Пьезокварцевый гигрометр точки росы

Пьезокварцевый гигрометр точки росы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.ПЬЁЗОКВАРЦЕВЫЙ ГИГРОМЕТР ТОЧКИ РОСЫ, содержащий измерительный автогенератор с кварцевым резонатором , имеющим отрицательный температурный коэффициент частоты, опорный кварцевый автогенератор, смеситель, подключенный к выходам автогенераторов, регулятор температуры конденсационной поверхности кварцевого резонатора и индикатор температуры точки росы, отличающийся .тем, что, с целью повышения точности измерения темпе точки росы, в него введены блок преобразования частоты,блок дифференцирования частоты, блок управления, регистр и генератор импульса нагрева, причем к выходу смесителя подключен первый вход блока преобра зования. частоты и первый вход блока дифференцирования частоты, выход опорного . кварцевого автогенератора подключен к первому входу блока управления,пер-, вый и третий выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блоков преобразования частоты, а второй, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам блока дифференцирования частоты, выход которого подключен к входу генератора импульса нагрева и управляющему входу регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока преобразования частоты, а выход - к индикатору температуры точки росы, выход генератора импульса нагрева подключен квторому входу блока управления и входу регулятора температуры конденсационной поверхности измерительного кварцевого резонатора, 2.Гигрометр ПОП.1, отличающийся тем, что блок (Л управления содержит генератор импульса задержки, формирователь длительности строба, первый и второй формирователи стробирующих импульсов , формирователь импульса сброса и последовательно соединенные триггер паузы и триггер реверса, причем первый, второй и третий входы первого формирователя стробирующих импульсов соединены с соответствующими входами втрого формирователя стробирующих импульсов, второй вход формирователей стробирующих импульсов подключен к второму выходу формирователя длительности строба, третий вход - к инверсному выходу триггера паузы и к третьему входу формирователя импульса строба, четвертый вход первого формирователя стробирующих импульсов подключен к инверсному выходу триггера реверса, первый и второй входы формирователя импульса сброса подключены соответственно к первому и тр.етьему выходам фор)мирователя длительности строба, четвертый вход формирователя импульса сброса подключен к прямому выходу триггера реверса, пятый вход - к входам сброса триг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 (51) G 01 N 25/68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц . -:,l

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам блока дифференцирования частоты, выход которого подключен к входу генератора импульса нагрева и управляющему входу регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока преобразования частоты, а выход — к индикатору температуры точки росы, выход генератора импульса нагрева подключен к второму входу блока управления и входу регулятора температуры конденсационной поверхности измерительного кварцевого резонатора. (21) 3513791/24-25 (22) 16 11. 82 (46) 15. 02. 85. Бюл. Р 6 (72) С.П.Демичев (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 533.275,(088. 8) (56) 1.Берлинер М.A. Измерения влажности. N., Энергия,1973, с.281.

2.Roberts E., Goldsmith F

Piezoelectric crystals as sensing

elements of pressure, temperature

and humidity. — "Electrical Enginel-, ring" 1951, ч.70, 9 9, р.776-780 (прототип). (54) (57) 1. ПЬЕЗОКВАРЦЕВЫЙ ГИГРОМЕТР

ТОЧКИ РОСЫ, содержащий измерительный автогенератор с кварцевым резонатором, имеющим отрицательный температурный коэффициент частоты, опорный кварцевый автогенератор, смеситель, подключенный к выходам автогенераторов, регулятор температуры конденсационной поверхности кварцевого резонатора и индикатор температуры точки росы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения точности измерения температуры точки росы, в него введены блок преобразования частоты, блок дифференцирования частоты, блок управления, регистр и генератор импульса нагрева, причем к выходу смесителя подключен первый вход блока преобразования; частоты и первый вход блока дифференцирования частоты, выход опорного кварцевого автогенератора подключен к первому входу блока управления,пер-, вый и третий выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блоков преобразования частоты, а второй, третий и чет. вертый выходи блока управления под2.Гигрометр по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит генератор импульса задержки, формирователь длительности строба, первый и второй формирователи стробирующих импульсов, формирователь импульса сброса и последовательно соединенные триггер паузы и триггер реверса, причем первый, второй и третий входы первого формирователя стробирующих импульсов соединены с соответствующими входами втрого формирователя стро. бирующих импульсов, второй вход формирователей стробирующих импульсов подключен к второму выходу формирователя длительности строба, третий вход — к инверсному выходу триггера паузы и к третьему входу Формирователя импульса строба, четвер.тый вход первого формирователя страбирующих импульсов подключен к инверсному выходу триггера реверса, первый и второй входы формирователя импульса сброса подключены сеответственно к первому и третьему выходам формирователя длительности строба, четвертый вход формирователя импульса сброса подключен к прямому выходу триггера реверса, пятый вход — к входам сброса триг.

