Датчик относительной влажностивоздуха
Патент 800850
Авторы
Датчик относительной влажностивоздуха
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
< «800850
К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220878 (21) 2657758/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано 3001,81. Бюллетень HB 4
Дата опубликования описания 3001,81 (51)М. Кл
6 01 М 27/02
G 01 R 27/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 533.275 (088.8) (72) Авторы изобретения
А.И.Афанасьев и Н.С.Варженевский
Научно-исследователский институт гидрометеорологического приборостроения (71) Заявитель (54 ) ДАТЧИК ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
Изобретение относится к гигрометрие и может быть использовано при автоматических измерениях относительной влажности воздуха при по5 ложительных 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 P1) .
Экспоненциальное изменение сопротивления чувствительного элемента влажности преобразуется в линейное изменение тока микроамперметра благодаря логарифмическому аттенюатору. Однакб точность логарифмирования не велика из-за отсутствия прямой связи между током через чувствительный элемент и логарифмический аттенюатор. Наличий между ними транзистора увеличивает температур- ную 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 P2) .
Недостатком устройства является наличие температурного коэффициента датчика из титаната церия, равного 0,3а/оС.
Учитывая, что влияние„ температуры на коэффициент усиления мало, суммарный температурный коэффициент известного гигрометра равен О,ЗЪ/ С. о
Поэтому применение гигрометра без цепи термокомпенсации при изменении температурй -воздуха приводит к,температурной погрешности, что снижает точность измерения относительной влажности.
Цель изобретения — повышение точности измерения относительной влажности воздуха.
Поставленная цель достигается за счет того, что между входом операционного усилителя и логарифмирующими диодами включен делитель
800850 напряжения, плечи которого содержат диоды,,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 обратной связи, содержащей логарифмирующие диоды 5 и 6, включенные встречнопараллельно, делитель 7 напряжения плечи которого содержат диоды 8, 9;
10 и 11, включенные встречно-параллельно и керамический влагочувствительный элемент 12, включенный между выходом источника 1 переменного 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 влагочувствительном элементе 12 под действием напряжения источника
1, прямопропорционален 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 б 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 логарифматора 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 ростом температуры, что приводит к увелйчению выходного напряжения логарифматора 2, т.е. йроисходит термокомпенсация. Полная термокомпеисация дости. гается при выполнении условия
5 Ъ где ф, S — чувствительность выходМ ного напряжения логарифматора 2 к температуре и относительной влажности;
5, S — чувствительность про5 водимости керамического, влагочувствительного элемента к температуре и относительной влажности
Ю 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 позff воляет увеличить ток через диоды
5, б, тем сВМНМ увеличив чувствительность S< с целью выдержать условие V термокомпенсации.
Устройство повышает точность изме20 рения относительной влажности вездуха, что повышает эффективность при применении его в гидрометеорологии за счет более точного прогноза погоды, снижает количество брака в промыш2 ленности 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 переЗЗ менного напряжения, подключенный к его выходу керамический влагочувствительный элемент, соединенный с входом логарифматора, снабженного операционным усилителем, цепь отрицательной связи которого содержит логарифмирующие диоды, о т л и ч а ю— шийся тем, что> с целью повышения точности измерений, между .входом операционного усилителя и ло45 гарифмирующими диодами aKzriaveH eaHтель напряжения, плечи которого содержат диоды, включенные встречно,параллельно друг другу.
Источники информации, ,.принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СШй 93196682,кл.73-336.5
1966 ° у 2. "Влажность. Принципы и методь ,.измерения влажности в газах", М., Гидрометоиэдат, 1967, T.1, с. 283 (прототип).
800850 ф
I °
Составитель В..Екаев
Редактор Е.Лушникова Техред М.Голинка . Корректор Н. Григорук
Заказ 10409/58 Тираж 918 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