Устройство для измерения относительной влажности воздуха Советский патент 1988 года по МПК G01N25/62 

ее

О) 4

:о

О)

ел

113

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сельском хозяйстве для измерения относительной влажности воздуха в теплицах, парниках, плодоовощных хранилищах, а также в других сооружениях, где требуется измерение относительной влажности воздуха.

Цель изобретения - расширение фун- кциональных возможностей устройства для измерения относительной влажности воздуха по соотношению температур сухого и смоченного датчиков температуры.

На фиг.1 изображена принципиальная ехема устройства для измерения отно- .:ительной влажности воздуха;на фиг.2- зависимость разности температур лt сухого и смоченного датчиков температуры от относительной влажности воздуха Ср при различных значениях температуры воздуха t , t и постоянной скорости обдува датчиков; на фиг.З - зависимость отношения

Устройство работает следующим образом.

Сухой 1 и смоченный 2 датчики температуры устанавливаются в воздушную среду, где необходимо измерять относительную влажность, или, при необходимости, в аспирационное устройство, осуществляющее отбор проб воздуха для измерения его относительной влажности. Разность температур dt сухого и смоченного датчиков при постоянной температуре воздуха пропорциональна относительной влажности (фиг,2), причем, чем вьше температура воздуха t 7 tj, тем больше угол наклона прямой к оси относительной влажности воздуха ц . Тангенс угла наклона прямой разности температур коси относительной влажности

воздуха

dt

100 - U

при постоянной скс

2Ь

рости обдува.датчиков и давлении воздуха однозначно зависит от температуры воздуха t (фиг.З) и представляет

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сельском хозяйстве и других областях народного хозяйства, где требуется измерение относительной влажности воздуха. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит сухой и смоченный датчики температуры, усилительно-преобразовательный блок и регистратор. Показания регистратора прямо пропорциональны относительной влажности воздуха. Это достигается за счет реализации .аппроксимированной зависимости отношения / t/(lOO - 1),где dt - разность температур сухого и смоченного датчиков; if- относительная влажность, от температуры воздуха усилительно-преобразовательным блоком. Он содержит два дифференциальных усилительных каскада (Д), сумматор, аналоговый делитель сигналов и два делителя опорного напряжения. На вход первого Д подключены сухой и смоченный датчики температуры воздуха, на вход сумматора - выход первого делителя опорного напряжения и сухой датчик температуры. Выходы первого Д и сумматора подключены к аналоговому делителю сигналов, выход кото- poi o подключен к входу второго Д, второй вход которого подключен к выходу второго делителя опорного напряжения. Выход второго Д подключен к регистратору. 3 ил. (Л

лt

100 - ц

от температуры воздуха t

при постоянной скорости обдува датчиков температуры.

Устройство для измерения относительной влажности воздуха состоит из сухого 1 и смоченного 2 датчиков тp lпepaтypы, усилительно-преобразовательного блока 3 и регистратора 4. Усилительно-преобразовательньп блок 3 имеет первый дифференциальный усилительный каскад 5, на входы которого включены сухой и смоченный датчики температуры, сумматор 6, источник (не показан) и два делителя 7 и 8 опорного напряжения, причем на один из входов сумматора 6 подключен сухой датчик температуры, а на второй - первый делитель 7 опорного напряжения, аналоговый делитель 9 сигналов, на входы которого включены выходы первого дифференциального усилительного каскада и сумматора, второй дифференциальный усилительный каскад 10,на один из входов которого включен выход аналогового делителя сигналов, на другой вход - второй делитель 8 опорного напряжения, а выход связан с регистрирующей аппаратурой - регистратором 4. Для правильного функционирования блока 3 он содержит резисторы R1-R15 значения сопротивления которых обозначены R ,-R ,5.

dt

собой функцию вида

А ,+ Kt,

где АО и К - постоянные величины. На входе X аналогового делителя 9 сигналов, подключенном к выходу первого :,ифференциального усилительного каскада 5, напряжение V пропорционально разности температур ut сухого и смочен- ного датчиков:

Vx ,

где К, - коэффициент пропорциональности, численно равный произведению коэффициента усиления дифференциального усилительного каскада (К 5) и передачи датчиков температуры (К j) . На входе Y аналогового делителя 9 сигналов, подключенном к выходу сум- атора 6, напряжение V пропорционально:

50

V Ь- V RS

it

V - выходное напряжение сухого

датчика температуры, пропорциональное температуре воз- духа;

V - выходное напряжение первого делителя опорного напряжения ,

31364965

Резисторы R6 и R7 выбираются таким образом, что отношение их сопротивлений равно коэффициенту передачи

не но ро го

датчиков температуры (--- К ). В

R

ЭТОМ случае выходное напряжение V

аналогового делителя порционально

9 сигналов проX/V

где К - коэффициент передачи аналогового делителя 9 сигналов, устанавливаемый по условию

К К ,

1;

vL выходное напряжение первого делителя опорного напряже- . ния.

Таким образом, выходное напряжение аналогового делителя 9 сигналов пропорционально

X/V

t (

-« V

и при соответствующем выборе сопротивление резистора R5 и выходного на пряжения v первого делителя опорного напряжения пропорционально отношению разности температур Jt сухого и смоченного датчиков температулс

ры к тангенсу т;чр:- угла наклона прямой, представляющей эту разность в зависимости от относитель ой влажности воздуха при неизменных условиях, обдува датчиков, к оси относительной влажности воздуха.

-Jf (100-v).Kj,

100 -V

М - относительная влажность воздуха, выраженная в процентах;

К , - коэффициент пропорциональности.

RIS ,

При условии -- -- 1 к„ к

выходнее напряжение устройства равно разности входных напряжений второго дифференциального усилительного каскада 10:

- V

X/V

V

- 100 К +

+ К,

где V - выходное напряжение второго делителя 8 опорного напряжения.

В зависимости of верхнего предела измерения регистратора 4 устанавливается равное ему значение выходного напряжения второго делителя 8 опорного напряжения и определяется требуемый коэффициент пропорциональности выходной величины устройства значению относительной влажности

воздуха К ---,где

v,верхНИИ предел измерения регистрирующей аппаратуры.

Настройка и корректировка показаний устройства осуществляются следующим образом. Сухой и смоченньйдатчики температуры устанавливаются в воздушную среду с контролируемыми и регулируемыми параметрами (температурой и влажностью). Путем подключения регистрирующей аппаратуры к выходам датчиков температуры измеряется их выходное напряжение при различных значениях температуры и определяется коэффициент передачи (Kj) датчиков температуры, по его значению

подбирают резисторы R6 и R7

1т

45

К . Затем определяют зависимость отношения разности температур сухого и смоченного датчиков к величине (100 - 1) К, от температуры воздуха, которая аналогична прямой на фиг.З, поэтому достаточно двух измерений при различной температуре воздуха. Точка пересечения прямой

и оси

at

(100 - ч ) KS

определяет

55

численное значение выходного напряжения V{j первого делителя опорного напряжения, которое устанавливают резистором R9, а по тангенсу угла наклона прямой к оси температуры определяют требуемое значение сопротивления резистора: ,

Re

K

где

тангенс

угла наклона прямой к оси температуры. Настройку устройства завершают установкой резистором R11 выходного напряжения второго делителя опорного напряжения, равного верхнему пределу измерения регистрирующей аппаратуры.

Таким образом, выходное напряжение устройства

(v,

К у) , прямо

пропорционально относительной влажности воздуха и не требует спедиаль- ных корректирующих устройств, а так- жр градуировки.

о р м у л а

зобретения

Устройство для измерения оть оси- тельной влажности воздуха, содержа- iuee сухой и смоченный датчики температуры, первый дифференциальный

И регистратор, о т л и ч а - е с я тем, что, с целью расшиусилительный каскад, на входы которого подключены выходы датчиков температуры, аналоговый дели гель сигналов, на один вход которого подключен выход Первого дифференциального ус 1лительного каскада, источник, и два делителя опорного напряженияю ш е

рения функциональных возможностей уст ройства, оно дополнительно снабжено сумматором, на один вход которого подключен выход сухого датчика температуры, на другой - первый делитель опорного напряжения, а выход связан е вторым входом аналогового делителя сигналов и вторым дифференциальным усилительным каскадом, на один вход которого подключен выход аналогового делителя сигналов, на другой - второй делитель опорного напряжения, а выход соединен с регистратором.

Фиг.

фие. 2

too

fpue.Z