Claims (3)
,1 Изобретение относитс к измеритёль ной .технике, а именно к измерител; м влажности дисперсных материалов и Е том числе почвы, электрическими методами и может найти применение во всех област х народного хоз йства. Известны устройства дл измерени влажности, содержащие емкостной датчик и схему-измерени емкости Основным недостатком известных устройств вл етс то, чтр рнй непригодны дл измерени влажности -дисперсных материалов, в частности, почвы , добротность которых при измерении влажности мен етс в широких пределах и может принимать значение меньше единицы. Известно устройство дл измерени влажности, в котором реактивный компенсирующий элемент включен в частотно-задающую цепь генератора 2. Это устройство обладает тем недостатком , что при изменении вл 1жности дисперсных материалов, диэлектрическа проницаемость которых зависит от частоты, изменение частоты генератора от влажности приводит к дополнительному изменению-дизлектршческой проницаемости контролируемого материала , и, соответственно, к снижению точности измерений. Ближайшим к изобретению вл етс емкостной преобразователь, содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к измерительному резонансному контуру с емкостным датчиком, модулирующий и компенсируюпщй элементы, электрически св занные с амплитудным детектором и модул тором f3. Недостаток известного преобразовател заключаетс в наличии электромеханических систем балансировки и их ручной настройке, что затрудн ет его применение в автоматических системах управлени . С другой стороны, при измерении влажности материалов с широким диапазоном измерени добротности (в частности почвы) чувстви3 тельыость измерительной схемы вл етс низкой при больших влажност х (малых добротност х). Визуальна балансировка схемь в этом случае по индикатору сравнени может привести к дополнительным погрешност м измерени . Цель изобретени - повьш1ение точности измерени . Дл этого в известный преобразователь , содержащий кварцевый автогенератор , подключенный к измерител ному резонансному контуру с емкостным датчиком, модулирующий и компен сирующий элементы, электрически св занные с амплитудным детектором и модул тором, введены ключева схема выполненна на операционном усилите ле, схема совпадени и интегратор, причем детектор подключен к входу ключевой схемы, а ее выход и выход модул тора - к двум входам схемы совпадени , выход которой соединен с интегратором, подключенным к изме рительному резонансному контуру. На чертеже изображена схема пред лагаемого преобразовател влажности Схема содержит сварцевый автогенератор 1, измерительный резонанс ный контур 2 с модулирующим и компенсирующим элементами, амплитудный детектор 3, ключевую схему 4, схему 5 совпадени , интегратор 6, модул г тор 7. Преобразователь работает следзаощим образом. Высокочастотное напр жение с ква цевого автогенератора 1 поступает на измерительный резонансный контур 2, в который включены емкостной дат чик , а также модулирующий и компенсирующий элементы (варикапы). На модулирующий элемент подаетс импул сное напр жение модул тора 6, например мультивибратора, собранного на схеме К1ЛБ553. При равенстве реактивных проводимостей измерительного контура высокоча:стотное напр жение, снимаемое с него, немодулировано и сигнал на выходе амплитудного детектора 3 равен нулю. При изменении влажности емкостна составл юща полной проводимости датчика измен етс , равно весие схемы нарущаетс и на выходе детектора по вл етс импульсное нап жение фазы, соответствующей изменен влажности. Это напр жение подаетс на вход ключевой схемы 7, выпол1 ненной., например на операционном усилителе . Ключева схема формирует двухпол рное импульсное напр жение, которое подаетс на один вход схемы 5 совпадени , ко второму входу схемы совпадени подключен модул тор 7. При совпадении фаз входных сигналов на входе схемы совпадени формируетс импульсное напр жение, при несовпадении - посто нный положительный уровень. Сигнал схемы совпадени поступает на вход интегратора 6, причем при увеличении емкости датчика (увеличение влажности) на вход интегратора подаетс посто нный положительный уровень и напр жение на его выходе растет. Это напр жени-е прикладываетс к компенсирующему элементу , его емкость уменьшаетс до величины , соответствующей равновесию схемы. При уменьшении емкости датчика (уменьшение влажности) на вход интегратора поступает разнопол рное импульсное напр жение, его выходной потенциал уменьшаетс , емкость компенсирующего элемента увеличиваетс до величины, соответствующей равновесию схемы. Таким образом, схема всегда находитс в режиме динамического равновеси , а выходное напр жение интегратора служит мерой истинной емкости датчика и, соответственно, измер емой влажности. Предлагаемый емкостной преобразователь позвол ет исключить вли ние субъективных факторов на процессе измерени и тем самым повысить точность измерений. Формула изобретени Емкостной преобразователь влажности почвы, содержащий кварцевый автогенератор, подключенный к изме рительному резонансному контуру с емкостным датчиком, модулирующий и компенсирующий элементы, электрически св занные с амплитудным детектором и модул тором, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введена ключева схема, выполненна на операционном усилителе, схема совпадени и интегратор, причем детектор подключен к входу ключевой схемы, а ее выход и выход, модул тора - к двум входам схемы совпадени . 5 выход которой соединен с интегратором , подключенным к измерительному резонансному контуру. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 156719 кп. G 01 N 27/22, 1962. 