 1 по первой гармонике сигнал с него поступает на усилитель 12, настроенный на частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора, и далее на вход усилител  13, питание которого по высокой частоте осуществл етс  от автогенератора 6. С нагрузки 20 усилител  13 сигнал носто нного тока, величина которого зависит от величины разбаланса измерительного моста 1, а знак от знака разбаланса, поступает на релейный усилитель 19 (двух-или трехпозиционный , в зависимости от необходимого закона регулировани ).The oscillations of the oscillator 6 arise independently of the sign of the imbalance of the measuring bridge 1. The current flowing through the resonator 4 is purely sinusoidal. The balance of the measuring bridge with respect to the first harmonic occurs when the works of the respective arms of the bridge are equal. When the measurement bridge 1 is unbalanced by the first harmonic, the signal from it goes to amplifier 12, tuned to the frequency of the series resonance of the crystal, and then to the input of amplifier 13, which is powered at high frequency by the auto-oscillator 6. From load 20 of amplifier 13 current, the value of which depends on the magnitude of the imbalance of the measuring bridge 1, and the sign on the sign of the imbalance, goes to the relay amplifier 19 (two- or three-position, depending on the necessary law of regulation).

При изменении внешних условий и от времени частота колебаний автогенератора 6 может быть не равна частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора 4. При подаче на варикап 11 частотного модул тора 10 питающего напр жени  частотой 50 гц измен етс  его емкость, а следовательно, частота колебаний автогенератора 6 измен етс  относительно резонансной практически по гармоническому закону.When the external conditions change and from time to time, the oscillation frequency of the oscillator 6 may not be equal to the frequency of the series resonance of the quartz resonator 4. When a frequency modulator 10 is applied to the supply voltage of 50 Hz at a frequency of 10 Hz, its capacitance changes and, consequently, the oscillation frequency of the oscillator 6 changes It is relatively resonant almost harmonic.

Благодар  тому, что -бала&с измерительного моста 1 зависит не только от величин сопротивлений измерительного моста но и от величины частоты автогенератора 6, на. 1выходе измерительного моста 1 по вл етс  модулированный сигнал по амплитуде . Причем фаза огибающей модулированного сигнала зависит от знака отклонени  частоты от резонансной. Выдел етс  этот сигнал детектором 14 и усиливаетс  усилителем 13. Посто нный сигнал, знак которого зависит от знака отклонени  частоты автогенератора 6, от частоты последовательного резонатора 4, а величина - от величины ее отклонени , с нагрузки 16 фазочувствительногоDue to the fact that the & ball from the measuring bridge 1 depends not only on the resistance values of the measuring bridge, but also on the frequency of the oscillator 6, on. At the output of measuring bridge 1, an amplitude modulated signal appears. Moreover, the phase of the envelope of the modulated signal depends on the sign of the frequency deviation from the resonant one. This signal is extracted by the detector 14 and amplified by the amplifier 13. The constant signal, the sign of which depends on the sign of the frequency deviation of the oscillator 6, on the frequency of the series resonator 4, and the magnitude on its deviation, from the load 16 is phase-sensitive

реверсивного усилител  15 подаетс  на устройство автонодстройки частоты 17 на варикапе 18, величина емкости которого измен етс  таким образом, чтобы поддерживать несущую частоту колебаний автогенератора равной частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора 4.reversible amplifier 15 is applied to a frequency tuning device 17 on a varicap 18, the capacitance of which is changed in such a way as to maintain the oscillator carrier frequency of the oscillator equal to the serial resonance frequency of the quartz resonator 4.

Одновременно модулированных по амплитуд ,е сигнал поступает на вход усилител  13.Simultaneously modulated in amplitude, e signal is fed to the input of the amplifier 13.

Благодар  тому что эквивалентное сопротивление кварцевого резонатора носит емкостной или индуктивный характер в зависимости от знака отклонени  частоты автогенератора от частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора, характер его эквивалентного сопротивлени  измен етс  с частотой 50 гц, причем во врем  перехода модулирующего напр жени , поданного на варикап 11, через нуль сопротивление кварцевого резонатора 4  вл етс  часто активным. В св зи с тем, что высокочастотный фазочувствительный каскад 13  вл етс  реверсивным и питаетс  от автогенератора 6 среднее значение напр жени  от сигнала, наход щегос  вDue to the fact that the equivalent resistance of a quartz resonator is capacitive or inductive in nature, depending on the sign of the oscillator frequency deviation from the frequency of the series resonance of the quartz resonator, the character of its equivalent resistance changes with a frequency of 50 Hz, and during the transition of the modulating voltage applied to the varicap 11, through zero, the resistance of the quartz resonator 4 is often active. Due to the fact that the high-frequency phase-sensitive cascade 13 is reversible and is powered by the auto-oscillator 6, the average value of the voltage from the signal in

канале на его нагрузке 20, равно нулю.the channel at its load of 20 is zero.

Таким образом, возникновение колебаний автогенератора не зависит от знака разбаланса измерительного моста, несуща  частота колебаний всгда равна частоте носледовательного резонанса кварцевого резонатора 4 и не зависит от изменени  внешних условий и точности настройки колебательного контура 8, 9. На нагрузке 20 усилител  12 выдел етс  только полезный сигнал, завис щий от величины и знака разбаланса измерительного моста , который возникает от неравенства произведений плеч.Thus, the oscillation of the oscillator does not depend on the sign of the unbalance of the measuring bridge, the carrier frequency of oscillation is always equal to the frequency of the successive resonance of the quartz resonator 4 and does not depend on changes in the external conditions and tuning accuracy of the oscillating circuit 8, 9. At the load 20, amplifier 12 is allocated only useful a signal depending on the magnitude and sign of the unbalance of the measuring bridge, which arises from the inequality of the products of the arms.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл  регулировани  влажности газов, содержащее последовательно соединелные низкочастотный фазочувствительный реверсивный усилитель, блок автоподстройки частоты, частотный модул тор, автогенератор , измерительный мост с кварцевым резонатором в одном из плеч, резонансный усилитель , детектор и релейный усилитель, отл,ичающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  устройства, оно снабжено высокочастотным фазочувствительным реверсивным усилителем, выход которого подключен ко входу релейного усилител , один вход соединен с выходом автогенератора, а другой - с одним выходом резонансного усилител , другой выход которого через детектор подсоединен к низкочастотному фазочувствительному реверсивному усилителю.A device for controlling the humidity of gases, containing a series-connected low-frequency phase-sensitive reversible amplifier, a frequency auto-tuning unit, a frequency modulator, an auto-oscillator, a measuring bridge with a quartz resonator in one of the arms, a resonant amplifier, a detector and a relay amplifier, exc. In order to improve the accuracy of device regulation, it is equipped with a high-frequency phase-sensitive reversible amplifier, the output of which is connected to the input of a relay amplifier, one in od connected to the output of the oscillator, and the other - with one output of the resonance amplifier, the other output of which is connected to the detector through a low frequency phase-sensitive amplifier reversible.