1140022 геров паузы и реверса, к второму входу формирователя длительности строба и к выходу генератора импульса задержки, вход триггера паузы подключен к четвертому выходу формирователя длительности строба, причем первый вход формирователя длительности строба и вход генератора импульса задержки, соединенный с первым входом формирователей стробирующих импульсов, являются соответственно первым и вто" рым входами блока управления, а выходы первого и второго формирователей стробирующих импульсов,формирователя импульса сброса и инверсного выхода триггера реверса являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока управления.

3.Гигрометр по п.1, о т л и ч а ю-: шийся тем,что блок преобразования частоты содержит измерительИзобретение относится к гигрометрии и может быть использовано в метеорологии, промышленности и научных исследованиях.

Известен гигрометр, основанный на зависимости резонансной частоты колебаний кварцевого резонатора от массы воды, адсорбированной его поверхностью в атмосфере газа, влажность которого измеряется. Гигрометр 30 содержит измерительный и опорный кварцевые генераторы, смеситель и измеритель частоты. Результат измерения частоты преобразуется в аналоговую величину или цифровой j5 код, соответствующий относительной влажности контролируемого газа.Для увеличения чувствительности гигрометра на поверхность пьезопластины измерительного кварцевого резонатора наносятся пленки веществ, 2 сорбирующих водяной пар из атмосферы контролируемого газа (1 .

Недостатками пьезокварцевых гигрометров с сорбционными датчиками является зависимость их показаний от температуры, от наличия некоторых примесей в контролируемом газе, от гистереэиса. Датчики подвержены старению, поэтому требуется регулярный контроль их градуировочной характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пьезокварцевый гигрометр точки росы, содержащий измерительный ав- 35 ный счетчик, дешифратор нулевого состояния измерительного счетчика и триггер знака, причем входы дешифратора нулевого состояния измерительного счетчика соединены с выходами всех разрядов измерительного счетчика, выход дешифратора нулевого состояния измерительного счетчика соединен с первым входом триггера знака, второй вход которого соединен с входом сбороса измерительного счетчика и является третьим входом блока преобразования частоты, прямой и инверсный выходы триггера знака соединены соответственно с входами управления прямым и обратным счетом измерительного счетчика, счетный вход и вход пуска измерительного счетчика являются сответственно первым и вторым входами блока преобразования частоты, а выход измерительного счетчика и прямой выход триггера знака являются выходами блока преобразования частоты., тогенератор с кварцевым резонатором, имеющим отрицательный температурный коэффициент частоты, опорный кварцевый автогенератор, смеситель, подключенный к выходам автогенераторов, регулятор температуры конденсационной поверхности кварцевого резонатора и индикатор температуры точки росы (2j .

Кварцевый резонатор, поверхность которого омывается контролируемым газом, охлаждается с помощью регу- . лятора температуры. При достижении температуры точки росы на поверхности резонатора выпадает конденсат, что вызывает снижение добротности резонатора и уменьшение амплитуды генерируемых колебаний. Изменение амплитуды колебаний используется в системе автоматического регулирования температуры кварцевого резонатора, которая поддерживает ее на уровне точки росы. Значение температуры точки росы определяется по частоте колебаний с помощью измерителя частоты в соответствии с температурной частотной характеристикой кварцевого резонатора.

