Измерители диэлектрической проницаемости в народном хозяйстве

July 30, 2015 by admin Комментировать »

Измерители диэлектрической проницаемости — самые распространенные приборы на выставках. Это связано с тем, что изменение влажности, типа и состава горючесмазочных материалов, качества сушки и ряда других сходных параметров связано с изменением диэлектрической проницаемости или, что в ряде случаев одно и то же, с изменением емкости конденсатора— датчика. Для измерения диэлектрической проницаемости применяют различные схемы, в том числе и мостовые.

Мостовая схема измерения емкости датчика (автор конструкции

В.          Каралис), Это нелинейный двойной Т-образный мост (рис. I- 20, а), плечи которого составлены из диодов Д\ и Д2, резисторов Ri и /?2 и конденсаторов Ci и С2, один из которых может служить датчиком для измерения требуемого параметра, другой — используется в качестве образцового или компенсационного. Питание моста осуществляется от генератора высокой частоты. Разбаланс моста измеряют гальванометром или вольтметром переменного тока. Разбаланс моста будет тем больше, чем больше частота и амплитуда питающего мост напряжения и чем меньше сопротивление индикатора (нагрузки). Все это при условии, что номиналы остальных элементов схемы попарно равны между собой. Линейность зависимости тока нагрузки от относительного изменения емкости датчика обеспечивается лишь в том случае, если в процессе измерения емкость датчика изменится не больше чем на ±10% компенсационной или образцовой емкости. Подразумевается, что в начале цикла измерения компенсационная емкость и емкость датчика равны.

Влагомер (автор конструкции В. П. Попеико). Прибор позволяет определять влажность сыпучих продуктов в пределах 0—30% с погрешностью, не превышающей 2,5%. Влагомер (рис. 1-20,6) состоит из высокочастотного генератора (собственная частота 0,86 МГц), выполненного на транзисторах Τι и Гг. Частота генератора стабилизирована кварцем. Напряжение с выхода генератора поступает на колебательный контур C3L. Составным элементом колебательного контура является емкость измерительного датчика Д. Колебательный контур настраивается на частоту генератора, что соответствует отклонению стрелки индикатора на максимальную величину. При изменении емкости датчика частота настройки контура будет изменяться, что приведет к уменьшению отклонения стрелки, величина которого будет пропорциональна увеличению расстройки. Для того чтобы иметь возможность проверить готовность прибора, в схеме предусмотрена калибровка. Нажатием на кнопку К (калибровка) как бы искусственно увеличивают расстройку контура, подсоединяя параллельно к контуру емкость Сг, шунтированную резистором Д6. Прибор прост в работе и иаладке. Как вариант того же решения, В. П. Попенко предложил несколько измененную схему (рис. 1-20, в). На рисунке изображена только генераторная часть прибора, которая подключается к схеме рис. 1-20,6 в точках /, 2, 3. Генератор выполнен на одном транзисторе.

Достоинство обеих схем — простота в изготовлении, иаладке и надежность в работе. Автор снял градуировочные кривые и определил границы использования своих влагомеров.

Влагомер (автор конструкции Л. Г. Гончаренко). Он работает на несколько ином принципе — на биениях. Прибор (рис. 1-21) состоит из двух генераторов высокой частоты, выполненных на транзисторах Т\ и Гз, и смесителя, выполненного на высокочастотных трансформаторах Трх и Тр2 и резисторе Дг· Выход смесителя подключен к усилителю низкой частоты. Оба генератора идентичны по параметрам, их частоты близки друг другу и на выходе смесителя в исходном состоянии имеют место нулевые биения. При засыпке в бункер датчика Д сыпучего материала, влажность которого необходимо измерить, частота измерительного генератора изменяется за счет изменения емкости датчика, и на резисторе Rz> зашунтированном конденсатором С4, появляется сигнал низкой частоты, частота которого тем выше, чем больше изменение диэлектрической проницаемости исследуемого продукта.

При измерении влажности обычно поступают следующим образом. Засыпают в бункер датчика сухой продукт и изменением емкости подстроечных конденсаторов Cj и С2 добиваются нулевых биений. Затем вместо датчика подсоединяют образцовую емкость, соответствующую датчику с продуктом максимальной влажности. Таким образом проверяют соответствие шкалы измерительного прибора требуемому диапазону измерения. После этого приступают к измерениям. Влажность определяют по шкале стрелочного индикатора, отградуированной в процентах влажности. При переходе с одного вида сыпучего материала на другой пользуются либо градуировочнымиграфиками, либо отдельными шкалами. Схемы на биениях довольно чувствительны и обеспечивают высокую точность в определении изменений емкости датчиков. Эти схемы широко используются в измерителях диэлектрической проницаемости различного назначения.

Контактный электронный указатель превышения заданного у ров- ‘ ня угольной пыли в бункере (автор конструкции А. В. Дынькин).

