Автоматический конденсационный гигрометр

 

АВТОНАТЖЕСКИЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР, содержащий полупроводниковый охладитель с закрепленным на нем зеркалом в виде электротермопроводника . Нанесенного на изолирующую подложку, подключенный к зеркалу измеритель температуры, источник света и фотодетектор, соединенньй с входом предварительного усилителя, выход которого подключен к входам регуляторов охлаждения и нагрева, причем выход регулятора нагрева электрически связан с зеркалом, о т л и ч а D ц и и с я тем, что, с целью устранения влияния регулятора нагрева на измеритель температу{Н||, повышения точности и упрощения конструкции в качестве измерителя температуры использует ся компенсационный измерительный мост, в одно плечо которого включено зеркало , а диагональ питания подключена g к выходу регулятора нагрева.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ сОиигг

РЕСПУЬЛИН

3щ) 6 01 и 2 0

ГОСУДА СТ ЕНН Й HOM@mr CeC1

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

«» " гл

ОПИСАНИЕ ЯЗОБРЕТЕНИ Г:- .,""-: :- :", >

Н ABTOPCNOEAV CBWIETEOBCTBV (21) 3292948/18"25 (22) 02.06.81 (46) -30.07.83. Бюл. и 28 (72) 6.В. Радзиевский, В.И. Непо, годин, В.Э. Романовский и М.И.Онькин (53) 533 ° 275(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 265500, кл. G 01 И 21/50, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

И 693348, кл. а 05 О 23/19, 1980 .(прототип). (54)(57) АВТОМАТ ВЕСКИЙ КОНДЕНСАЦИОН"

НЫЙ ГИГРОМЕТР, содержащий полупроводниковый охладитель с закрепленным на нем зеркалом в виде электротермопроводника, нанесенного на изолирующую подложку, подключенный к зеркалу измеритель температуры, источник свет-а и 4ютодетектор, соединенный с входом предварительного усилителя, выход которого подключен к входам регуляторов охлаждения и нагрева, причем выход регулятора нагрева электрически связан с зеркалом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью устранения влияния регулятора нагрева на измеритель температуры, повыаения точности и упрощения конструкции, в качест ве измерителя температуры используется компенсационный измерительный мост, в одно плечо которого включено зеркало, а диагональ питания подключена Я к выхоДу регулятора нагрева.

1 1032

Изобретение относит,„ лэмерительной технике и может быть использовано при химико-термической обработке для контроля точки росы технологических газов,а также в метеорологии.

Известен конденсационный гигрометр, содержащий полупроводниковый охладитель, зеркало, источник света, регулятор охлаждения зеркала, фото- 10 детектор, установленный на входе предварительного усилителя, выход которого подключен к входу регулятора охлаждения зеркала, датчик температуры, установленный под зеркалом и соединенный с вторичным прибором 1).

Однако указанный гигрометр обладает недостаточной точностью вследствие наличия между поверхностью зеркала и датчиком температуры градиента 20 температуры, зависящего от величины теплового потока, а также недостаточным быстродействием вследствие инерционности полупроводникового охладителя и системы зеркало - датчик тем- 25 пературы.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический конденсационный гигрометр, содержащий полупроводниковый охладитель с закрепленным на нем зеркалом в виде электротермо- проводника, нанесенного на изолирующую подложку, подключенный к зеркалу измеритель температуры, источник света и фотодетектор, соединенный с входом предварительного усилителя, выход которого подключен к входам регуляторов охлаждения и нагрева, причем выход регулятора нагрева электрически связан с зеркалом 12).

Недостаток известного гигрометра

40 заключается в дополнительной погрешности из-за влияния регулятора нагрева на измеритель температуры.

Цель изобретения " устранение алия. ния регулятора нагрева на измеритель температуры, повышение точности и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом конденсационном гигрометре, содержащем полупроводни- 50 ковый охладитель с закрепленным на нем зеркалом в виде электротермопроводника, нанесенного на изолирующую подложку, подключенный к зеркалу измеритель температуры, источник света 55 и фотодетектор, соединенный с входом предварительного усилителя, выход которого подключен к входам регуляторов

388

2 охлаждения и нагрева, причем выход регулятора нагрева электрически связан с зеркалом, в качестве измерителя температуры используется компенсационный измерительный мост, в одно плечр которого включено зеркало, а диагональ питания подключена к выходу регулятора нагрева.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого гигрометра .