Применение амплитудного детектора выпадения конденсата в гигрометре приводит к появлению значительной погрешности измерения температуры точки росы газа, так как небольшие изменения толщины слоя конденсата на поверхности кварцевого резонато1140022 ра, возникающие в процессе регулирования его температуры, вызывают значительные изменения резонансной частоты. Длительно поддерживать толщину слоя конденсата с высокой точностью практически невозможно, а любые отклонения ее влияют на показания гигрометра. Поскольку система автоматического регулирования является статической по отношению к толщине слоя конденсата, любые изменения ее в зависимости от изменения параметров системы, напряжения питания, значения равновесной температуры приводят к изменению резонансной частоты кварцевого резо. натора и, следовательно, к погрешности измерения температуры точки росы.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры точки росы.

Поставленная цель достигается тем, что в .пьезокварцевый гигрометр точки росы, содержащий измерительный автогенератор с кварцевым резонатором, имеющим отрицательный

"температурный коэффициент частоты, опорный кварцевый автогенератор, смеситель, подключенный к выходам автогенераторов, регулятор температуры конденсационной ловерхности измерительного кварцевого резонатора.и индикатор температуры точки росы, введены блок преобразования частоты, блок дифференцирования частоты, блок управления, регистр и генератор импульса нагрева,причем к выходу смесителя подключен первый вход блока преобразования частоты и первый вход блока дифференцирования частоты, выход опорного кварцевого автогенератора подключен к первому входу блока.управления, первый.и третий выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока преобразования частоты.-, a второй, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам блока дифференцирования частоты, выход которого подключен к входу генератора импульса нагрева и управляющему входу регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока преобразования частоты, а выход — к индикатору температуры точки росы, выход генератора импульса нагрева подключен к второму входу блока управления и вхо ду регулятора температуры конденсациоиной поверхности измерительного кварцевого резонатора. роме того, блок управления пьезо кварцевого гигрометра содержит генератор импульса задержки, формирователь длительности строба, первый и второй формирователи стробирующих импульсов, формирователь импульса сброса и последовательнно соединенные триггер паузы и триггер реверса, причем первый, второй и

5 третий входы первого формирователя стробирующих импульсов соединены с соответствующими входами второго формирователя стробирующих импульсов второй вход формитователей стробирую10 щих импульсов подключен к второму выходу формирователя длительности строба, третий вход — к инверсному выходу триггера паузы и к третьему входу формирователя импульса сброса, четвертый вход первого формирователя стробирующих импульсов подключен к инверсному выходу триггера реверса, первый и второй входы формирователя импульса. сброса подключены соответственно к.первому и третьему выходам формирователя длительности строба, четвертый вход формирователя импульса сброса подключен к прямому выходу триггера. реверса, пятый вход — к входам сброса триггеров паузы и реверса, к второму входу формирователя длительности строба и к выходу генератора импульса задержки. Вход . триггера паузы подключен к четвертому

З0 выходу формирователя длительности.. строба, причем первый вход формирователя длительности строба и вход генератора импульса задержки, соеди— ненный с первым входом формирова35 телей абсорбирующих импульсов, являются соответственно первым и вторым входами блока управления, а выходы первого и второго формирователей стробирующих импульсов, фор40 мирователя импульса сброса и инверсного выхода триггера реверса являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока управления.

45.

Для обеспечения возможности измерения отрицательных температур точки росы, блок преобразования частоты содержит измерительный счетдешифратор нулевого состояния измерительного счетчика и PSтриггер знака, причем входы дешифратора нулевого состояния измери- тельного счетчика соединены с выходами всех разрядов измерительного счетчика, выход дешифратора нулевого состояния измерительного счетчика соединен с первым входом триггера знака, который является

S-входом RS-триггера, второй вход

60 триггера знака, который является

R-входом Rs-триггера, соединен с входом сброса измерительного счетчика и является третьим входом бло. ка преобразования частоты, прямой

g5 и инверсный выходы триггера знака

1140022 соединены соответственно с входами управления прямым и обратным счетом измерительного счетчика, счетный вход и вход пуска измерительного счетчика являются соответственно первым и вторым входами блока преобразования частоты, а выход измерительного счетчика и прямой выход триггера знака являются выходом блока преобразования частоты.

