Устройство для измерения влажности Советский патент 1987 года по МПК G01N25/56 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к приборам для определения влажности веществ по теплофизическим параметрам, и может быть использовано в химической, металлургической и др. отраслях промьшшенности, Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, управляемый источник 2 напряжения, последовательно соединенные термореэистор 3 и ограничительный резистор 4, блок 5 деления напряжения, запоминающее устройство 6, первое 7 и второе 8 вычитающие устройства, измеритель 9 временных интервалов. Последовательно соединенные терморезистор 3 и ограничительньй резистор 4 подключены к выходу управляемого источника 2 напряжения, вход которого подключен к выходу блока 1 управления. Первый вход (числителя) блока 5 деления напряжения подключен к терморезистору 3, второй вход (знаменателя), соответственно, подсоединен к ограничительному р езистор.у 4. Выход блока 5 деления напряжения соединен с вторым входом запоминающего устройства бис первыми входами вычитающих устройств 7 и 8. Первьй вход запоминающего устройства 6 соединен с блоком 1 управления, а выход соединен с вторыми входами вычитающих устройств 7 и 8, выходы которых подсоединены,соответственно, к первому и второму входам измерителя временных интервалов. При стабилизации величины мощности термочувствительного элемента 3 величина ограничительного резистора 4 определяется как

R R

R

мин WQKt

(1)

где R, и RMOIKC минимальное и максимальное значе1шя сопротивления терморезистора 3 при температурах, соответствующих граничным значениям диапазона измеряемых влажностей.

Устройство работает следунщим об- разом.

При помещении резисторов 3 и 4 в испытуемую среду блок 1 управления включает источник напряжения. При

линейной зависимости сопротивления терморезистора 3:

R,(t) R(1 ).

(2)

где R - сопротивление терморезистора 3;

RQ - сопротивление терморезистора при t 0°С; t - температура; ОС - те1-нтературный коэффициент

сопротивления.

Сопротивление ограничительного ре- зистора 4 не зависит от температуры.

На. выходе блока 5 присутствует нормированный электрический сигнал в виде линейной функции температуры

20

и k

1 (1 ).

5

0

где k - постоянный нормирующий коэффи1)1ент; R - сопротивление ограничитель5 ного резистора 4.

После окончания переходного процесса при нагреве по сигналу с блока т управления, запоминающее устройство .6 отключается от выхода блока 5. НапQ ряжение на выходе блока 5 в этот момент соответствует начальной температуре (t) измерительного терморе- . зистора 3, это напряжение фиксируется на выходе запоминающего устройства 6 - Ug(tj,) и подается на вычитающие устройства 7 и 8. По мере нагрева измерительного терморезистора 3 напряжение Ug растет и при достижении им некоторого заданного предела

р t +0, включается измеритель 9, а при достижении второго предела t + Sj измеритель выключается. Второй уровень, соответствующий определенному напряжению нагрева, подаваемому на

g цепь , включает запоминающее

устройство 6, и цикл измерения повторяется. Стабилизация мощности осуществляется прдбором соотношений величин сопротивлений R и R согласно формулы (1).

Измерительньй .терморезистор вьшол- нен из меди RQ 3 Ом. Ограничительный резистор вьтолней из константана R 3,5 Ом.

Рабочий диапазон температур - 15-65 С. Фиксированные пределы перегрева измерительного терморезистора в( 15 с, 02 25 С приняты при оп- . ределении бикарбоната натрия в диапазоне относительных влажностей 10-25%. Влажность определяется как функция временного интервала при нагинтервалов, причем первый вход блок деления напряжений подключен к терм резистору, второй - к ограничительн

реве терморезистора 3 в фиксированном му резистору, выход соединен с втодиапазоне температур t

+ 6,-t

+ 0,

рым входом запоминающего устройства с первыми входами вычитающих устройс второй выход запоминающего устройств соединен с вторыми входами вычитающи .10 устройств, выходы которых соединены с соответствующими входами измерител временных интервалов, а величина ограничительного резистора определяется как

Ф

ормула изобретения

Устройство для измерения влажности, содержащее последовательно соединенные терморезистор и ограничительный резистор, подключенные к выходу управляемого источника напряжения, вход которого подключен к выходу блока управления, и запоминающее устройство,- вход которого соединен с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены блок деления напряжений, два вычитающих .устройства и измеритель временных

Редактор Л.Повхан

Составитель Ю.Коршунов Техред- А.Кравчук

Заказ 3575/45 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

г1330530

интервалов, причем первый вход блока деления напряжений подключен к терморезистору, второй - к ограничительноом му резистору, выход соединен с вто му резистору, выход соединен с вто

рым входом запоминающего устройства и с первыми входами вычитающих устройств, второй выход запоминающего устройства соединен с вторыми входами вычитающих .10 устройств, выходы которых соединены с соответствующими входами измерителя временных интервалов, а величина ограничительного резистора определяется как

15

МИ Ц макс

где R,, и RJ,д,. - минимальное и максимальное значения сопротивления 20 терморезистора при температурах, соответствующих граничным значениям диапазона измеряемых влажностей.

Корректор А.Зимокосов

Устройство относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в химической, металлургической и др. отраслях про- мьппленности. Цель - повышение точности определения влажности или нагрева чувствительного терморезистора в заданном интервале температур. Это обеспечивается применением схемы ре- . гулирования первого порядка, состоя-, щей из запоминающего устройства для фиксации начальной температуры, двух вычитающих устройств компараторного типа и измерителя временных интервалов. В устройстве применен режим стабилизации мощности терморезистора, .для чего последовател ьно с ним установлен ограничительный резистор, величину которого выбирают исходя из минимального и максимального значений сопротивления терморезистора при температурах, соответствующих граничным значениям диапазона измеряемых влаж- ностей. На схему регулирования пода- .ется нормированный сигнал в виде соотношения напряжений, снимаемых с терморезистора и ограничительного резистора. 1 ил. с (Л со 00 о Сл 00