Дистационный влагомер Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

1

Изобретение относится к области измерения неэлектрической величины, относительной влажности воздуха, электрическими методами и может быть использован для контроля влажности воздуха или газов в помещениях или на открытых пространствах, где требуется установка первичных преобразователей (датчиков) влажности на значительном расстоянии (до нескольких километров) от вторичного прибора.

Известно устройство для измерения относительной влажности, содержащее неуравновешенную мостовую схему, двумя плечами которой являются рабочий и компенсационный термометры сопротивления , а два других плеча составлены из резисторов, а также источник питания и индикатор 1,

Недостатком данного устройства является невозможность дистанционного измерения влажности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является дистанционный влагомер, содержащий балансирующий двигатель, усилитель переменного тока и уравновешенный измерительный мост переменного тока, два высокоомных плеча которого образованы влаГочувствительным элементом и терморезистором, а два других, низкоомных, образованы измерительным реохордом, разделенным на участки скользящим контактом, причем высокоомные и низкоомные плечи моста соединены трехпрсводной линией связи, средний провод которой

0 снабжен электростатическим экраном, соединенным со скользящим контактом измерительного реохорда 2.

Этот влагомер имеет следующий

5 недостаток. С одной стороны,входное сопротивление усилителя сигнала разбаланса должно быть значительно меньше сопротивления элементов первичного преобразователя влажности для

0 устранения влияния емкостных сопротивлений между проводами линии связи. При этом емкость между средним проводом линии связи и экраном подключена параллельно низкоомному резистору

5 и ее влияние устраняется. С другой стороны, входное сопротивление усилителя должно быть значительно больше сопротивления элементов первичного преобразователя для обеспечения не0обходимых динамических характеристик вторичного прибора. При этом внутреннее сопротивление первичного пре образователя, значительно изменяюшееся в.рабочем диапазоне измерения влажности, не влияет на напряжение разбаланса моста, поступающее на вх усилителя, чувствительность измерительной схегиы остается постоянной 41-0 обеспечивает необходимые динамические характеристики вторичного прибора. Таким образом, влагомер не может одновременно обеспечить устранение влияния емкостных сопротивлений кабельной линии связи и необходимые динамические характеристи ки вторичного прибора. Целью изобретения является одновременное устранение влияния емкостных сопротивлений между провода ми линии связи и обеспечение необхо димых динамических характеристик вт ричного прибора. Цель достигается в предлагаемом влагомере включением между измерительной диагональю моста и входом усилителя регулирующего устройства, выполненного например, в виде регулирующего реохорда со скользящим контактом, кинематически связанным со скользящим контактом измерительного реохорда, при этом концы регулирующего реохорда подключены к измерительной диагонали моста, а вход усилителя подключен между скользящим контактом и концом регулирующего реохорда, - соединенным со скользящим контактом измерительного реохорда. На чертеже представлена схема предлагаемого дистанционного влагом ра. Влагомер содержит первичный преобразователь, состоящий из резистив ного влагочувствительного элемента 1 и элемента термокомпенсации 2, и вторичный прибор - уравновешенный мост переменного тока, состоящий из измерительного реохорда, разделе ного скользящим контактом 3 на учас ки 4 и 5, источника переменного ток 6, регулирухвдего реохорда, разделен ного скользящим контактом 7 на учас ки 8 и 9, усилителя переменного ток 10 и реверсивного балансирующего двигателя 11. Соединение меюзу первичнЕлм преобразователем и вторичньим прибором ос тцествляется линией связ с проводам- 12,13 и 14, причем сред ний провод 13 снабжен электростатическим экраном 15, соединенным с ко тактом ч измерительного реохорда,. Влагомер.работает следующим о5ра зом. При изменении влажности воздуха изменяется сопротивление влагочувст вительного элемента 1 и нарушается равновесие Моста, образованного элементами 1,2,4,5. Сигнал рассогласования моста поступает на регулирующее устройство, представляющее собой реохорд со скользящим контактом 7 и участками 8 и 9. С выхода регулирующего устройства сигнал поступает на вход усилителя переменйОго тока 10,Усиленный сигйал поступает на реверсивный двигатель 11, перемещающий скользящий контакт 3 измерительного реохорда и приводящий мост в состояние равновесия, одновременно перемещается и скользящий контакт регулирующего реохорда. В линии связи образуются ем1сости между экраном 15 и проводом 12, между экраном 15 и проводом 13, между экраном 15 и проводом 14, между проводами 12 и 14, которые подключены параллельно низкоомным резисторам 4 и 5 мостовой схемы, внутреннему сопротивлению источника переменного тока 6 и резистором 8 и 9 регулирующего устройства, В результате этого устраняется щунтируюшее действие емкостных сопротивлений линии связи и реактивная составляющая в сигнале разбаланса моста. Особенность работы влагомера заключается в том, что D разных точках диапазона измерения чувствительность мостовой схемы имеет разную величину, обусловлено тем, что сопротивление влагочувствительного элемента i изменяется на несколько порядков в диапазоне измерения. Регулирующее устройство, на которое поступает сигнал рассогласования моста,представляет собой делитель напряжения с переменным коэффициентом передачи, определяемым соотношением сопротивлений участков 8 и 9, т.е. положением скользящего контакта 7 регулирую.щего реохорда. При этом в начале диапазона измерения, когда чувствительность мостовой схемы низка, коэффициент передачи регулирующего устройства максимален, а при увеличении чувствительности измерительной схемы коэффициент передачи регулирующего устройства уменьшается. Как показывают расчеты данной схемы чувствительность измерительной схемы, приведенная к выходу регулирующего устройства, имеет посточную величину в любой точке диапазона измерения. Формула изобретения 1, Дистанционный влагомер, содержащий реверсивный балансируюи ий двигатель, усилитель переменного тока и уравновешенный измерительр Ый мост переменного тока, два высокоомных плеча которого образованы влагочувствительным элементом и терморезистором, а два других, низкоомных, плеча образованы измерительным реохордом, разделенным на участки скользящим контактом,причем высокоомныр и ниэкоомные плечи моста соединены трехпроводной линией связи, средний провод которой снаб жен «электростатическим экраном, соеди ненным со скользящим контактом измерительного реохорда, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью одновременного устранения влияния емкостных сопротивлений между проводами линии связи и обеспечения во всем диапазоне измерения постоянных динамических характеристик уравновешива ния вторичного прибора, в него введено регулирующее устройство, включенное между измерительной диагональю моста и входом усилителя переменного тока. 2. Влагомер по п.1, .о т л и ч а ю-щ и и с я тем, что регулирующее устройство выполнено в виде регулирующего реохорда QO скользящим контактом кинематически ;связанным со скользящим контактомизмерительного реохорда, при этом концы регулирующего реохорда подключены к измерительной диагонали моста, а вход усилителя подключен между скользящим контактом и концом регулирующего реохорда, соединенным со скользящим контактом измерительного реохорда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 243905, Kji. G 01 W l/H, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР 503170, КЛ.С Ol|N:27/00, 1973 (прототип) .

Г

(2

г

-Д--g-U

,

L.Zi

« -1Г v inj HKlMb,

70