Датчик относительной влажностиВОздуХА Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 G01R27/02 

(54) ДАТЧИК ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

1

Изобретение относится к гигрометрие и может быть использовано при автоматических измерениях относительной влажности воздуха при полож1 тельных и отрицательных температурах.

Известно устройство, которое содержит стабилизированный источник переменного напряжения, усилитель на транзисторе, чувствительный элемент влажности, включенный между источником переменного напряжения и входом усилителя через диод, логарифмический аттенюатор и измерительный прибор, включенные параллельно к выходу усилителя 1 .

Экспоненциальное изменение сопротивления чувствительного элемента влажности преобразуется в линейное изменение тока микроамперметра благодаря логарифмическому аттенюатору. Однако точность логарифмирования не велика из-за отсутствия прямой связи между током через чувс вительный элемент и логарифмический аттенюатор. Наличие между ними транзистора увеличивает температурную погрешность устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

датчик относительной влажности воздуха, содержащий источник переменного напряжения, подключенный к его выходу керамический влагочувствительный элемент, соединенный с входом логарифматора, снабженного операционным усилителем, цепь отрицательной связи которого содержит логарифмирующие диоды И .

0

Недостатком устройства является наличие температурного коэффициента датчика из титаната церия, равного 0,3%/°С.

Учитывая, что влияние, температуры на коэффициент усиления мало, суммарный температурный коэффициент известного гигрометра равен 0,. Поэтому применение гигрометра без цепи термокомпенсации при изменении

0 температуры -воздуха приводит к. температурной погрешности, что снижает точность измерения относительной влажности.

Цель изобретения - повышение точ5ности измерения относительной влёикности воздуха.

Поставленная цель достигается за счет того, что между входом операционного усилителя и логарифмиdрукяцими диодс1ми включен делитель

напряжения, плечи которого содержат диоды,г включенные встречно-параллельно друг другу.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит стабилизиро- ванный источник 1 переменного напряжения, логарифматор 2, построенный на операционном усилителе 3, охваченном цепью 4 отрицательной обратно связи, содержащей логарифмирующие ; диоды 5 и б, включенные встречнопараллельно, делитель 7 напряжения плечи которого содержат диода 8, 9, 10 и 11, включенные встречно-параллельно и керамический влагочувствительный элемент 12, включенный между выходом источника 1 переменног напряжения и входом логарифматора 2

Устройство работает следующим образом.

Проводимость G керамического влагочувствительного элемента 12 связана с относительной влажностью воздуха экспоненциальной зависимостью. Ток, возникающий в керамическом влагрчувствительном элементе 12 под действием напряжения источника 1, прямопропорционалей проводимости керамического влагочувствительного элемента 12. Цепь 4 отрицательной обратной связи поддерживает входное напряжение логарифматора 2 близким к нулю, а ток через диоды 8 и 9 равны току через керамический влагочувствительный элемент 12.

Ток через диоды 5 и 6 равен сумме токов через диоды 8,9 и 10 и 11. Если диоды 8, 9, 10 и 11 имеют одинаковые характеристики,ток через диоды 5 и б равен удвоенному току через диоды 8 и 9. Выходное напряжение логарифматора 2 равно сумме падений напряжений на диодах 8, 9 и 5,6 и связано с током через диоды логарифмической зависимостью. Таким образом, выходное напряжение логариматора 2 связано линейной зависимостью с относительной влажностью. Выходное напряжение логарифматора 2 уменьшается с. ростом температуры. Проводимость керамического влагочувствительного элемента 12, а следовательно и ток, растут с росто температуры, что приводит к увеличению выходного напряжения логарифматора 2, т.е. происходит термокомпенсация. Полная термокомпенсащ1я достгается при выполнении условия

St -Щ- %

где , - чувствительность выходного напряжения логарифматора 2 к температуре и относительной влаж- ности;

5 , чувствительность про водимости керамического,

влагочувствительного элемента к температуре и относительной влажности.

0 Это условие обеспечивается выбором типа диодов 8, 9, 10 и 11 делителя 7 напряжения. Например замена диодов 10 и 11 более низкоомными по сравнению с диодами 8 и 9 и позS воляет увеличить ток через диоды

5, б, тем.самым увеличив чувствительность $2 с целью выдержать условие термокомпенсации.

Устройство повышает точность измерения относительной влажности вэздуха, что повышает эффективностьпри применении его в гидрометеорологии за счет более точного прогноза погоды, снижает количество брака в промышленности при контроле технологического режима по влажности воздуха в печах и камерах и увеличивает сроки хранения оборудования в помещениях с контролируемой влажностью.

Формула изобретения

Датчик относительной влажности воздуха, содержащий источник переменного напряжения, подключенный к его выходу керамический влагочувствиТельный элемент, соединенный с входом логарифматора, снабженного операционным усилителем, цепь отрицательной связи которого содержит

логарифмирующие диоды, отличающийся тем, что/ с целью повышения точности измерений, между входом операционного усилителя и логарифмирующими диодами включен делитель напряжения, плечи которого содержат диоды, включенные встречнопараллельно друг другу.

CQ , Источники информации,

.принятые во внимание при экспертизе

ее 2. Влажность. Принципы и методь измерения влажности в газах, М., Гйдрометоиздат, 1967, Т.1, с. 283 (прототип).

12

Т

L-±.