Измеритель относительной влажности воздуха
0 П И С А Н И Е (ii>483614
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.72 (21) 1860419, 26-25 (5 с присоединением заявки №
ГосУдаРственный комитет (23) Приор
Совета Министров СССР по лелам изобретений Опубликовано 05.09.75. Бюллетень Ъ 33 (53) УДК 551.508(088.8) и открытии
Дата опуоликования описания 27.04.76 (72) Авторы изобретения
Б. M. Четверухин, A. Т. Сорокина, A. М. Литвинов и 1О. А. Швец
Институт автоматики (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ
ВОЗДУХА
Изобретение относится к устройствам для измерения неэлектрических величин электрическими методами и может быть использовано при разработке систем контроля и управления параметрами микроклимата.
Как известно, относительная вла>кность воздуха является функцией абсолютной вла>кности воздуха и его температуры. При использовании в качестве чувствительного элемента абсолютной влажности воздуха датчика с резистивным выходом (психрометрического, подогревного хлористо-литиевого с термометром сопротивления и др,) относительная влажность выражается зависимостью; где R„ — сопротивление датчика абсолютной влажности;
R, — сопротивление датчика температуры;
Кь Кз — коэффициенты, зависящие от типа датчика.
Графически величина, определяющая относительную влажность воздуха F ляет собой тангенс угла наклона луча, аппроксимирующего зависимость сопротивления дат:ика абсолютной влажности RÄ от сопротивления датчика температуры R, при данном значении (р, причем все аппроксимирующие лучи исходят из одной точки с координатами (К! и Кг), как показано на фпг. 1.
Схема, реализующая зависимость (1), содержит два измерительных мосп!ка. В плечо каждого измерителы!Ого мостика Вкл!о !еп чувствительный элемент, в одном мостике — датчик температуры, в другом — датчик абсолютной влажности. Оба измерительных мостика подключены к отдельным источникам питающего напря>кения. В выходную диагональ мостика с датчиком абсолютной влажности включен реохорд, с помощью которого уста15 навливается напряжение, равное напря>кепи!о выходной диагонали мостика, в который включен датчик температуры Для уравновешивания используется либо нуль-орган, либо автоматический компенсатор, выходной величи20 ной при этом является перемещение движка реохорда.
Однако реальные характеристики Rp —— t(R,) при cp;=const не пересекаются в одной точке, как предполагается зависимостью (1), а
25 имеют область пересечения характеристик, как показано на фиг. 2. Аппроксимация характеристик RÄ = 1(т(,) при
=const отрезками, исходящими из одной точки, лишь прибли>кенно дает реаль30 ные характеристики.
483614
Недостатком известной измерительной схемы является невысокая точность измерения относительной влажности в широком диапазоне изменения температуры и относительной влажности воздуха.
Цель изобретения — повышение точности и диапазона измерения воздуха, Поставленная цель достигается благодаря тому, что дополнительный реохорд, механически связанный с компенсатором, включен в цепь источника питания измерительного мостика, в плечо которого включен датчик абсолютной влажности.
Рассмотрим реальные характеристики зависимости R„=f(R,) npz q;;=iconst (фиг. 2). Если выбрать опорное сопротивление R, равным сопротивлению датчика абсолютной влажности
R„при максимальном значении измеряемой абсолютной влажности, то отрезки линии, проведенной параллельно оси сопротивления датчика температуры, на расстоянии от нее, равном Р„до пересечения с характеристиками
R„=f(R,) при ;=const, определяют величину относительной влажности воздуха. Точность аппроксимации в этом случае определяется лишь нелинейностью зависимости R„=
=f(R,) при cp,=const. Так как эти характеристики представляют собой семейство расходящихся прямых, и углы наклона последних к оси сопротивления датчика температуры меняются с изменением ср, причем углы наклона увеличиваются с ростом относительной влажности, то можно составить зависимость для относительной влажности воздуха
F (q) =, + (, — P ) ctg м, (2) где =f(V)
На фиг. 3 представлена схема измерителя относительной влажности воздуха, содержащая источники напряжения 1, 2, опорное сопротивление 3, датчик абсолютной влажности
4, датчик температуры 5, компенсатор 6, дополнительный реохорд 7.
Входная диагональ измерительного мостика с датчиком абсолютной влажности 4 и опорным сопротивлением 3, включенным в соседние плечи мостика, соединена с дополнительным реохордом 7, который подключен к источнику напряжения 1.
Измерительный мостик с датчиком температуры 5 подключен входной диагональю непосредственно к источнику напряжения 2. Выходные диагонали мостов соединены последовательно и подключены к измерителю напряжения 6.
Напряжение на выходной диагонали мостика, в плечо которого включен датчик темпера5 туры, пропорционально сопротивлению Я„ т. е. U, — KR„, так как сопротивления остальных плеч этого моста постоянны и выбраны таким образом, чтобы напряжение U, было равно нулю лишь при минимальной измеряе10 мой температуре.
Мостик с датчиком абсолютной влажности и опорным сопротивлением в соседних плечах имеет напряжение на выходной диагонали, пропорциональное разности сопротивлений
15 (Rp — R„), т. е. Uz — — К (Rp — Ry) при равенстве между собой оставшихся двух сопротивлений.
Оба измерительных мостика соединяются таким образом, чтобы на вход измерителя 6 20 подавалось суммарное напряжение, т. е. вых 7д + р 3 с + К4 (ЛО р) (3)
По теории мостовых схем Кз и К, определяются питающими напряжениями, поэтому ко25 эффициент Кз есть величина постоянная, а коэффициент К, изменяется пропорционально перемещению движка реохорда.
Для получения точного соответствия выражения (3), реализуемого схемой измерите30 ля, выражению (2), являющемуся аппроксимацией R„=f(R,) при 35 профилирования дополнительного реохорда. Применение предложенного измерителя относительной влажности позволяет повысить точность измерения в широком диапазоне измерения относительной влажности и темпера40 туры воздуха. Предмет изобретения Измеритель относительной влажности возду45 ха, содержащий измерительный мост с датчиком влажности, компенсационный мост с датчиком температуры, источники питания и компенсатор, отл и ч а ющийс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона 50 измерения, источник питания измерительного моста связан с компенсатором через дополнительный реохорд, устанавливающий величину выходного напряжения. 483614 Составитель В. Гусева Редактор T. Орловская Техред Л. Казачкова Корректоры: А. Дзесова и 3. Тарасова Заказ 744!7 Изд. № 42 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2
