Работа кварцевого резонатора
Кварцевый резонатор с нанесенным на его поверхность полимерным покрытием включен в качестве составного элемента в измерительный мост и работает в режиме последовательного резонанса. Как известно, при точной настройке кварца на частоту последовательного резонанса он ведет себя как активное сопротивление, т. е. его эквивалентное сопротивление определяется только потерями на внутреннее трение, сопротивлением излучению и тепловым рассеянием энергии. Из перечисленных компонентов переменной величиной будет только сопротивление излучению, которое зависит изменений свойств полимерного покрытия под влиянием колебаний влажности контролируемой среды. Остальные компоненты постоянны, так как определяются типом кварца и способом его крепления.
Поэтому зависимость между изменением активного сопротивления кварца на частоте последовательного резонанса и изменением влажности легко устанавливается. Основным узлом влагомера является измерительный мост переменного тока, составленный из резисторов и кварцевого датчика с компенсационной цепочкой. Одна из диагоналей моста соединена с усилителем на транзисторах нагруженным стрелочным индикатором, а вторая — со вторичной обмоткой выходного трансформатора. Когда измерительный мост разбалансирован, возникает напряжение автогенерации на частоте последовательного резонанса кварца. В отсутствие автогенерации мост всегда разбалансирован, так как сопротивление кварца и включенного последовательно с ним диода будет меньше сопротивления в противоположной диагонали моста.
При возникновении автогенерации часть высокочастотного напряжения после выпрямления диодами поступит в компенсационную цепь Мост автоматически балансируется, генерация срывается и микроамперметр фиксирует напряжение смещения, поступившее в компенсационную цепь. Это напряжение и будет соответствовать измеряемой влажности. Этот прибор рассчитан на изменение влажности.в диапазоне от 40 до 80% с точностью ±2—3% при температуре окружающей среды от 20 до 40 °С. При желании границы диапазона измерения могут быть расширены в обе стороны. Питание прибора осуществляется от одной батареи для карманного фонаря. Конструктивно он выполнен в виде компактного блока, заключенного в металлический кожух. Датчик расположен в выносном щупе. Шкала прибора проградуирована в процентах влажности.