Гигрометр содержит полупроводниковый охладитель 1, зеркало 2, установленное на верхнем электроизолирующем теплопереходе 3 охладителя 1, лампу

4 и фотодетектор 5, образованный, на- . пример, рабочим 6 и балластным фоторезисторами.

Выход фотодетектора 5 соединен с входом предварительного усилителя 8, выход которого подключен к входам регулятора 9 охлаждения зеркала и регулятора 10 нагрева, Гигрометр включает также вторичный прибор, выполненный в виде компенсационного измерительного моста 11, служащего для изменения сопротивления . зеркала при измерении его температуPbl .

Иост 11 содержит мостовую схему, образованную резисторами R, R 2 и Rз и реохордом l2, усилитель 13 с автоматическим регулированием усиления и балансирный двигатель 14, соединенный с движком реохорда 12 и показывающей стрелкой 15.

Диагональ. питания мостовой схемы подключена к выходу регулятора 10, а измерительная диагональ - к одному из входов усилителя l3, второй вход которого подключен к выходу предва" рительного усилителя 8, а выходк балансирному двигателю 14.

Шкала компенсационного измерительного моста 11 отградуирована в единицах температуры.

Измерительное плечо мостовой схемы подключено к зеркалу 2, выполненному иэ металла с достаточно высоким {более 0,003 град ") термическим коэффициентом сопротивления, например плати- ны, никеля или золота.

Зеркало 2 выполнено иэ тонкой фольги, наклеенной на верхний электроизолирующий теплопереход 3, выполненный в виде керамической пластины из окиси бериллия.

Касса зеркала не превышает нескольких долей миллиграммов, а его постоян3 ная времени нагрева и охлаждения не должна превышать сотых долей секунды, что соизмеримо с инерционностью элект. ронной схемы и на порядок ниже инерционности,выпадения и осаждения конденсата влаги в любых точках диапазона измерения гигрометра.

Устройство работает следующим o6-. разом. .После включения гигрометра в сеть 10 питания регулятор 9 охлаждения зерка ла пропускает через полупроводниковый охладитель 1 полный ток охлаждения, благодаря чему зеркало 2 интенсивно охлаждается. При этом от регулятора

10 нагрева поступает минимальный ток питания измерительного моста 11, а на усилитель 1.3 подается сигнал, повышаю:щий коэффициент усиления до максимальной.величины. Понижение темпера- 2о туры зеркала включенного в измерительное плечо мостовой схемы вызывает из" менение сопротивления материала зер" кала 2,- что приводит к появлению сиг" нала рассогласования s измерительной диагонали мостовой схемы. Этот сигнал усиливается усилителем 13, приводя к срабатыванию двигатель 14.

Двигатель 14 восстанавливает баланс мостовой схемы перемещением движка реохорда 12 и одновременно изменяет положение показывающей стрелки 15, которая устанавливается против деле" ния шкалы, соответствующего. темпера". туре зеркала. В момент достижения зеркалом 2 температуры точки росы на выходе предварительного усилителя

8 появляется сигнал разбалжса, вызывающий увеличение тока на выходе

:регулятора 10 и в диагонали питания 4, 1О 2388 4 мостовой схемы компенсационного измерительного моста 1 1; Увеличение тока через мостовую схему, а следовательно, и через материал зеркала 2 приводит к нагреву последнего, компенсирующему дальнейшее охлаждающее действие охладителя 1, и на зеркале- 2 устанавливается постоянный слой конденсата. Увеличение тока в цепи питания мостовой схемы не изменяет описанного ранее принципа действия моста 11, и он продолжает измерять температуру зеркала 2 по изменению его сопротивления. В результате увеличения тока в диагонали питания повышается чувствительность мостовой схемы. Однако повышение чувствительнос" ти схемы компенсируется снижением коэффициента усиления усилителя 13. Такая компенсация позволяет исключить автоколебанйя в цепях измерения при значительном повышении чувствительности компенсационного измерительного моста 11.

Совмещение функций в одном элементе (зеркале) дает возможность полностью исключить существующий в известных гигрометрах градиент температуры между зеркалом и датчиком температуры, составляющий 1-3 С, а следовательно, повысить точность гигрометра.

Применение s качестве измерителя температуры компенсационного измерительного моста с включением зеркал в одно из плеч и подключение диагонали питания к выходу регулятора нагрева позволяют полностью исключить влияwe изменений режима нагревателя на измеритель температуры.

1032388

Составитель Ю, Коршунов

Редактор p . Лежнина Техред Т.Иаточка Корректор Г Рееетник

Ф меа ма

Заказ 5394/49 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, 3"35, Рауаская наб.> д, 4/$

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная,