Универсальный измерительный прибор — ПТВЛ

И. Глызин, И. Красулин, Радио №1/1965, ст.45

Портативный измерительный прибор —«ПТВЛ» предназначен для измерений влажности зерна, семян, относительной влажности воздуха, температуры окружающей среды, освещенности в оранжереях, парниках и других сельскохозяй­ственных объектах.

Прибор собран на трех транзисто­рах и двух точечных диодах. С по­мощью сменных датчиков он позво­ляет измерять:

• относительную влажность воз­духа от 20 до 95%;
• температуру воздуха, почвы, зерна и других сельскохозяйствен­ных продуктов от — 10 до -|-50^о С с точностью ±0,5° С;
• влажность зерна, семян от 0 до 50% с точностью ±0,5%;
• освещенность различных сель­скохозяйственных объектов как при естественном, так и при искусствен­ном освещении до трех тысяч люкс.

Питание прибора осуществляется от одной батареи типа КБСЛ-0,5. Общий вид прибора приведен на рис. 1. Прибор прост в изготовлении, компактен, стабилен в работе и удо­бен в эксплуатации. Размеры при­бора 315 X 200 X 70 мм, вес — 2,7 кг.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 2. Для подготовки прибора к работе необходимо под­ключить соответствующий датчик К зажимам «Датч.», установить переключателем П₁ род работы и произ­вести калибровку рабочего напря­жения

Влажность воздуха определяется с помощью сорбционного гигрометра деформационного типа. В качестве датчика используется гигроскопиче­ская животная пленка (лайка пар­фюмерная ПУМ ПП 255—251 М), изменяющая свои линейные размеры в функции влажности окружающего воздуха. Датчик оснащен омическим преобразователем, который включен в схему измерительного моста.

Для измерения температуры окружающей среды в качестве датчика ис­пользуется полупроводниковое термосопротивление МЛ1.Т-1 .Датчик темпе­ратуры также включается в мостовую схему. Конструктивно он выполнен в виде раздвижного штыря общей дли­ной 560 мм (рис. 3). Термосопроти­вление заключено в наконечнике из медной трубки диаметром 6 мм. На наружной поверхности трубки нане­сены деления с цифрами для опреде­ления глубины погружения датчика в исследуемую среду.

В основу измерения влажности, зерна положена зависимость диэлек­трической проницаемости измеряе­мого материала от содержания влаги, В качестве датчика используется ка­мера (рис.
4), образованная парал­лельно расположенными и изолиро­ванными одна от другой металличе­скими пластинами, в пространство между которыми засыпается иссле­дуемый материал. Катушки L₁ L₂, конденсатор постоянной емкости С₃ и собственная емкость датчика соеди­нены последовательно и составляют замкнутую цепь, являющуюся резо­нансным контуром генератора, со­бранного на транзисторе П401. Кон­денсатор С₃ и емкость датчика шун­тированы диодами Д₁, Д₂. Электри­ческие заряды на конденсаторе С₃ и емкости датчика прямо пропорцио­нальны величинам этих емкостей. Определение влажности осущест­вляется путем измерения зарядов на обеих емкостях. Перед измерениями первоначальная емкость датчика уравновешивается емкостью подстро­ечного конденсатора С₃, стрелка при­бора устанавливается на нулевую отметку. Затем в камеру помещается исследуемый материал, производится отсчет по шкале прибора и по гра­фикам для определенного материала находится значение влажности в процентах.

Работа прибора в качестве люкс­метра основана на явлении фото­электрического эффекта. При осве­щении поверхности датчика в замк­нутой цепи, состоящей из фотоэле­мента и входных цепей балансного усилителя постоянного тока, возни­кает ток, который усиливается и затем измеряется микроамперметром. Величина тока пропорциональна ос­вещенности рабочей поверхности фо­тоэлемента. Датчик — фотоэлемент типа К-Ю, заключен в пластмассо­вый корпус, снабженный ручкой и двухжильным проводом, служащим для подключения фотоэлемента к зажимам «Датч.» (рис. 4, справа).

От датчика сигнал малого уровня поступает на вход усилителя с ко­эффициентом усиления по току, дос­тигающим 50. Усилитель состоит из двух транзисторов П13, включенных по мостовой схеме. Измеряемое нап­ряжение подводится к базам тран­зисторов, а выходное снимается с коллекторов. Сопротивления R₁₃, R₁₅, R₁₇, R₁₈ служат для стабилиза­ции режимов работы. С помощью по­тенциометра R14 производится уста­новка нуля усилителя при затемнен­ном фотоэлементе. Предел шкалы люксметра устанавливается перек­лючателем П2. Подбор шунтирую­щих сопротивлений R₁₉, R₂₀, R21 производится обычным способом при настройке прибора. Применяя для фотоэлемента светофильтры, предел измерений можно увеличить до 30 тысяч люкс.

Индикаторная головка прибора имеет четыре шкалы, которые исполь­зуются в зависимости от рода изме­рений.

Величины сопротивлений и конден­саторов приведены на принципиаль­ной схеме. Катушки L1 и L₂ намотаны проводом ПЭЛШО 0,25 виток к витку 2X24 витка на каркасах диа­метром 8 мм (рис. 5). Дроссели Др1, Др2 намотаны проводом ПЭЛШО 0,12 по 100 витков каждый на ферритовых кольцах НЦ-2000 диа­метром 10 мм.

Все основные детали коммутации и подстройки прибора устанавлива­ются и монтируются на панели из органического стекла. В верхней левой части лицевой панели распо­ложен сорбционный датчик влаж­ности воздуха, который закрыт съемной крышкой. С правой сторо­ны панели находится гнездо для размещения в нем датчика влаж­ности сыпучих материалов. Детали генератора влагомера и усилителя постоянного тока монтируются на панели из двухмиллиметрового тек­столита, которая крепится в подвале прибора прижимными гайками мик­роамперметра. На рис. 6 показано размещение деталей и монтаж при­бора.

Устанавливается прибор в дере­вянном ящике, снабженном закры­вающейся крышкой и ручкой для переноски. Внутри ящика выделен небольшой отсек для размещения вы­носных датчиков с соединительными проводами. На лицевую панель при­бора выведены следующие ручки управления и настройки: установка рода измерений (П1), установка мно­жителя люксметра (П₂), калибровка напряжения (R_ЗО), установка нуля люксметра (R₁₄), установка нуля влагометра (С₃).