Введение в схему триггера блока преобразования частоты,. регистра и блока дифференцирования частоты позволяет с высокой точностью определять момент начала выпадания конденсата на поверхности измерительного кварцевого резонатора, с высокой точностью выполнить отсчет и фиксировать значение температуры конденсационной поверхности в момент начала выпадения конденсата, т.е. значение температуры точки росы. Введение блока управления и генератора импульса нагрева позволяет автоматизировать процесс измерения температуры точки росы. Введение дешифратора нулевого состояния измерительного счетчика и триггера знака в блоке преобразования частоты дает возможность измерять как положительные, так и отрицательные значения температуры точки росы. Фиксация температуры . конденсационной поверхности в момент прохождения ее через точку росы не требует сложного устройства и его тщательной настройки для поддержания заданной толщины слоя конденсата. Таким образом, вместе с повышением точности упрощается процесс измерения температуры точки росы.

На фиг.l приведена функциональная схема гигрометрами на фиг.2 - струк- турная схема блока управления; на фиг.3 - структурная. схема блока преобразования частоты; на Фиг.4структурная схема блока дифференцирования частоты.

Пьезокварцевый гигрометр содержит измерительный автогенератор 1 с кварцевым резонатором 2, имеющим срез кварца, обеспечивающий отрицательный температурный -коэффициент частоты, регулятор температуры 3 конденсационной поверхности кварцевого резонатора 2, опорный кварцевый автогенератор 4, смеситель 5, входы которого подключены к выходам измерительного кварцевого автогенератора 1 и опорного кварцевого автогенератора 4, а выход — к первому входу блока б преобразования частоты.и к первому входу блока 7 дифференцирования частоты 8 ° Выход опорного кварцевого автогенератора

4 подключен к первому входу блока управления 8,первый и третий выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока б преобразования частоты, а второй, третий и четвертый выходы блока управления 8 подключены .соответственно к второму, третьему и четвертому входам блока 7 дифференцирования частоты. К выходу блока б преобразования частоты подключен информационный вход регистра 9, управляющий вход которого подключен к выходу блока 7 дифференцирования частоты, а выход - к индикатору температуры точки росы 10. К выходу блока 7 диф15 ференцирования частоты подключен вход генератора ll импульса нагрева, выход которого подключен к второму входу блока управления 8 и входу регулятора температуры 3 конденсационнбй поверхности кварцевого резонатора 2.

Кварцевые автогенераторы 1 и 4 могут быть выполнены на транзисто-. рах по схеме емкостной трехточки, измерительный кварцевый резонатор

2 - на основе .пьезоэлементов повернутого Y-среза с углом поворота

I =

=50 100. Регулятор температуры 3 конденсационной поверхности кварцевого резонатора может быть выполнен на основе термоэлектрической батареи и других охлаждающих устройств, обеспечивающих требуемый перепад температур; смеситель 5 - по схеме с использованием двухзатворных полевых транзисторов. Смеситель содержит формирователь типа триггера Шмитта, включенный после транзисторного каскада.

Блок управления 8 содержит генератор 12 импульса задержки, формирователь 13 длительности строба,. первый формирователь 14 стробирующих

45 импульсов и.второй формирователь 15 стробирующих импульсов, формирова-, тель 16 импульсов сброса и последовательно соединенные триггер паузы

17 и триггер реверса 18. Первый, 50 второй и третий входы первого Формирователя 14 стробирующих импульсов соединены с соответствующими входами второго формирователя 15 стробирующих импульсов. Второй вход формирователя 14 стробирующих импульсов подключен к второму выходу формирователя 13 длительности строба, третий вход — к инверсному выходу триггера паузы 17 и к третьему входу формирователя 15 импуль60 са сброса, а четвертый вход — к инверсному выходу триггера реверса 18. Первый и второф входы формирователя lб импульса сброса подключены соответственно к первому б5 и третьему выходам формирователя 13

1140022 длительности строба, четвертый вход формирователя 16 импульса сброса подключен к прямому выходу триггера реверса 18, а пятый вход— к входам сброса триггеров паузы

17 и реверса 18, к второму входу формирователя 13 длительности строба и к выходу генератора 12 импульса задержки. Вход триггера паузы

17 подключен к четвертому выходу формирователя 13 длительности строба. Первый вход которого и вход генератора импульса задержки 12, соединенный с первым входом формирователей 14 и 15 стробирующих импульсов являются соответственно первым и вторым входами блока управления 8. Выходы первого и второго формирователей .14 и 15 стробирующих импульсов формирователя 16 импульса сброса и инверсного выхода триггера реверса 18 являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока управления 8.

Блок б преобразования частоты содержит реверсивный измерительный счетчик 19 на три десятичных разряда, дешифратор нулевого, состояния измерительного счетчика

20 и RS-триггер знака 21. Входы дешифратора нулевого состояния измерительного счетчика 20 соединены с выходами всех разрядов измерительного счетчика 19, выход дешифратора нулевого состояния измерительного счетчика 20 соединен с S-входом RS-триггера знака 21, R - вход которого соединен с входом сброса измерительного счетчика 19 и является. третьим входом блока преобразования частоты б. Прямой и инверсный выходы

RS-триггера знака 21 соединены соответственно с входами управления прямым и обратным счетом измерительного счетчика 19. Счетный вход и вход пуска измерительного счетчика 19 являются соответственно первым и вторым входами блока б преобразования частоты, а выход измери; тельного счетчика 19 и прямой выход

RS-триггера знака 21 являются выходом блока. преобразования частот 6.

Измерительный счетчик 19 может быть выполнен на микросхемах, дешифратор нулевого состояния измерительного счетчика 20 — на диодной сборке или на логических элементах микросхем, RS-триггер знака

21 — на логических элементах 2 -HE микросхемы.

Блок 7 дифференцирования частоты содержит реверсивный счетчик 22 (микросхемы) и коммутатор 23, выходы которого подключены к входам прямого и обратного счета ревер- сивного счетчика 22. Коммутатор

23 содержит два логических элемента 2 И-НЕ и инвертор (микросхемы). Первый вход блока 7 дифференцирования частоты является информационным и подключается к выходу смесителя 5, второй, третий и четвертый его входы являются управляющими и подключаются к соответствующим выходам блока управления

10 8, причем через второй вход осуществляется пуск, через третий вход — сброс, а через четвертый вход — реверс счета дифференцирующего счетчика 22.

15 Регистр 9 может быть выполнен на интергральных микросхемах. Генератор импульса нагрева 11 представляет собой одновибратор и может быть выполнен на транзисто-20 рах или на интегральной микросхеме.

Формирователь длительности строба 13 содержит делитель частоты 24, цепочку 25 из m noc25 ледовательно соединенных триггеров, схему совпадения 26 и триггер строба 27. Входы схемы совпадений соединены с прямыми или инверсными выходами триггеров цепочки в зависимости от требуемой длительности строба. Выход схемы совпадения соединен с тактовым входом триггера строба,вход сброса которого подключен к прямому выходу m --ro триггера цепочки. Прямой .и инверсный выходы триггера строба, инверсный выход (m — - 1)-го триггера цепочки и прямой выход в -го триггера цепочки являются соответственно

40 первым, вторым, третьим и четвертым выходами формирователя 13 длительности строба, а вход делителя частоты и входы сброса цепочки триггеров являются соответственно пер45 вым и вторым входами формирователя

13 длительности строба.

Длительность строба 13 выбирает ся в зависимости от температурной чувствительности кварцевого резонатора 2 и требуемой разрешающей способности измерителя температуры в соответствии с равенством и г 10

С =

df

55 оО где i — длительность строба, c„. о — число десятичных знаков после запятой при измерении. температуры; — крутизна температурной частотной характеристики измериального кварцевого резонатора, Гц/град.

Требуемое число триггеров.в це.65 почке выбирается иэ условия

1140022

m = log —

100

2ф где m — - число триггеров, обеспечивающих формирование длительности строба;

8 - допустимая относительная погрешность строба, Ъ.

При о g 0 1% m=9.

Коэффициент деления делителя частоты формирователя длительности строба выбирается из условия требуемой дискретизации длительности строба и периода колебаний на выходе опорного кварцевого автогенератора 4

ДТ

К о где К вЂ” коэффициент деления; ьТ- интервал дискретизации длительности строба, с; о- период колебаний на выходе опорного кварцевого автогенератора, с.

