Устройство для измерения температуры и влажности воздуха

НИЯ ВОЗскому ользольных в ок- повыры и олого ктив, оси ся к сель особам испчувствите параметро ретения - температу ен в виде п овлен инду д растения Устройство содержит генератор 14 переменного тока, постоянные резисторы 15 - 20, переменные резисторы 21 и 22, источник 23 постоянного напряжения, усилитель 24 переменного тока, усилитель 25 постоянного тока, выпрямитель 26, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 27 и 28, цифровые индикаторы 29 и 30 и блок 31 управления.Корпус 1 датчика выполнен в виде полой цилиндрической трубки с внешней и внутренней резьбой из материала с хорошей теплопроводностью, например латуни, и имеет резьбовые отверстия под крепежные винты 9 и 1 О. Пробка 11 имеет цилиндрическую форму с внешней резьбой и выполнена из оптически прозрачного материала, например, органического стекла. Пробка 11 имеет шлиц 12 под отвертку и выемку 13 для крепления к ней плода 2 растения. в- аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитхозяйству, в частности к спванин растений в качествеэлементов для измеренияружающей среды. Цель изобшение точности измерениявлажности, Датчик выполвкорпуса, в котором устанный преобразователь и пло Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам использования растений в качестве чу ствительных элементов для измерения пар метров окружающей среды.Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг. 1 приведена конструкция датчика температуры и относительной влажности воздуха; на фиг. 2 - структурная схема устройства для измерения температуры и влажности воздуха.Датчик содержит корпус 1, плод 2 растения, например аистника, индуктивный преобразователь, выполненный, например, в виде каркаса 3, обмотки 4, якоря 5 и электрических выходов 6 и 7, основание 8, крепежные винты 9 и 10. пробку 11 с шлицем 12 и выемкой 13. которого имеют механическую связь с якорем индуктивного преобразователя. Устройство содержит генератор переменного тока, резисторы, источник постоянного напряжения, усилитель переменного тока, усилитель постоянного тока, выпрямитель, аналого-цифровые преобразователи, цифровые индикаторы, блок управления. Изменение влажности воздуха вызывает изменение длины остей плода растения, которое преобразовь)вается в изменение индуктивности преобразователя. Изменение же температуры меняет активное сопротивление обмотки индуктивного преобразователя. При использовании частотного разделения каналов измерения устройства становится возможным проводить одновременное измерение двух физических величин: температуры и влажности воздуха. 2 ил.51015 В пробке 11 изготовлено специальное отверстие для доступа молекул влаги к чувствительному элементу - плоду 2 растения (на фиг. 1 не показано). Основание 8 выполнено из материала с хорошими диэлектрическими свойствами, например пластмассы, и имеет отверстия для крепления его к корпусу 1 с помощью винтов 9 и 1 О. Якорь 5 имеет углубление, необходимое для механического креп. пения его к осям плода 2 растения.Устройство работает следующим образом.При воздействии влаги плод 2 растения совершает гигроскопические движения, что вызывает относительное перемещение его остей. Так как на остях плода 2 закреплен якорь 5 индуктивного преобразователя, то это вызывает изменение его индуктивности.При изменении температуры активное сопротивление обмотки 4 изменяется. Измеряя изменение активного сопротивления, можно получить информацию о температуре. Применяя частотное разделение каналов измерения температуры и влажности, можно однозначно выделить информацию об измеряемых величинах и, соответственно, исключить влияние этих каналов друг на друга в процессе проведения измерений.Резисторы 17,18,22 и 20 вместе с обмоткой 4 индуктивного преобразователя образуют мост переменного гока, к диагонали питания которого подключен генератор 14 переменного тока. Переменный резистор 22 служит для точной балансировки моста переменного тока, т.е. установки нулевого сигнала в его измерительной диагонали при нулевой влажности. Грубая балансировка моста осуществляется вворачиванием или выворачиванием пробки 1 датчика фиг. 1). Сигнал с измерительной диагонали моста переменного тока 4, 17, 18, 22 и 20 усиливается усилителем 24, который может выполнять и функцию нормирования передаточной характеристики канала измерения влажности, а при необходимости и функцию линеаризации этой характеристики, Усиленный и снормирова нный выходной сигнал усилителя 24 переменного тока преобразовывается в постоянное напряжения с помощью выпрямителя, 26.С помощью АЦП 27 это постоянное напряжение нреобразовывается в цифровой код, и информация о влажности воздуха отображается на цифровом индикаторе 29, Управление АЦП 27 и 28 (установка в исходное состояние, сброс результатов измерения, выбор времени измерения и индикации) осуществляется блоком 31, который может быть выполнен в виде таймера или формирователя импульсов. Резисторы 19, 21, 15 и 16 и сопротивление обмотки 4 образуют мост постоянного тока, в диагональ питания которого включен источник 23 стабилизированного постоянного на 30 35 40 45 50 55 пряжения, а его измерительная диагональ подключена к усилителю 25 постоянного тока. Значение сопротивлений резисторов 15, 16, 19 и 21, выбирается из условия исключения шунтирующего действия элементов постоянного тока на мост переменного тока. Это достигается, например, если значения сопротивлений 15, 16 и 19 моста постоянного тока будут на несколько порядков выше значений сопротивлений 17, 18, 20 и 4 моста переменного тока, измеренных на частоте генератора 14. В качестве дополнительных мер по устранению влияния каналов измерения друг на друга на выходе генератора 14 и входе усилителя 24 могут быть установлены разделительные конденсаторы.Сигнал постоянного тока с измерительной диагонали моста 15, 16, 4, 19 и 21 также усиливается и нормируется в соответствии с принятой шкалой измерения температуры усилителем 25, преобразовывается в цифровой код АЦП 28 и информация о температуре отображается на цифровом индикаторе 30. Управление АЦП 28 осуществляется также от блока 31.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры и влажности воздуха, содержащее корпус с размещенным в нем чувствительным элементом в виде плода растения и измерительной блок, состоящий из усилителя постоянного тока, выход которого подключен к информационному входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом первого цифрового индикатора, второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу второго цифрового индикатора, отли.ающееся тем, что, с целью повышения точности, в корпусе установлен индуктивный преобразователь, якорь которого механически связан с остями плода растения, размещенного с возможностью перемещения относительно корпуса, а измерительный блок снабжен мостовой измеря тельной схемой постоянного тока и мосто:ой измерительной схемой переменного измерения тока, имеюшими общее плечо, генератором переменного тока, усилителем переменного тока, выпрямителем и блоком управления, первый выход которого соединен с установочным входом первого аналогоцифрового преобразователя, второй выход подклкчен к установочному входу второго аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого через выпрямитель и усилитель переменного тока соединен с выходом мостовой измерительной схемы переменного тока, выход которой подключен к выходу генератора переменного тока, а гход мостовои измеритель1604247 г.2 Составитель В. Поповаехред А. Кравчук Корректор М.М ираж 473 Подписное мишин Редактор Г.ратиллЗаказ 3404 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 Производственно здатсльский комбинат Патет, г. УЖгород, ул. Гагарина, О5ной схемы постоянного тока соединен свходом усилителя постоянного тока, причеминдуктивный преобразователь подключен бк общему плечу мостовых измерительных схем, выходы которых соединены между собой.