Датчик температуры и влажности КРАМС-2

Лекция 26

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ КРАМС-2

    Для измерения относительной влажности в станции КРАМС-2 применяется психрометрический метод. Как известно, для этого необходимы два термометра - сухой и смоченный. Поэтому можно сказать, что измерение температуры и влажности осуществляется одним датчиком. Разумеется, термометры должны быть дистанционными - например, терморезисторами. Однако, для осуществления этого способа необходимо решить по меньшей мере две следующие задачи.

  1.Как осуществить автоматическое смачивание терморезистора?

  2.Как измерять влажность в холодное время года, когда вода, смачивающая терморезистор, замерзает?

    Для решения первой задачи собрана конструкция, показанная на рис. 26.1.

 

   Терморезисторы (1) и (2) помещены в металлические трубки (3). Смоченный терморезистор (2) находится также внутри узкой трубки (4), соединенной с сосудом (5). В сосуде находится вода.  Уровень  воды в сосуде (5) и в трубке (4) одинаковый. Таким образом, в промежутках   между  измерениями терморезистор (2) покрыт водой. За пять минут до измерений включается вентилятор (6) и начинается аспирация терморезисторов. Вместе с тем вентилятор откачивает воздух из сосуда (5) по трубке (10). Давление в сосуде понижается и вода из трубки (4) всасывается в сосуд. Смоченный терморезистор оказывается в потоке воздуха. Через пять минут, когда температура обоих терморезисторов стабилизируется, снимаются показания их температуры, и вентилятор выключается. Включение и выключение вентилятора, снятие показаний осуществляется автоматически по программе, записанной в БУПе.

   Электрическая схема датчика показана на рис.26.2. Она представляет собой неуравновешенный термометр сопротивления.

 

  Когда ключи К1 и К2 находятся в верхнем положении, мостовая схема состоит из резисторов R1 - (R3+R5) - R8 - R7, где R5 - сухой терморезистор. Сигнал с измерительной диагонали подается в БУП. Затем ключи переключаются в нижнее положение, и мостовая схема включает в себя резисторы R2 - (R4+R6) - R8 - R7, где R6 - смоченный терморезистор. Сигнал, подаваемый в БУП, зависит теперь от температуры смоченного терморезистора.

  Малоомные переменные резисторы R3 и R4 являются настроечными и регулируются при настройке датчика.

    Этот метод используется для измерения влажности при положительной температуре. При слабых заморозках, когда температура не ниже –4⁰ воду разбавляют спиртом до 4% ,  чтобы предотвратить замерзание. Но при температуре ниже –4⁰  применяется волосной гигрометр, конструкция  которого показана на рис.26.3.  Чувствительным  элементом датчика является  волосная  гитара (1),  нижний  конец которой  закреплен  неподвижно. Верхний конец гитары может двигаться вверх или вниз в зависимости  от влажности.  Вместе  с ним передвигается система рычагов (2), которая поворачивает ось (3). Пружина (4) оттягивает верхний конец гитары. Таким образом, угол поворота оси зависит от влажности. Стрелка (5) показывает значение влажности по шкале.

 

   Для преобразования  значения влажности  в  электрический  сигнал

применяется преобразователь угла поворота в напряжение (6). Схема

этого блока приведена на рис 26.4.

 

   Ротор с железным сердечником поворачивается вместе с осью. На обмотку L1  подается  переменный  ток.  Его амплитуда стабилизирована. Обмотка L2 связана с L1  трансформаторной связью. Переменное напряжение, снимаемое с обмотки L2, зависит от положения  ротора, т.е. от влажности.  В  дальнейшем оно выпрямляется и подается в БУП.

   Точность измерения влажности составляет 5% по  психрометру и 10% по гигрометру. Температура измеряется в пределах от –60⁰  до +50⁰  с точностью до 0,2⁰  .

   Напомним, что УЦВС вычисляет температуру точки росы по измеренным значениям температуры и влажности.

ДАТЧИК БЛИЗКИХ ГРОЗ

    Для получения информации о наличии близких гроз воспользуемся тем, что при молниевых разрядах электрическое поле резко изменяется. Чувствительный элемент датчика - электростатическая антенна - представляет собой довольно большую пластину, помещенную на семиметровую мачту (см.рис.26.5).

 

   Когда заряженное грозовое облако находится непосредственно над датчиком или в ближней зоне аэродрома, на антенну  приходят заряды противоположного знака. Они приходят с земли через входное сопротивление усилителя R . Значение этого сопротивления достаточно велико (порядка 10⁶ Ом). При молниевом разряде облако частично разряжается и часть зарядов с антенны  уходят  в  землю. На входе усилителя появляется слабый импульс тока, который мы будем называть грозовым импульсом. Именно наличие или отсутствие грозовых импульсов служит сигналом о наличии или отсутствии гроз.

   Блок-схема дальнейших каскадов датчика показана на рис.26.6.

   Усиленные грозовые импульсы приходят на пороговок устройство (ПУ). Пороговое устройство пропускает импульсы с большой амплитудой (от близких гроз) и не пропускает слабые импульсы от дальних гроз. Амплитудный порог может регулироваться. Таким образом, следовательно, регулируется радиус действия датчика. Далее импульс поступает на усилитель-формирователь импульсов запуска  (УФИЗ). Этот блок генерирует прямоугольные импульсы при поступлении на него грозовых импульсов.

 

   Следующий блок – расширитель импульсов - увеличивает длительность прямоугольных импульсов до величины, позволяющей электромагнитному реле (ИЭ) сработать и замкнуть контакты, через которые в БУП поступает токовый сигнал. По получении такого сигнала станция КРАМС переходит в штормовой режим (показания снимаются через 15 с).

   Если в течение 15 минут не поступает следующий грозовой импульс, грозовая ситуация считается закончившейся и станция переходит в срочный режим работы.

ДАТЧИК ПАРАМЕТРОВ ВЕТРА КРАМС-2

     Датчик параметров ветра КРАМС-2 представляет собой устройство,

аналогичное датчику анеморумбометра М-63м. Единственным отличием яв-

ляется применение герконов вместо импульсаторов.

ДАТЧИК МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ ВИДИМОСТИ КРАМС-2

     Датчиком метеорологической дальности видимости КРАМС-2 является

импульсный фотометр ФИ-1, непосредственно подключенный к БУПу.

ДАТЧИК ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ОБЛАЧНОСТИ КРАМС-2

    В датчике высоты нижней границы облачности КРАМС-2 применены приемник и передатчик прибора РВО-2м. Они соединены со специальным блоком, называемом "датчик высоты облаков", ДВО. Этот блок ДВО соединен с БУПом. Блок ДВО размещается в помещении непосредственно рядом с БУПом, БАСом и УЦВС (см. рис.26.7).

 

 Блок ДВО выполняет следующих функции.

  1. Генерирует сигналы с частотой 1 Гц для зажигания импульсной лампы передатчика.

  2. ДВО измеряет временной промежуток с момента зажигания импульсной лампы до момента прихода облачного импульса.

  3. Переводит аналоговый сигнал в цифровую форму.

  4. ДВО анализирует сигнал - осредняет результаты по 8 измерениям и отбраковывает ложные сигналы (не более двух из восьми), если в безоблачном небе появляются сигналы от случайных объектов или при случайных просветах в облаках.