Cтраница 2
В последние годы в измерительных устройствах электрических влагомеров применяют транзисторы и полупроводниковые диоды, позволяющие осуществить весьма портативные, малогабаритные и экономичные по потреблению тока приборы. Перечисленные достоинства имеют особое значение для так называемых полевых влагомеров, предназначенных для измерения влажности в поле, на транспорте и в других случаях, когда отсутствуют внешние источники тока. Влагомеры на транзисторах обычно представляют собой мегомметры, собранные по схемам, аналогичным схемам ламповых мегомметров. Как известно, недостатком полупроводниковых усилителей постоянного тока является наряду с дрейфом нуля, вызванным теми же причинами, что и в ламповых усилителях, еще более значительный температурный дрейф. Для устранения погрешностей, связанных с обоими факторами, в наиболее простых измерительных схемах неавтоматических влагомеров ограничиваются регулировкой перед измерением величины коэффициента усиления усилителя и напряжения питания. Ввиду малой длительности измерения такой способ обычно дает вполне удовлетворительные результаты. В более совершенных схемах предусматривается не только уменьшение дрейфа нуля ( применение балансных каскадов), но и специальные меры для ограничения величины тепловых токов и их влияния на дрейф усилителя. К этим мерам относятся введение отрицательных обратных связей, уменьшение температурных изменений коллекторного тока введением добавочного сопротивления в цепь эмиттера и ограничением внешнего сопротивления в цепи базы и др. Для балансных усилителей полупроводниковые триоды подбирают с наиболее близкими характеристиками: зависимостями токов коллектора от токов баз, а также температурными зависимостями начального тока коллектора. Из мер конструктивного характера эффективной является монтаж полупроводниковых приборов в термоизолированных футлярах, обладающих большой теплоемкостью и сглаживающих колебания температуры окружающей среды. [16]
Таким образом, реализовать какой-либо из бесконтактных методов не представляется возможным. Контакта между поверхностью покрытия и датчиком толщины не избежать, однако удельное давление должно быть такой величины, чтобы не деформировать в месте контакта размягченную поверхность покрытия. Механическим индикатором воспользоваться нельзя, поскольку, как уже отмечалось, поверхность трубы не имеет фиксированного положения в пространстве. Необходим датчик, который лежал бы на покрытии и был бы чувствителен к расстоянию до поверхности трубы. Такими датчиками являются емкостные и индуктивные датчики. Емкостным датчиком измеряется зависящая от толщины покрытия емкость между датчиком ( металлическим роликом, обкатывающимся вокруг трубы) и трубой. Однако при небольших габаритах ролика измеряемая величина емкости составляет всего несколько пикофарад. Правильно измерить такие малые емкости трудно. Здесь требуется применение высокой частоты, мощного усиления, сложной экранировки. Сла бым местом схемы является входящий в измерительную цепь контакт с вращающейся трубой. Более перспективны индуктивные датчики, представляющие собой небольшие катушки индуктивности, основной магнитный поток которых шроходит через ферромагнитный сердечник, немагнитное покрытие и ферромагнитный материал подложки. Толщина покрытия определяет зазор магнитной цепи, от которого зависит индуктивность катушки. При одинаковых габаритах мощность индуктивных датчиков гораздо больше, чем емкостных, что позволяет строить простые измерительные схемы. Питание этих схем может осуществляться с частотой сети. Электрический контакт с вращающейся трубой отсутствует. [17]