Устройство для измерения влажности Советский патент 1979 года по МПК G01N27/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

1

Изобретение касается электрических юмерений неэлектрических величин и предназначено для измерения влажности, преимущественно почвы, в мелнорацни и сельскохозяйственном производстве.

Известны мостовые схемы измерения влажности почвы, питаемые прерывистым синусоидальным напряжением с регулируемой скважностью 1.

Недостатком таких устройств является невозможность получения непосредствеюю с мостовой схемы импульсного выходного сигнала, с частотой, пропорциональной измеряемому параметру, пригодного для дистанционной нередачи данных без дополнительных преобразований.

Наиболее близким техническим решением к изобретению можно считать устройство дпя измерения влажности почвы, в котором фактически реализован пршщип развертывающегопреобразова5шя 2.

Устройство это содержит в последовательной схеме: датчик, лампу тлеющего разряда, зушунтированную ко1щенсатором, и источник

питания. С точки зрення принципа развертывающего преобразования известное устройство содержит; измерительную цепь - сопротивление датчика; цепь развертки - конденсатор, шунтирующий лампу тлеющего разряда; цепь сравнения - лампу тлеющего разряда с определешТ)мк напряжениями зажигания и потухания и источник п){тания, управляемый тлеющего разряда.

Недостатками такого устройства являются

0 большая погрешность измерений, достигающая 25%, связанная с нестабильностью напряжений зажига)шя и потухания лампы разряда и необхош мость дополнительных преобразований для днстаншюнной передачи данных.

5

Цель изобретения - повышение точности измерений, получение непосредствегаю на Ашагонали питания моста импульсного информационного сигнала с частотой, изменяющейся прямо пропорционально влажности почвы и обеспечение возможности дистаншю той передачи данных.

Это достигается тем, что к диагоналям изме рительного моста по.иклю ск в качестие yiijiaB/m36емого источника питания опера1шонный усилитель, пряплым входом к измерительному плечу, инвертирующим входом - к плечу qioBHeHHH, а выходом - к диагонали питания моста. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из моста переменного тока , с измерительньпи плечом (Rx), плечом развертки (С), плечами сравнения (RoR). управляемого источника питания, содержащего oneрационный усилитель 2 и источник питания 3. Устройство работает следующим образом. Запуск устройства производится подачей напряжения питания на операционный усилитель 2. При этом на выходе операционного усшштеля в точке а, появляется напряжение положительной или отрицательной полярности и распределяется по элементам схемы следующим образом В точке в , это иапряжение делится пропорциоиально сопротивлениям и цепи сравнения и рав но в точке с в, первый момент появляется полная амплитуда выходного напряжения операционного усилителя и , затем убывающая, благодаря заряду кстзденсатора С, по закону Ht,Uu-e в момент уравновещивания напряжений в точках с и в, операционный усилитель 2 пе реключается и на его выходе появляется напря жение противоположной полярности, которое, в свою очередь, распределяется относительно элементов схемы аналогично предыд)ацему случаю и при уравновешивании напряжений в точках и в, операционный усилитель переключает ся в первоначальное состояние. Далее цикл переключений повторяется автоматически до тех пор, пока не будет снято питание с операционного усилителя. Частота переключений операционного усили теля и, следовательно, частота смены знака наряжения на диагонали питания моста является информационным сигналом об изменении контолируемого параметра, например влажности почвы, и может быть передана без дополнитель-. ного преобразования на любое расстояние известными методами. Эта частота зависит в основном от изменения параметров датчика Я, так как все остальные элементы моста С, В, RO являются высокостабильными элементами, чем и обеспечивается повышение то шости измерений предлагаемым устройством. Предлагаемое устройство осуществляет непосредственное преобразование электрического сопротивления датчика в частоту следования электрических импульсов и тем самым обеспечивает прямо пропорциональную зависимость частоты переключений устройства от влажности почвы. Формула изобретения Устройство для измерения влажности, содержащее мостовую измерительную схему, включающую измерительное плечо, плечо развертки и плечи сравнения, управляемый источник питания, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений, получения непосредственно с даагонали питания моста импульсного информационного сигнала с частотой, изменяющейся прямо пропорционально влажности почвы и обеспечения возможности дистанционной переДа ш данных, к диагоналям измерительного МОСТ1 подключен в качестве управляемого источника питания операционный усилитель,прямым входом - к измерительному плечу, инвертирующим входом - к плечу сравнения, а выходом - к диагонали питания моста. Источники инф фмации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 269552, кл. G 01 N 27/26, 1967. 2.Берлннер М. А. Электрический измере5ИШ, автоматический контроль и регулирование влажности. М.-Л., Энергия, 1965, с. 66-68.