Вторинний вимірювальний перетворювач вологості матеріалів

Вторинний вимірювальний перетворювач вологості матеріалів, що складається з першого і другого одновібраторів, в яких RC-кола задавання часу утворені відповідно вимірювальним конденсатором і першим резистором, еталонним конденсатором і другим резистором, причому одновібратори з'єднані за схемою кільцевого автогенератора, який відрізняється тим, що вихід першого одновібратора підключений до входу 3 ність постійної складової сигналу; обмежені функціональні можливості через неможливість масштабування вихідного аналогового сигналу і забезпечення необхідного коефіцієнту підсилення. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення точності вимірювання вологості і розширення функціональних можливостей пристрою. Для досягнення визначеної мети пропонується вторинний вимірювальний перетворювач вологості матеріалів, що складається з першого і другого одновібраторів, в яких RC-кола задавання часу утворені відповідно вимірювальним конденсатором і першим резистором, еталонним конденсатором і другим резистором, причому одновібратори з'єднані за схемою кільцевого автогенератора, в якому, згідно з винаходом, вихід першого одновібратора підключено до входу першого фільтра нижніх частот, а вихід другого одновібратора підключено до входу другого фільтра нижніх частот, причому до інших входів першого і другого фільтрів нижніх частот підключено відповідно перший та другий цифрові потенціометри, з'єднані своїми входами з виходом стабілізатора напруги, в той же час виходи першого і другого фільтрів нижніх частот приєднані до входів аналогового мультиплексора, що своїм виходом з'єднаний із входом підсилювача, у коло зворотного зв'язку якого введено третій цифровий потенціометр, а вихід підсилювача приєднано до входу мікроконтролера із вбудованим аналого-цифровим перетворювачем, причому відповідні виходи мікроконтролера підключені до входів першого, другого і третього потенціометрів, адресних входів аналогового мультиплексора і до входів рідинно-кристалічного модуля. Використання першого і другого фільтрів нижніх частот з підключеними до їх відповідних входів першим і другим цифровими потенціометрами, керованими від мікроконтролера, напруга на які потрапляє від стабілізатора напруги, дозволяє подавати на відповідні входи фільтрів нижніх частот певні значення постійної напруги і у такий спосіб компенсувати систематичну складову загальної похибки, зумовлену «дрейфом нуля» і наявністю постійної складової сигналів на виходах одновібраторів. Використання аналогового мультиплексора, керованого мікроконтролером, дозволяє використати один підсилювач для обох каналів вимірювання і у такий спосіб зменшити інструментальну похибку вторинного перетворювача. Застосування у зворотному зв'язку підсилювача третього потенціометра, керованого мікроконтролером, дозволяє програмно регулювати коефіцієнт підсилення і здійснювати масштабування і нормування вихідного аналогового сигналу. На фіг. зображено функціональну схему вторинного вимірювального перетворювача вологості матеріалів. Вторинний вимірювальний перетворювач вологості матеріалів складається з першого одновібратора 1 і другого одновібратора 2. RC-кола зада 50763 4 вання часу одновібраторів 1, 2 утворені відповідно вимірювальним конденсатором 3 і першим резистором 4, еталонним конденсатором 5 і другим резистором 6. Одновібратори з'єднані за схемою кільцевого автогенератора. Вихід першого одновібратора 1 підключено до входу першого фільтра нижніх частот 7, а вихід другого одновібратора 2 підключено до входу другого фільтра нижніх частот 8. До інших входів першого і другого фільтрів нижніх частот 7 і 8 підключено відповідно перший цифровий потенціометр 9 і другий цифровий потенціометр 10, які з'єднані своїми входами з виходом стабілізатора напруги 11. В той же час виходи обох фільтрів нижніх частот підключені до входів аналогового мультиплексора 12. Аналоговий мультиплексор 12 своїм виходом з'єднаний із входом підсилювача 13. У коло зворотного зв'язку підсилювача 13 введено третій цифровий потенціометр 14, а вихід підсилювача 13 приєднано до входу мікроконтролера 15 із вбудованим аналогоцифровим перетворювачем 16. Відповідні виходи мікроконтролера в свою чергу підключені до входів рідинно-кристалічного модуля 17. Пристрій працює наступним чином. Одновібратор 1 і одновібратор 2 формують на своїх виходах послідовності прямокутних імпульсів напруги. Тривалість цих імпульсів залежить від номіналів вимірювального конденсатора 3, першого резистора 4, еталонного конденсатора 5 і другого резистора 6, що утворюють відповідні RC-кола задавання часу обох мультивібраторів. Фільтри нижніх частот 7 і 8 виокремлюють постійну складову сигналів з виходів одновібраторів 1 і 2, причому значення постійної складової на виходах обох фільтрів нижніх частот пропорційне тривалості прямокутних імпульсів напруги на виходах одновібраторів 1, 2. Цифрові потенціометри 9, 10, що під’єднані до відповідних входів фільтрів нижніх частот, формують необхідний рівень сталої напруги, що надходить від стабілізатора напруги 11, для компенсації «дрейфу нуля» на виходах фільтрів нижніх частот і усунення постійної складової сигналів з виходів одновібраторів. Сигнали у формі сталих напруг передаються за допомогою аналогового мультиплексора 12 на вхід підсилювача 13 по черзі. Третій цифровий потенціометр 14, уведений в коло зворотного зв'язку підсилювача 13, здійснює функцію нормування аналогового сигналу на виході підсилювача 13 і забезпечує його необхідний рівень. Мікроконтролер 15 виконує функції: програмного керування першим 9, другим 10 і третім 14 цифровими потенціометрами; послідовного під'єднання сигналів з виходів першого 7 і другого 8 фільтрів нижніх частот на вхід підсилювача 13 керуючи адресними входами аналогового мультиплексора 12; сприймання і оброблення аналогових сигналів з виходу підсилювача 13 за допомогою вбудованого аналого-цифрового перетворювача 16; обчислення результату вимірювання вологості і його відображення на рідиннокристалічному модулі 17. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 50763 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601