Устройство для регулирования температуры почвы в установках искусственного климата

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)4 А 01 6 9 244 НИЯЕТ ТВ К АВТОРСКОМУ нлиал Н я "Агро нты ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ сдние изо(53) 631.044 (088.8)(56) Радченко С. И. Температурные градие среды и растения, М.-Л.: Наука, 1966.Курец В. К. Установки искусственного кли мата для опытов с растениями. М.:, Наука, 1969, с, 134.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВЫ В УСТАНОВКАХ ИС. КУССТВЕННОГО КЛИМАТА, содержащее термоэлектрический охладитель с размещенными в нем емкостями с почвой и растениями, соединенный через блок питания с блоком упЯ 01186147 А равлення, имеющим элемент сравнения, и датчик температуры, установленный в почве иподключенный к первому входу элемента сравнения блока управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено генератором инфранизкой частоты, задатчиком минимальной и максимальной температуры с усилителем напряжения, задатчиком средней темпе.ратуры и усилителем разности напряжений,выход которого подключен к второму входуэлемента сравнения блока управления, первыйвход соединен с выходом задатчика максимальной и минимальной температуры, а второйвход подключен к выходу задатчика среднейтемпературы, вход задатчика максимальной иминимальной температуры соединен с выходомгенератора инфранизкой частоты.;С:1 1186Изобретение относится к специальномуклиматическому оборудованию селекционногенетических центров и предназначено длявоспроизведения различных почвенно-климати.ческих условий при проведении научных исследований, связанных с изучением действиянеблагоприятных факторов среды нарост и развитие сельскохозяйственных культур.Цель изобретения - расширение функцио.нальных возможностей устройства. 1 ОНа фиг, 1 изображена принципиальная схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 - узелсопряжения вала сельсина и часового механизмаустройства; на фи. 3 - вид А на фиг. 2;на фиг. 4 - графики выходных напряженийэлементов устройства: 1 - генератора инфра, -низкой частоты, 11 - задатчика минимальнойи максимальной температуры, 111 - задатчикасредней температуры почвы, ТУ - усилителяразности цапряжений.20Устройство для регулирования температурыпочвы в установках искусственного климатасостоит из генератора 1 инфранизкой частоты(ночной) и максималной (дневной) температуры почвы, управляющий вход которогоподключен к выходу генератора 1 инфранизкой частоты, задатчика 3 средней температуры почвы, усилителя 4 разности напряжений, на входы которого подключен выход задатчикаминимальной и максимальной температуры почвы и выход задатчика средней темпера 4туры почвы, а выход его связан с одним из входов элемента 5 сравнения блока 6 управления, к второму входу элемента 5 сравнения подключен датчик 7 температуры 35 почвы, причем выход блока 6 управления связан с блоком 8 питания термоэлектрического охладителя 9, внутри последнего размещены емкости 10 с почвой и растениями.Генератор 1 ицфрацизкой частоты включает 40 в себя трансформатор 11 напряжения с вторичными обмотками 12 и 13, сельсин 14, часовой механизм 15 с электрическим самоподзаводом, рабочий вал 16 механизма соединен с валом 17 ротора сельсина при помощи фрик ционной муфты 18, выпрямитель 19, конденсатор 20, постоянные резисторы 2125, переменный резистор 26 и операционный усилитель 27. Причем напряжение ца зажимах обмотки 12 трансформатора 11 больше напряжения 50 на зажимах обмотки ротора сельсина 14 при любом значении угла поворота вала последнего.Ротор сельсица 14 врашатся с помощью . механизма 15 таким образом, что за 24 ч 55 ои совершает один оборот. Так как действуюн щсе значение напряжения ца зажимах обмотки ротора сельсица 14 при вращении его вала 147 2изменяется по закону косинуса, то напряже. ние ца выходе выпрямителя 19 равно алгеб. раической сумме действующих значений напряжений на зажимах обмоток 12 трансфррматора 11 и ротора сельсина 14, т, е. содержит постоянную и переменную синусоидальные составляющие. Переменным резистором 26 осуществляется корректировка выделения переменной составляющей напряжения на выхо. де генератора 1.Задатчик 2 минимальной и максимальной температура почвы состоит из компаратора 28 напряжения, связанного с выходом генератора 1 инфранизкой частоты, и к выходу которого через диоды 29 и 30 подключены реле 31 и 32 делителей опорного напряжения, выполненных на постоянных 33 и 34 и лере. менных 35 и 36 резисторах, усилителя 37 напряжения, вход которого через замыкаю. шие контакты 38 и 39 реле 31 и 32 подключается к делителям опорного напряжения, резисторной оптопары 40, источник излучения которой через ограничивающий резистор 41 подключен к выходу усилителя 37 напряже.ния, а приемник излучения (фоторезистор)с помощью дополнительного резистора 42образует делитель напряжения, подключенныйс одной стороны к выходу генератораинфранизкой частоты, а с другой - к выходуусилителя 4 разности напряжений, к второмувходу которого подключен задатчик 3 среднейтемпературы почвы.