1 , 1 The invention relates to measuring equipment, namely to a meter; moisture content of dispersed materials, and E including soil, by electrical methods and can be used in all areas of the national economy. Moisture measuring devices are known, which contain a capacitive sensor and a capacitance measuring circuit. The main disadvantage of the known devices is that they are unsuitable for measuring the moisture of dispersed materials, in particular, the soil, the quality of which varies during the measurement of humidity value is less than one. A device for measuring humidity is known, in which the reactive compensating element is included in the frequency setting circuit of generator 2. This device has the disadvantage that when the content of dispersed materials changes, the dielectric constant of which depends on frequency, the change in frequency of the generator from humidity leads to an additional change -dielectrical permeability of the controlled material, and, accordingly, to reduce the accuracy of measurements. Closest to the invention is a capacitive transducer containing a quartz oscillator connected to a measuring resonant circuit with a capacitive sensor, modulating and compensating elements electrically connected to an amplitude detector and a modulator f3. A disadvantage of the known converter is the presence of electromechanical balancing systems and their manual adjustment, which makes it difficult to use it in automatic control systems. On the other hand, when measuring the moisture content of materials with a wide range of measurements of the quality factor (in particular, of the soil), the sensitivity of the measuring circuit is low at high humidity (low quality). The visual balancing of the circuit in this case against the reference indicator may lead to additional measurement errors. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy. To do this, a key diagram is made on an operational amplifier, a coincidence circuit and an integrator, which contains a quartz oscillator connected to a measuring resonant circuit with a capacitive sensor, modulating and compensating elements electrically connected to an amplitude detector and modulator. the detector is connected to the input of the key circuit and its output and the modulator output to the two inputs of the coincidence circuit, the output of which is connected to an integrator connected to the measuring resonance Nomu contour. The drawing shows a diagram of the proposed moisture converter The circuit contains a self-oscillating oscillator 1, a measuring resonant circuit 2 with modulating and compensating elements, an amplitude detector 3, a key circuit 4, a coincidence circuit 5, an integrator 6, a modulator th 7. The converter works in a consistent manner. The high-frequency voltage from the quartz oscillator 1 is fed to the measuring resonant circuit 2, which includes a capacitive sensor, as well as modulating and compensating elements (varicaps). The modulating element is supplied with an impulse voltage of a modulator 6, for example, a multivibrator assembled in a K1LB553 circuit. When the reactive conductivities of the measuring circuit are equal, they are very high: the high-voltage voltage taken from it is unmodulated and the signal at the output of the amplitude detector 3 is zero. When the humidity changes, the capacitive component of the total conductivity of the sensor changes, and the circuit weights are disrupted, and a pulse voltage appears at the detector output, corresponding to the changed humidity. This voltage is applied to the input of the key circuit 7, which is performed, for example, by an operational amplifier. The key circuit generates a bipolar pulse voltage, which is applied to one input of the matching circuit 5, the modulator 7 is connected to the second input of the matching circuit. When the phases of the input signals at the input of the matching circuit coincide, a pulsed voltage is formed, if there is a coincidence, a constant positive level. The coincidence circuit signal is fed to the input of integrator 6, and with an increase in the capacitance of the sensor (increase in humidity) a constant positive level is applied to the input of the integrator and the voltage at its output increases. This voltage is applied to the compensating element, its capacity is reduced to a value corresponding to the equilibrium of the circuit. When the capacitance of the sensor decreases (decrease of humidity), the impulse voltage across the polarizer enters the input, its output potential decreases, the capacitance of the compensating element increases to a value corresponding to the equilibrium circuit. Thus, the circuit is always in dynamic equilibrium mode, and the integrator output voltage serves as a measure of the true capacitance of the sensor and, accordingly, the measured humidity. The proposed capacitive transducer eliminates the influence of subjective factors on the measurement process and thereby improves the measurement accuracy. Claims of the invention A capacitance transducer of soil moisture containing a quartz oscillator connected to a measuring resonant circuit with a capacitive sensor, modulating and compensating elements electrically connected to an amplitude detector and modulator, so that in order to improve the measurement accuracy, a key circuit is inserted in it, made on an operational amplifier, a coincidence circuit and an integrator, the detector is connected to the key circuit input, and its output and output, the modulator - to two inputs It is a coincidence circuit. 5 the output of which is connected to an integrator connected to a measuring resonant circuit. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 156719 кп. G 01 N 27/22, 1962. 1
2. Авторское свидетельство СССР № 529407, кл. G 01 N 27/22, 1972. 2. USSR author's certificate No. 529407, cl. G 01 N 27/22, 1972.
3. Бородин И.Ф. Портативный электровлагомер дл защищенного грунта. Техника в сельском хоз йстве. 1974, № 7, с. 61(прототип).3. Borodin I.F. Portable electric moisture meter for protected ground. Machinery in agriculture. 1974, No. 7, p. 61 (prototype).