Электронный измеритель влажности с емкостным датчиком

Емкость используемого конденсатора за­висит от находящегося между его пластина­ми диэлектрика, а также от размера пластин и расстояния между ними. Исходя из этой зависимости, можно построить измеритель с емкостным датчиком, измеряющий роз- личные неэлектрические величины, напри­мер, влажность материалов.

Для повышения точности измерения и чув­ствительности прибора (при сравнительно малых изменениях емкости датчика) необ­ходимо применить генератор высоких частот (5-10 МГц), а также измерительный прибор (микроамперметр) с высокой чувствитель­ностью.

Принципиальную схему влагомера (см. рисунок) разработал Георги Минчев из Болгарии. Устройство состоит из задающе­го генератора, выполненного по схеме муль­тивибратора, измерительной цепи, кали­братора и датчика.

Измеритель влажности

Мультивибратор собран на транзистоpax VT1, VT2. Параллельно конден­сатору C6 подключен датчик. По­тенциометр RP4 служит для уста­новки ровной длительности импуль­сов на коллекторах транзисторов VT1, VT2, при которой стрелка ми- кроамперметра не отклоняется.

Измерительная цепь состоит из интегрирующих элементов Rl, R7, CI, С4 и стрелочного микроампер­метра РА 1.

Увеличение емкости датчика, вы­званное изменением влажности из­меряемого вещества, приводит к увеличению суммарной емкости С6 + С датчика,отсюда и увеличение длительности импульса но коллекто­ре транзистора VT2. Это, в свою очередь, приводит к повышению напряжения но конденсаторе С4 и протеканию тока через измеритель­ный прибор РА1 в направлении от резистора R7 к резистору R1.

При уменьшении емкости датчика сила протекающего тока падает.

Для поддержания необходимой точности измерения при пониже­нии напряжения питания в схеме устройства предусмотрен калибра­тор. Он состоит из регулятора на­пряжения на транзисторе VT3 и по­тенциометре RP8. При калибровке с помощью потенциометра стрелка измерительного прибора устанавливается на последнее деление шкалы. Режим калибровки обеспечивается на­жатием кнопки SA1. Конденсаторы С2 и СЗ выполняют роль эквивалента макси­мальной емкости датчика в режиме ка­либровки.
Перед градуировкой измерительного прибора производят обнуление и вы­полняют калибровку влагомера. Градуи­ровку проводят с использованием друго­го точного измерительного прибора. На­жимают кнопку SA1 и подстроечным кон­денсатором СЗ выводят стрелку микроам­перметр а на последнее деление шкалы. К датчикам двух влагомеров приклады­вают максимально влажное вещество, которое затем подсушивают нагревани­ем, и, сравнивая показания приборов, производят разметку шкалы микроампер­метра РА1 влагомера по эталонному при­бору.

Для уменьшения погрешности измере­ния влагомером необходимо, чтобы плот­ность измеряемого вещества соответст­вовала плотности вещества при градуи­ровке влагомера.

Датчик изготавливается из изоляцион­ного материала размером 200x40x5 мм (можно использовать гетинакс или тексто­лит). Сверху монтируют параллельно два электрода на расстоянии 10 мм. Их дела­ют из медной, алюминиевой или нержаве­ющей жести размером 160x40x1 мм. Сги­бают под прямым углом по длине таким образом, чтобы получились два угольни­ка со сторонами 30×7 мм. На 7-мм сторо­не делают четыре отверстия, необходимых для крепления электрода к изоляционной пластинке. Для устранения гальваничес­кой связи, вызванной измеряемым веще­ством, рекомендуется покрыть тонким слоем эпоксидной смолы подложку датчи­ка между пластинами.

Такой датчик можно подключать к схе­ме влагомера с помощью двужильного экранированного провода в поливинилхлоридной изоляции длиной до 1,5 м.

Элементы схемы помещаются на одно­сторонней печатной плате размером 100×50 мм, питание влагомера выполне­но от 9 вольтовой батареи 6F22, потреб­ляемый ток не более 10 мА. Использует­ся микроамперметр с магнитоэлектриче­ской системой с полным отклонением стрелки 100 мкА. Транзисторы могут быть заменены эквивалентными с коэффици­ентом усиления не менее 80.

Метки: , , , .


1 комментарий: Электронный измеритель влажности с емкостным датчиком

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Проверочный код *

Разработка сайта: cryptonic