Рсе элементы блока управления могут быть выполнены на интегральных микросхемах.

Гигрометр работает следующим образом.

Информацией о температуре конденсационной поверхности является частота колебаний на выходе смесителя 5. Прохождение этой частоты через экстремум при охлаждении пьезопластины измерительного кварцевого резонатора 2 в атмосфере контролируемого свидетельствует о достижении температуры пьезопластины точки росы. Блок 6 преобразования частоты преобразует значение частоты на выходе смесителя 5 в значение температуры конденсационной поверхности. Блок 7 дифференцирования частоты обнаруживает момент смены знака производной частоты по времени на восходе смесителя 5, что соответствует моменту достижения температуры измерительного кварцевого резонатора 2 точки росы. Работой блоков преобразования и дифференцирования частоты управляет блок управления 8, который вырабатывает импульсы, открывающие входы блоков 6 и 7,перекключающие работу блока 7дифферен- цирования частоты на реверс и импульсы сброса. При достижении температуры точки росы на выходе блока

7 дифференцирования частоты появляется импульс, записывающий измеренное значение температуры в регистр

9 и запускающий генератор импульса нагрева 11. Число, записанное в регистр 9, высвечивается на индикаторе 10. Генератор 11 импульса нагрева переключает регулятор тем-., пературы 3 конденсационной поверхности измерительного кварцевого ре60

65 шается. В тот момент, когда содержимое измерительного счетчика 19 становится равным нулю, дешифратор нулевого состояния измерительного счетчика 20 вырабатывает сигнал," пе ребрасывающий триггер знака 21 в состояние +, измерительный счет-. чик 19 переключается в режим прямого счета и блок преобразования зонатора 2 на нагрев для очистки,ее от конденсата и блокирует блок управления 8. По окончании импульса нагрева регулятор температуры 3 переключается на охлаждение и процесс измерения темцературы точки рос а повторяется.

При включении питания прибора блок управления 8, измерительный счетчик 19 и дифференцирующий счет1О чик 22 устанавливаются в исходное состояние. Регулятор температуры

3 включается в режим охлаждения.

В исходном состоянии в измерительный счетчик 19 введено число, соответ15 ствующее значению температуры, при которой частоты измерительного кварцевого автогенератора 1 и опорного кварцевого автогенератора 4 равны между собой. Эта температура вы-бирается ниже возможных значений точки росы, измеряемых гигрометром. °

Если эта температура отрицательна, то триггер знака 21 устанавливается в состояние —, а измерительный счетчик 19 — в режим обратного счета. Дифференцирующий . счетчик 22 в исходном состоянии установлен на 0 и в режим прямого счета. В исходном состоянии температура измерительного кварцевого резонатора 2 выше температуры точки росы контролируемого газа, который смывает:конденсационную поверхность измерительного. кварцевого резонатора 2. При охлажденйй.

З5 измерительного кварцевого резонатора 2 частота колебаний .на выходе измерительного автогенератора l.возрастает, так как кварцевый резонатор 2 имеет отрицательный темпера40 турный коэффициент частоты.

Частота колебаний на выходе опорного автогенератора 4 выбирается выше возможных значений частоты колебаний измерительного автогенера45 тоРа 1. Поэтому при охлаждении кварцевого резонатора 2 частота колебаний на выходе смесителя 5, равная разности частот опорного автогенератора 4 измерительного авто5О генеРатоРа 1, Уменьшается. С выхода смесителя 5 колебания разностной частоты подаются на первый вход блока 6 преобразования частоты и первый вход блока 7 дифференцирования частоты. По мере поступления импульсов на вход измерительного счетчика 19 его содержимое умень1140022

40 частоты б начинает отсчет положительных температур. По истечении заданной длительности строба на выходах первого и второго формирователей 14 и 15 стробирующих импульсов появляется сигнал 0 и входы из мерительного счетчика 19 и дифференцирующего счетчика 22 закрываются. В измерительном счетчике 19 оказывается записанным число, равное значению температуры измеритель.- 10 ного кварцевого резонатора 2 в момент измерения. При установке триггера паузы 17 в состояние 1 первый и второй формирователи 14 и

