Устройство для измерения влажности газов

 

Союз Советским

Социапистическик

Респ (11) 573788

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено222076 (21) 2413658/25 (Ы) М. Кл.й

GQ1W 1/11 с присоеаииением заявки №вЂ”

Говтднрвтванныб номнтот ооаотб Мнннвтров оооьр но донам нвобрнтоннб н отнрытн% (23) Приоритет(43) Опубликовано 25О9,77, Бюллетень % 35 (45) Дата опубликования описания 14.11,77 (53) УДК

543.712(088.8) (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя I С. Н ° Пестов, О . В . Кульков и В . А . Коган (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ lA30B

Кроме того, использование однокаскад. ного транзисторного усилителя постоянного тока приводит к значительной нестабильности из-эа температурного дрейфа. Температурная компенсация в устрой стве отсутствует, что не позволяет испольэовать датчики в важности, у кото ых выходная характеристика зависит от

1емпературы.

Целью изобретения является термокомпенсация и повышение точности измерений в широком диапазоне.

Это достигается тем, что в устройство введены сииметричный автоматический переключатель полярности источника питания и равноплечий мост постоянного тока, параллельно двум смежным плечам которого включены интеграторы, усилитель постоянного тока выполнен по балансной схеме. Причем одйа иэ диаго- налей днодного кольцевого фаэочувствительного выпрямитЕля подключена к выходу. симметричного автоматического переключателя через два сопротивления s виде двухполюсников с гигристором и термистором, а другая диагональ совмещена с диагональю .Равноплечего моста постоянного тока.

На чертеже представлено устройство для измерения влажности газовИзобретение относитс я к и эмерени ям влажности воздуха и газа и может найти применение в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве при необходимости оперативных измерений переносными средствами с автономным питанием.

Известно устройство на переменном токе для измерения относительной влажности воздуха и газов с помощью сорб- 16 ционных электрических .гигрометрических датчиков влажности, в частности, с гигристорами (1).

Недостатком данного устройства является сложность градуировки шкалы прибора и малая точность,измерения.

Наиболее блнзким тЕхничеСКиМ решением к изобретению является устройство для измерения влажности, содержащее гигристор, термистор, дивный кольце- 2С вой фазочувствительный выпрямнтель. (КФВ), транзисторный усилитель Постоянного тока, нагруженный на иэМеритеЛв. ный прибор(2) .

Однако постоя ный ток транзисторно" 28 го каскада данного устройства смещает диоды КФВ в различных направлейиях, что вызывает погрешность в широком . диапазоне измерений и усложняет настройку схемы. 3 0 (71) ЗаяВИтЕЛЬ Агрофизический научно-исследовательский институт

573788

Оно состоит из двухполюсников с термистором 1, гигристором 2 и с постоянными сопротивл ени ями- последов ат ельными

3,4 и параллельными 5,6. Однй выводы двухполюсников подключены к диагонали кольцевого фаэочувствительного выпрямителя, собранного из диодов 7 — 10, другие объединейы и связаны с выходом электронного симметричного переключателя полярности 11 источника питания

12. Переключатель управляется автоге1О нератором,. не доказанным на схеме.

Вторая диагональ фазочувствительного выпрямителя совмещена с диагональю равноплечего моста постоянного тока, составленного из резисторов 13-17, и со входом балансного транэисторногo усилителя 18 постоянного тока с змиттерной нагрузкой в виде микроамперметра 19 магнитоэлектрической системы и переменного сопротивления 20 конт- ® роль . Параллельно резисторам 13 и

17 включены интегрирующие устройства

21 и 22, имеющие равные и большие постоянные времени.

Устройство работает следующим образом. В период, когда переключатель 11 подает на схему положительное напряжение, двухполюсник с термистором 1 и последовательным диодом 7 включается параллельно резистору 14 и части ре- 30 зистора 15 плеча левой ветви моста постоянного тока и одновременно двухполюсник с гигристором 2 и последовательным диодом 9 включается параллельно резистору 16 и части резистора 15 ч5 плеча правой ветви моста.

