Описываемое здесь устройство позволяет одновременно стабилизировать температуру и влажность воздуха в помещении. В отличие от большинства подобных стабилизаторов, в которых используется принцип измерения сопротивления гигроскопического материала, в предлагаемом варианте применен психрометрический способ ее контроля, когда снижение температуры датчика тем больше, чем интенсивнее испарение с его поверхности. Это позволило упростить конструкцию датчика и обеспечить повышение надежности его работы.
Следует, однако, отметить, что установка стабилизируемой влажности должна производиться по психрометрической таблице, что не очень удобно.
Принципиальная схема стабилизатора температуры и влажности воздуха приведена на рисунке. Фактически он состоит из двух терморегуляторов. Один из них собран на компараторе DA1 и функции термочувствительного элемента выполняет в нем "сухой" терморезистор R3. К выходу этого регулятора (разъему XS1) подключен нагревательный прибор мощностью около 1 кВт, поддерживающий постоянную температуру в помещении. Во втором терморегуляторе работает компаратор DA2, к которому подключен "влажный" терморезистор R8. Температура, а значит, и сопротивление постоянно увлажняемого резистора зависят от влажности воздуха в помещении. К выходу этого регулятора (разъему XS2) может быть подключено увлажняющее устройство - испаритель или двигатель насоса распыляющего воду через форсунки.
Первый терморегулятор работает следующим образом. Когда температура воздуха, а значит, и терморезистора R3 ниже значения, заданного переменным резистором R1, напряжение на инвертирующем входе (выв. 4) компаратора DA1 меньше, чем на неинвертирующем (выв. 5). В этом случае напряжение на выходе микросхемы DA1 (выв. 10) близко к напряжению ее питания (около 11 В), тринистор VS1 открыт и нагревательный прибор оказывается подключенным к источнику питания. Когда же температура воздуха повысится до необходимого уровня, сопротивление терморезистора R3 уменьшится, напряжение на инвертирующем входе микросхемы DA1 увеличится, а на выходе упадет практически до нуля. В результате тринистор VS1 закроется и цепь питания нагревателя разорвется. При понижении температуры процесс повторится.
Работа регулятора влажности на микросхеме DA2 практически ничем не отличается от работы терморегулятора, но вместо тринистора к выходу его компаратора подключен транзистор VT1, управляющий симистором VS2 с помощью реле К1.
Температура терморезистора R8 регулятора влажности зависит не только от температуры, но и от влажности воздуха. При пониженной влажности скорость испарения воды с его постоянно смачиваемой поверхности повышена, в результате она охлаждается и сопротивление терморезистора R8 увеличивается. В этом случае напряжение на инвертирующем входе компаратора DA2 будет низким, а на его выходе - высоким. В итоге транзистор VT1 откроется, реле К1 сработает и его контакты К1.1 замкнутся. Симистор VS2 также откроется и на подключенный к разъему XS2 увлажнитель поступит напряжение питания. Но как только влажность воздуха повысится до необходимой, испарение воды с поверхности резистора R8 уменьшится и его сопротивление снизится. Симистор VS2 закроется и подача питания на разъем XS2 прекратится.
Все используемые в стабилизаторе элементы широко известны и доступны. Терморезисторы ММТ-4 с отрицательным ТКС можно заменить на другие сопротивлением 2...20 кОм, но при этом отношения сопротивлений резисторов R1:R3:R5 и R6:R8:R10 должны сохраниться. Тринистор КУ202Н можно заменить на КУ201Л, диоды VD3-VD6 любые мощные на напряжение более 300 В. Предохранитель FU1 выбирается исходя из мощности приборов, подключенных к разъемам XS1и XS2. Реле К1 - РЭС-15 паспорт РС4.591.003 можно заменить на любое другое с током срабатывания не более 10 мА и сопротивлением обмотки до 1000 Ом. При использовании реле с малым сопротивлением обмотки в цепь его питания необходимо включить токоограничивающий резистор R14 сопротивлением несколько сотен Ом. Все элементы, за исключением VS1, VS2, R1, R6, R16, FU1 и VD3-VD6, установлены на плату из одностороннего фольгированного гетинакса. Тринистор, симистор и диоды VD3-VD6 размещены на небольших теплоотводах.
В описанном устройстве используется бестрансформаторное питание, поэтому все токопроводящие цепи должны быть хорошо изолированы. При настройке устройства необходимо использовать низковольтные стабилизированные источники питания.
К корпусу резистора R8 привязывают полоску материала с хорошими капиллярными свойствами, другой конец которой опускают в воду. При этом важно, чтобы, корпус терморезистора постоянно смачивался. Регулировка устройства состоит в установке порога срабатывания тринистора VS1 и реле К1. Для этого движки резисторов R1, R6 следует установить в положение, соответствующее наибольшему сопротивлению. Резисторы R11 и R12 постепенно переводят из нижнего (по схеме) положения до положения, при котором соответственно откроется тринистор VS1 и сработает реле К1. Прибор необходимо отградуировать с помощью термостата и ручки переменных резисторов R1, R6 снабдить температурными шкалами. В процессе градуировки резистор R8 не должен увлажняться.
Нужная температура в помещении устанавливается резистором R1, а влажность - R6. Для этого используется психрометрическая таблица, на которой температура сухого термометра соответствует температуре, установленной резистором R1, а влажного - температуре, установленной резистором R6.
Важно отметить, что из-за гальванической связи прибора с сетью долив воды в емкость для смачивания резистора R8 возможен только при отключении сетевого напряжения.
В этом устройстве не очень удачно решено управление тринистором VS1 и симистором VS2. Дело в том, что выходного тока цепи питания R15VD1C7 - 16 мА - может оказаться недостаточно для работы двух ОУ, включения реле К1 и тринистора VS1 (ток спрямления - до 100 мА при 20°С). Кроме того, сопротивление резистора R16 обеспечивает гарантированное включение симистора VS2 лишь при достижении мгновенного значения напряжения сети 80 В, что вызывает заметные помехи радиоприему. Поэтому цепи управления тиристоров целесообразно изменить. Варианты схем узлов их импульсного включения неоднократно приводились на страницах журнала.
Автор: М.Куцев, с.Волчно-Бурла Алтайского края