Узел сопряжения вала 17 ротора сельсина с часовым механизмом состоит из фрикционноймуфты 18, на полумуфтах которой крепятся индикаторный диск 43 (со стороны вала часового механизма) и указатель 44 максимума (со стороны вала ротора сельсица), Водной плоскости с индикаторным диском 43 на корпусе 45 устройства устанавливаетсяуказатель 46 текущего времени.Термоэлектрический охладитель 9 конструктивно выполняется так, что его тепловыводящие спаи располагаются со стороны внешней поверхности емкости 10, в которой выра. щиваются растения. Непосредственно в почву устанавливается датчик 7 температуры. Задатчик 3 и усилитель 4 содержат резисторы 47-51.Устройство работает следующим образом.Блоком 6 управления путем сравнения выходных напряжений датчика 7 температурыи усилителя 4 разности иапряжецйй осуществляется управление блоком 8 питания термо. электрического охладителя 9, внутри которого размещены емкости с растениями. Причем в зависимости от величины и полярности вы. ходкого напряжения элемента 5 сравнения устанавливается величина и полярность напря.10 жения на выходных зажимах блока Х питания, к которым подключен термоэлектрический охладитель 9, что приводит к охлаждению или нагреванию почвы в емкостях с почвой и растениями. 5Суточный ход температуры почвы в ем. костях 1 О с растениями задается изменением выходного напряжения усилителя 4 (кривая 1 У), которое пропорционально разности напряжений на его входах и соответствует при одинаковом значении сопротивлений резисторов 47 - 50:вых 1 Ч 2где У - напряжение на инвертирующемвходе усилителя 4 (прямая 111),значение этого напряжения задаетсярезистором 51 задатчика 3;Ц - напряжение на инвертирующем2входе усилителя 4 (кривая 11).Задание программы изменения температуры почвы осуществляется следующим образом.Поворотом вала 17 ротора сельсина до совмещения осей указателя 44 максимума и указателя 46 текущего времени устанавливается амплитудное значение отрицательной полу. волны выходного напряжения генератора 1 (участки ю, б кривой 1). При этом включено реле 31, которое своим контактом 38 подключает делитель напряжения, выполненный на резисторах 33 и 35, на вход усилителя 37 напряжения. Переменным резистором 35 задается максимальная температура почвы путем измерения напряжения на.источ. нике изЛучения резисторной оптопары 40, ч;о, в свою очередь, приводит к изменению сопро. тивленпя фоторезистора и в целом соотноше.35 ния сопротивлений последнего и дополнительного резистора 42. Пропрорционально этому соотношению уменьшается выходное напряжение генератора 1 на инвертирующем входе40 усилнтеля 4 (участки .с 1, Г кривой 11). В этом случае в тсчение времени от а до Б выходное напряжение усилителя 4 равно сум.-,; ме напряжений на его входах и в середине этого временного интервала имеет максимальное значение.Аналогичным образом при противоположном положении указателя 44 максимума переменным резистором 36 задается минимальная температура почвы (амплитуда кривой П на участке О - а). В этом случае включено50 : реле 32, которое своим контактом 39 подключает делитель опорного напряжения, яыиол. пенного на резисторах 34 и 36, на вход усилителя 37.Эксплуатация устройства значительно облегчается предварительной градуировкой утлов поворота подвижного контакта резисторов 35 и 36 в единицы измерения температуры по известному масштабу изменения выходного напряжения датчика 7 температуры в зависи. мости от температуры почвы. Градуировка углов поворота подвижного контакта резисторов 35 и 36 производится при амплитудных значениях выходного напряжения генератора 1 инфракрасной частоты и отключенном задатчи. ке 3 средней температуры почвы по выходному, напряжению усилителя 4 таким образом, что масштаб изменения выходного напряжения усилителя 4 в зависимости от угла поворота подвижного контакта резисторов, выраженного в единицах измерения температу. ры, одинаковый с масштабом изменения вы. ходного напряжения датчика 7 температуры в зависимости от температуры почвы, выра. женной в тех же единицах.Так как среднее значение выходного напряжения усилителя 4 за сутки равно 1Вь х.ср - Ч1 г- ( Чз Чц ),где М - амплитуда отрицательной полуволнынапряжения на инвентирующем вхо.де усилителя;Ч - амплитуда положительной полуволнынапряжения на инвентирующем входе усилителято путем изменения напряжения на инвертирующем входе усилителя 4 задатчиком 3устанавливается соответствие выходного напряжения усилителя требуемой средней суточнойтемпературе почвы. Для удобства настройкиугол поворота подвижного контакта резистора51 аналогично градуируется в единицах из.мерения температуры по масштабу изменениявыходного напряжения датчика 7 температурыв; зависимости от температуры. почвы,По шкале на индикаторном диске указателямаксимума корректируется программа измене.ния температуры почвы в реальном масштабевремени. В этом случае максимальное значениетемпературы почвы задается в реальном време.ни, считываемом по шкале указателя 46 теку.щего времени.1186147 ВНИИПИ Заказ 6459/3 Тираж 742 Подписное Филиал ППП "Патент",