Напряжение измерительной диагонали моста постоянного тока будет определяться информатпвным фактором: — неравенством эквивалентных сопротивлений двухполюсников и шумовым, определяемым неидентичностью вольтамперных характеристик диодов 7 и 9. Если параллельные сопротивления 5 и 6 двухполюсников выбраны или рассчитаны, так, чтобы обеспечить режим диодов в линейной части их вольтамперных характеристик, то, во-первых, будет обеспечена наибольшая эффективность выпрямпения при малых токах и, Во-вторых, регули- @ ровки нуля с помощью переменного сопротивления 15 и калибровки с помощью резистора 20 будет достаточно для исключения влияния разбросов воль-, амперных характеристик диодов в широ- . ком диапазоне измерения влажности.

Усилитель постоянного тока 18 балан,сный, а ветви моста иэ резисторов 14, 13 и 16-17 одновременно устанавливают режимы его первых каскадов. При отрицательном напряжении на выходе пере- 60 ключателя 11 двухполюсники с термистором 1, гигристором 2 и диодами 8 и

10 включаются параллельно резисторам нижних плеч моста, соответственно,,13 и 17. 65

Поскольку сопротивления верхних плеч моста равны нижним по условию (иначе ток в один полупериод через поляриэующийся датчик не был бы равен току во второй полупериод), то при отключении двухполюсников от переключателя 11 напряжения, подаваемые от левой и правой ветвей моста на вход усилителя были бы, естественно, равны между собой и порознь-половине напряжения источника питания 12 °

При подключении переключателя 11 в положительный полупериод это напряжение попарно более положительно за счет параллельного включения верхних плеч моста с двухполюсниками, в отрицательный полупериод-попарно более отрицательны. В результате каждое из этих напряжений в течение периода име. ет два уровня, даже если полезный сигнал отсутствует, т . е. эквивалентные сопротивления двухполюсников равны..

Включение интеграторов 21 и 22 сглаживает скачки уровней напряжения и повышает напряжение на плечах моста до половины напряжения источника 12. Дин ами чески е хар акт ери сти ки при бора практически не ухудшаются, так как продолжают определяться инерционностью измерительного прибора. Независимо от присутствия интеграторов в течение периода используются все диоды в идентичных режимах, причем каждый диод с двухполюсником подключается к своему плечу. Этим и использованием узкого участка линейной части BAX диода определяется возможность практически полного исключения влияния разброса ВАХ диода как систематической погрешности с помощью резисторов 15 и 20.

Использование двухполюсника с терми-. стором позволяет осуществлять термокомпенсацию характеристики датчика влажности в широких диапазонах температур и влажностей и повысить точность иэмерения устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения влажности газов, содержащее сорбционный электрический датчик влажности, гигристор, термистор, диодный кольцевой фазочувствительный выпрямитель, транзисторными усил .тель постоянного тока, нагруженный на измерительный прибор, о т л ичэюще е с ятем, что, с целью термокомпенсации и. повышения точности измерений в широком диапазоне,a i него введены симметричный автоматический переключатель полярности источника питания и равноплечий мост постоянного тока, параллельйо двум смежным плечам которого включены Интеграторы, усилитель по=тоянного тока выполнен по балансной схеме, причем одна из диаго-! налей диодного кольцевого фазочувстви573788

Составитель О. Маликова

Техред М.Левицкая Корректор П. Макареви

Редактор Л. Народная

Заказ 3764/37 Тираж 717 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная., 4 тельного выпрямителя подключена к выходу симметричного автоматического переключателя через два сопротивления в виде двухполюсников с гигристором и термистором, а другая диагональ совмещена с диагональю равноплечего моста постоянного тока и входом балансного транзисторного усилителя постоянного тюрка .

Источники информации, принятые ао внимание прн экспертизе:

1. Берлинер М.А. Измерение влажности, М., 1973, с. 94-95.

2. Джонсон A.Ñ. Некоторье свойства гигрометра с анодно-окисленной алюминиевой пленкой, Влажность, Материалы международного симпозиума по влагоиетрии, т. 1., Л., 1967, с. 304.