15 стробирующих импульсов закры- 15 ты и после измерения температуры выдерживается пауза, необходимая для заметного изменения температуры измерительного кварцевого резонатора 2. При установке триггера паузы 17 в состояние 0 триг. гер реверса 18 перебрасывается в состояние 1, тем самым блокирует формирователь 14 стробирующих импульсов и переключает через коммутатор 23 дифференцирующий счетчик 22 в режим обратного счета. Если частота колебаний на выходе смесителя 5 уменьшается, то после окончания времени измерения в дифференцирующем счетчике 22 остается некоторое. число и на ego выходе нет никакого сигнала. Импульс, формируемый на выходе фор.мирователя 16 импульса сброса, устанавливает измерительный счетчик 19, триггер знака 21 и дифференцирующий счетчик 22 в исходное состояние, и цикл измерения температуры повторяется. Период Т следования циклов измерения

2 где t — - период следования импульсов на входе цепочки последова=ельно соединенных 45 триггеров;

m — - число триггеров в цепочке

25.

Если после очередного измерения температуры частота на выходе смесителя 5 начинает возрастать, что свидетельствует о выпадении конденсата на поверхность измерительного кварцевого резонатора, т.е. достижении его температуры точки росы, то при обратном счете содержимое дифференцирующего счетчика 22 проходит через нуль и на его выходе появляется импульс, который значение температуры, равное температуре точки росы, пересылает из блока б 60 преобразования частоты в регистр 9 и далее иа индикатор 10. Этот же импульс вызывает срабатывание генератора 11 импульса нагрева, который переключает регулятор температуры 65

3 измерител.,ного кварцевого резонатора 2 на нагрев и блокирует блок управления 8. Длительность импульса нагрева выбирается достаточной для очистки поверхности измерительного кварцевого резонатора 2 от конденсата. Ilo окончании импульса нагрева регулятор температуры 3 переключается на охлаждение и запуска. ется генератор 12 импульса задержки, который сбрасывает и удерживает в этом состоянии измерительный счетчик 19, дифференцирующий счетчик 22 и триггер формирователя 13 длительности строба. Задержка необходима для устранения ложных срабатываний блока 7 дифференцирования частоты из-эа запаздывания распространения температурной волны от регулятора температуры 3 к поверхности измерительного кварцевого резонатора 2. о окончании импульса задержки устанавливается режим охлаждения измерительного кварцевого резонатора 2 и режим измере. ния его температуры. Цикл измерения температуры точки росы повторяется. На индикаторе 10 сохраняется значение температуры точки росы до получения следующего результата измерения.

Таким образом, в момент начала выпадения конденсата значение температуры конденсационной поверхности, роль которой выполняет поверхность кварцевого резонатора, фиксируется в регистре и отража-. ется на индикаторе. Момент начала выпадения конденсата обнаруживается с помощью блока дифференцирования частоты путем определения момента смены знака производной частоты по времени, что не требует какой-либо предварительной настройки.Тем самым исключается условность выбора толщины слоя конденсата и .погрешность измерения температуры точки росы, являющаяся результатом этой условности. В предлагаемом гигрометре исключается необходимость непрерывного поддержания температуры конденсационной поверхности на уровне точки росы. Температура точки росы фиксируется в момент прохождения через нее, что значительно упрощает регулятор температуры конденсационной поверхности.Предлагаемый гигрометр по сравнению с известным позволяет повысить точность измерения температуры точки росы при одновременном упрощении как самого устройства, так и его настройки в процессе изготовления. Гигрометр позволяет снизить эксплуатационные расходы и повысить производительность труда при его. использовании, так как не требует дополнительных затрат средств и времени на регу14

1140022

1З лярный контроль градуировки прибора вследствие более высокой стабильности датчика влажности по точке росы по сравнению с сорбционным датчиком известного гигрометра. Изобретение повышает точность измерения влажности воздуха в произ- водственных помещениях и климатических камерах, что соответственно приводит к повышению качества производимой продукции, увеличению надежности изделий °

1140022

1140022

Составитель fU.Êîðøóíîâ

Редактор,К.Волощук Техред C.Ëåãåçà Корр р екто А.Обручар

Заказ 255/33 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4