В основу работы прибора положена зависимость параметров контура генератора высокой частоты от диэлектрических потерь, вносимых пылью. Прибор (рис. 1-22) состоит из ВЧ-генератора и двух датчиков — латунных трубок диаметром 38 мм, закрепленных внутри бункера горизонтально с левой и правой стороны (датчики переключаются контактами КР\ реле Pi). Генератор выполнен по двухконтурной схеме на лампе 6ПЗС (Л\) с обратной связью через подстроечный конденсатор Сг. При включении питания в генераторе возбуждаются высокочастотные колебания с частотой 7 МГц. Эти колебания поступают по экранированному кабелю на датчик Дх или Дг (нужный датчик подключается с помощью контактов реле Pi). Датчики изолированы от стен бункера и имеют контакт только со средой. Вокруг датчиков возникает высокочастотное электромагнитное поле. Изменение уровня пыли вызывает изменение нагрузки генератора и в конечном результате — изменение анодного тока лампы Ли которое регистрируется стрелочным индикатором.

Автоматический сигнализатор запыленности пиевмосетей (автор конструкции Л. М. Гусаков, автор устройства «Сигнализатор запыленности пневматического трубопровода» Б. С. Донина). Прибор представляет собой электронное реле, срабатывающее, когда на датчике, подключенном к управляющей сетке лампы, образуется положительный заряд, уменьшающий напряжение отрицательного смещения лампы. В качестве датчика (рис. 1-23) использована U- образная пластина из латуни, заключенная в изолирующую обо-

Рнс. 1-23.

лочку из органического стекла. Движущиеся в пневмосистеме частицы пыли, соприкасаясь с органическим стеклом, электризуют его. На датчике прн этом накапливается положительный заряд. Чувствительность прибора можно менять, вращая движок переменного резистора /?3, включенного в анодную цепь лампы Ли Реле Р\ —

поляризованное типа РПБ-7 (паспорт РС.4.521.153). При срабатывании реле Pi контакты ΚΡι включают силовое реле Р2 типа МКУ-

48, а контакты КР’% замыкают электрические цепи сигнальной лампы (звуковая сигнализация на схеме не показана). Световой или звуковой сигнал предупреждает дежурного, что уровень пыли в системе превысил норму.

Прибор для измерения емкости электролитических конденсаторов без отключения их от схемы (авторы конструкции В. П. Зуев, В. П. Минченков). Прибор широко используется для проверки электролитических конденсаторов в различной радиоаппаратуре (телевизоры, радиоприемники, магнитофоны, электропроигрыватели, усилители низкой частоты). Принцип действия его состоит в том, что средний разрядный ток конденсатора при постоянных длительности и частоте разрядных циклов пропорционален его емкости. Прибор (рис 1-24) состоит из электронного коммутатора, обеспечивающе-

Рис. 1-24 го смену зарядно-разрядных циклов испытуемого конденсатора, и вольтметра с балансным транзисторным усилителем. Электронный коммутатор собран на транзисторе Ти диоде Д\ и обмотках II и III трансформатора Три Балансный усилитель выполнен на транзисторах Г2 и Т$. Схема питается от выпрямителя на диодах Д2— Дъ и транзисторах Г4, Г5. Напряжение в цепи базы транзистора Т4 стабилизировано стабилитроном Дб.

Прибор работает следующим образом. Во время одного из полупериодов напряжения, питающего обмотку II трансформатора Три диод Дх открыт, а транзистор Τι закрыт. В течение этого полупериода испытуемый конденсатор Сх заряжается до определенного напряжения через резистор R\ и открытый диод Ди В следующий полупериод диод Д\ закрывается, открывается транзистор Ί\ и конденсатор Сх начинает разряжаться через резисторы Ra—К5 и открытый переход эмиттер — коллектор транзистора Ть Падение напряжения на резисторах R$ и R4 будет пропорционально разрядному току, а следовательно, как отмечалось, емкости испытуемого конденсатора Сх. Это падение напряжения измеряется вольтметром, шкалы которого проградуированы в единицах емкости н рассчитаны на два предела измерения: 2—20 н 16—250 мкФ. Диапазоны измерений изменяют переключателем Ви а их границы выставляют переменными резисторами R3 и R± Гоки базы транзисторов компенсируют, регулируя резистор /?б· Резистор /?2 служит для установки микроамперметра на нулевое деление. Подключение низкоомного резистора /?5 параллельно испытуемому конденсатору позволяет осуществить более глубокий разряд конденсатора Сх во время разрядного цикла и получить отсчет его емкости, независимый от нагрузки каскада, в котором он работает, так как сопротивление резистора R5 заведомо ниже, чем у нагрузочного резистора.

При повторении конструкции следует учесть следующее: транзисторы Т2 и Тз подбирают с одинаковыми коэффициентами передачи тока h2i в предполагаемом рабочем интервале температур и одинаковыми значениями /кБ0. Прибор смонтирован на печатной плате в одном компактном блоке. Для подсоединения к испытуемому конденсатору он снабжен кабелем с зажимами типа «крокодил».

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты