Цифровой измеритель относительной влажности воздуха Советский патент 1974 года по МПК G01W1/11 G01N27/02 

1

Изобретение относится к области измерительной техники в метеорологии.

В известных измерителях относительной влажности воздуха, содержащих датчики абсолютной влажности и температуры с резистивньши выходами, устройство автоматического переброса уставок, выходы которого соединены со входами измерительной схемы, нормирующего преобразователя и через элемент выдержки времени с пусковым устройством, а выход его через узел допусков подключен к выходу цифрового преобразователя для получения действительного значения измеряемой относительной влажности необходимо алгебраически суммировать коды уставки и отклонения, что усложняет схему.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом измерителе линейный выход устройства автоматического перебора уставок связан со входом цифрового преобразователя, а нелинейный выход связан со входом нормируюидего преобразователя.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого измерителя.

Датчик температуры 1 и датчик абсолютной влажности 2 включены в измерительную схему 3. Выход измерительной схемы 3 подключен ко входу нормирующего преобразователя 4. Ко входу нормирующего преобразователя 4

подключен также нелинейный выход устройства автоматического перебора уставок 5. Выход нормирующего преобразователя 4 связан со входом цифрового преобразователя 6, выход которого через узел допусков 7 связан со входом устройства автоматического перебора уставок 5. Линейный выход устройства автоматического перебора уставок 5 связан также со входом цифрового преобразователя 6. Устройство автоматического перебора уставок 5 связано также с измерительной схемой 3, нормирующим преобразователем 4, узлом допусков 7 и через элемент выдержки времени 8 с пусковым устройством 9.

Датчик температуры (Re) 1 и датчик абсолютной влажности (Rp) 2 включены в измерительную схему 3 так, чтобы напрял ение на ее выходе L/x соответствовало непосредственно относительной влажности фх-. Связь измерительной схемы 3 с устройством автоматического перебора уставок 5 обеспечивает режимные изменения в измерительной схеме 3 в зависимости от значений набранной уставки для обеспечения более точной аппроксимации

функции (Rf.) при cp{ const при значениях измеряемой отиосительной влажности, близких к значению уставки. Сигнал /7.x с выхода измерительной схемы 3, пропорциональный относительной влажности, поступает на

вход нормирующего преобразователя 4, где

вычитается из напряжения , поступающего с нелинейного выхода устройства автоматического перебора уставки 5. Так как зависимость (:px) для подогревных хлористолитиевых датчиков нелинейна, напряжение LycT выбирается из условия /7уст Ц - при ф.,.г сруст. тем самым осугцествляется кусочнолинейная атшроксима.ция зависимости Ux f((fx)- Сигнал разности нормирующим преобразователем 4 нормируется до определенного значения. Нанример, диапазо преобразования иормирующего преобразователя равен ±10% относительной влажности. Вследствие нелинейности характеристики ) ири значениях уставки ифуст 80% отклонения напряжения Ux от буст будут различными, поэтому коэффициент преобразования нормирующего преобразователя 4 должен быть переменным, что обеспечивается связью устройства автоматического перебора уставки 5 с нормирующим преобразователем 4, в зависимости от величины выбранной уставки. Это обеспечивает постоянный масштаб сигнала отклонения AUx на выходе нормирующего нреобразователя 4 независимо от измеряемой величины фж.

Сигнал отклоиения AUx с выхода нормирующего преобразователя 4 поступает на вход цифрового преобразователя 6, где алгебраически суммируется с напряжением f/эт лииейного выхода устройства автоматического перебора уставок 5. При дискретности выбора уставки в устройстве автоматического перебора уставок 5, равной диапазону нреобразоваиия нормирующего преобразователя 4, напряжение t/эт меняется скачкообразно иа величину, равную величине максимальиого значения напряжения AUxНапример, при диапазоне преобразования нормирующего преобразователя 4, равном ±10% относительной влажности, значения уставок в устройстве автоматического неребора уставок 5 будут равны соответственно фу(.,, 0, 10, 20,..., 90, 100%. Если при этом значение напряжения Д1/х будет равно, например, ±1 В, что соответствует ±10% отиосительной влажиости па входе нормирующего преобразователя 4, то значения f/эт должны быть равны соответственно (/от 0, 1, 2..., 9, 10 В. Например, при и значение ,2 В, значение 6эт 5 В и суммарное напряжение, подлежащее цифровому преобразованию, равно 5,2 В, при ф.37% и . значение AUx -0,3 В, значение /эт 4 В, напряжение, подлежащее цнфровому преобразованию равно 3,7 Вит. д. Очевидно, что напряжение, подлежащее цифровому преобразованию, прямо пропорционально действительному значению измеряемой относительной влажности фж, при условии, что (фуст-Фж) Афнп, где АФ1Ш - диапазоп нормирующего преобразователя.

Для выполнения условия (фуст-фж) Афнп

узел допусков 7, осуществляющий перебор уставок в устройстве автоматического

перебора уставок 5. Узел допусков 7 представляет собой набор схем совнадения на определенные уровни срабатывания, а устройство автоматического перебора уставок 5 - счетчик уставок. За счет связи устройства автоматического перебора уставок 5 с узлом допусков 7 выбирается необходимая схема совпадеиия узла допусков. При фуст 30% и Аф1ш 10% в узле допусков 7 включается схема 10 совпадения на ф.т: 40%, при - схема совпадения на и т. д.

В исходном состоянии устройство автоматического перебора уставок 5 паходнтся в

15 положепии миннмальной измеряемой относительной влажности фмпн. При подаче импульса пуска пусковое устройство 9 запускает цифровой преобразователь 6, производя цифровое преобразование, и если результат измерения

0 фцп превышает значение (фуот+Афнп), то узел допусков 7 производит переключение в устройстве автоматического перебора уставок 5 следующей уставки. Через элемент выдержки времени 8 производится иовторпый автоматический запуск. Узел допусков 7 вновь анализирует результат при новом уровне срабатывания и т. д.

Процесс измерения автоматически иовторяется до тех пор, пока не выполнится неравенство (фх-фуст)ф1ш- При этом узел допусков 7 не выдает импульс на переключение уставки в устройстве автоматического перебора уставок 5, и процесс измерения заканчивается. Перед новым измерением необходимо устройство автоматического перебора уставок 5 вновь вернуть в исходное положение (минимальное значение уставки).

В процессе измерения каждый раз при переключении новой уставки выдаются соответствующие значения напря кений Пуст и Удт, производятся необходимые перестройки в измерительной схеме 3 для уточнения зависимости Rp f(Rc) при и в ПОрМИруЮщем преобразователе 4 для сохраиения мас5 щтаба преобразования AUx пропорционально Афж.

Предлагаемая связь устройства автоматического перебора уставок 5 с узлом допусков 7 является новой по сравнению с прототипом,

0 однако она не является принципиальной. Узел допусков 7 может быть соединен непосредственно с выходом нормирующего преобразователя 4 и срабатывать от уровня сигнала отклоиения (переключаются уставки в устройстве автоматического неребора уставок 5). Необходимость в установке исходиого состояния устройства автоматического перебора уставок 5 отпадает, если использовать узел допусков 7, реагирующий на величину и полярность выходного напряжения нормирующего преобразователя 4 (например поляризованное реле), и реверсивный счетчик устройства автоматического перебора уставок 5. В этом случае процесс измерения может начинаться с любого

произвольного значения уставки. Устройство

автоматического перебора уставок 5 с нелинейным выходом i/ycT для аппроксимации зависимости ((fx) и с линейным выходом t/эт для получения на выходе цифрового преобразователя 6 непосредственно действительного значения измеряемой относительной влажности нетрудно получить включением одного реле (например номера уставки) параллельно двум делителям напряжения (нелинейному и линейному).

Введение одного дополнительного линейного делителя напряжения в устройстве автоматического перебора уставок 5 позволяет получить на выходе цифрового преобразователя напряжение лииейно меняющееся и пропорциональное действительному значению измеряемой относительной влажности.

6

Предмет изобретения

Цифровой измеритель относительной влажности воздуха, содержащий датчики абсолютной влажности и температуры с резистивными выходами, устройство автоматического перебора уставок, выходы которого соединены с входами измерительной схемы, нормирующего преобразователя и через элемент выдержки времени с пусковым устройством, а вход через узел допусков подключен к выходу цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, дополнительно линейный выход устройства автоматического перебора уставок связан со входом цифрового преобразователя, а нелинейный выход связан с входом нормирующего преобразователя.