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第724章 自动巡检系统
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第724章自动巡检系统(第1/2页)
秦墨白调电位器，十圈，慢慢转，万用表指针从偏左慢慢回到中间。。。零位。
“平衡了，读电位器阻值。”
周小军凑过来看刻度盘。
“三百四十二点六欧。”
秦墨白算了一下，RX=342.6*(99.8/100.2)≈341.2Ω。
查分度表，341.2Ω对应。。。
“4.8℃。”秦墨白说道。
旁边插着水银温度计，读数5℃。
“差0.2℃。”周小军吹了声口哨，笑道：“比直接测好，导线电阻没影响。”
秦墨白又试了五十米导线，一百米，结果一样，误差始终在±0.2℃以内。
“成了。”他合上笔记本。
多路切换开关，12月10日开始。
一个热敏电阻一个点，120个节点，总不能搞120个电桥，需要多路切换。。。一个电桥，轮流测多个传感器。
周小军从后勤那边翻出来一个旧东西。。。12档波段开关，圆形，中间一个转轴，周围一圈焊片，原来是收音机里用来切换波段的。
“12档，不够。”
“先用着，12个点一轮，120个节点分十组，每组一个开关，”秦墨白说道，“或者找更大的开关。”
他翻了翻收音机套件，里面有一个四刀三掷开关。。。四组触点，每组三个位置，不够。
“去邮电局看看，有没有老式电话交换机上的选择器，”秦墨白说道，“步进式的，转一圈接十二个线。”
周小军骑着自行车去了趟邮电局，下午回来，拎着一个铁疙瘩。。。步进选择器，邮电局淘汰的老设备零件，锈了，但触点还能用。
“这玩意儿怎么用？”
“电磁铁驱动，齿轮步进，每给一个脉冲，转子跳一档，接十二根线。”秦墨白研究了一下，道：“需要做个脉冲发生器，用晶体管多谐振荡器就行。”
他翻出3DG6晶体管，画了个电路，两个晶体管交替导通，输出方波脉冲，频率可调。
“脉冲驱动电磁铁，转子一步步走，每走一档，接一个传感器，电桥依次测12个点。”
周小军眼睛亮了，他道：“自动巡检！”
“对，自动巡检，一个电桥测十二个点，十个这样的单元，覆盖120个节点。”
“那得做十个步进选择器。。。”
“先做一个，验证原理。”
。。。
这次郑参谋带了一个小纸盒，秦墨白打开。
里面用棉花垫着，四片半导体应变片，芝麻大小，硅材料，黑色，背面有两根金丝引线，上面贴着标签：P型硅应变片，灵敏度系数120，中科院半导体所制。
秦墨白捏着盒子，手微微发抖。
“赵所长给的？”
“赵所长托人从半导体所弄的，实验品，没量产，说是‘看看农业上能不能用’。”郑参谋压低声音道，“这东西金贵，别让人看见。”
“明白。”
张力计方案，秦墨白想了想，这个东西他原来也明白。
原理是陶土头埋在土里，内部抽真空，土壤水通过陶土头渗入，产生负压，负压大小与土壤水势成正比。
把负压引到一个密封腔体，腔体内有弹性膜片，膜片变形，贴在上面的半导体应变片电阻变化，用电桥测量。
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问题是陶土头从哪来？
技术组仓库里翻出来一个旧东西。。。那是1958年苏联援建的土壤水分测定仪。
铁箱子，里面一个玻璃管，下面连着一个素烧陶瓷头，玻璃管上刻着刻度，靠水柱高度读负压，但玻璃管裂了。
秦墨白把那个素烧陶瓷头拆下来，核桃大小，表面密布微孔，放水里试了试。。。水慢慢渗进去，说明孔隙通。
“这个能用。”他说道。
密封腔体怎么做？没有现成的压力传感器外壳，秦墨白找了一段粗铜管，一头焊死，另一头用橡胶膜封住，橡胶膜上贴应变片，铜管侧面钻个小孔，接塑料管连到陶土头。
“土法压力传感器。”周小军看着这个粗糙的装置，咧嘴笑了。
“先试试。”
他们把陶土头埋进技术组后面那块空地的湿土里，塑料管连到铜管腔体，腔体里抽了真空，用注射器抽，橡胶膜在负压作用下向内凹，贴在上面的应变片跟着变形。
秦墨白把应变片接入电桥，另一个桥臂用一片同样的应变片做温度补偿。。。不感受压力，只感受温度。
调平衡，指针指零，然后等。半小时后，指针动了，偏了。
“有信号！”周小军喊道。
秦墨白盯着万用表，指针慢慢偏向左边，又慢慢回来，反复。
“土壤水势是波动的，浇水、蒸发、根系吸水。。。都会影响。”秦墨白边记录数据边道，“需要连续监测，建立负压和土壤含水量的对应关系。”
但问题来了，信号太弱，半导体应变片灵敏度高，但橡胶膜的变形量太小，指针偏转只有一两格，读数困难。
“膜片太厚，变形不够，”秦墨白说道，“得用更薄的膜，或者换弹性更好的材料。”
周小军想了想，道：“气球皮？”
“。。。试试。”
他们找了一块气球皮。。。朱曼彤扎辫子用的红气球，剪了一小块，贴在铜管口，应变片贴在气球皮上，重新抽真空。
这次指针偏转大了，但气球皮太软，抽真空时直接吸进去了，贴片脱落。
“不行，气球皮强度不够。”
“那。。。”秦墨白想了想道，“用避孕套？”
周小军愣了一下，然后笑了道：“农场卫生所里有，我去要两个。”
他骑着自行车去了趟卫生所，回来时兜里揣着两个。
“人家问我干嘛用，我说‘气象仪器’。”
他们剪了一小块避孕套的乳胶膜，比气球皮结实，又比橡胶膜薄，贴在铜管口，应变片用502胶粘上去。
这次成了，抽真空后膜片微微内凹，应变片变形，电桥有输出，指针偏转明显，而且膜片没吸进去。
“精度还不行，但原理通了。”秦墨白道，他在笔记本上写：
“12.12-12.14，半导体应变片张力计原型，陶土头（苏制旧件）、乳胶膜（避孕套材料）、P型硅应变片。”
“电桥输出有信号，问题：1）膜片一致性差，批次间差异大；2）密封困难，乳胶膜与铜管粘接不牢；3）校准缺乏标准负压源。”
“下一步：1）寻找更好的弹性膜材料（医用橡胶？）；2）制作标准负压校准装置（水柱高度标定）；3）尝试全桥电路，提高灵敏度。”
他合上笔记本。
第724章自动巡检系统(第1/2页)
秦墨白调电位器，十圈，慢慢转，万用表指针从偏左慢慢回到中间。。。零位。
“平衡了，读电位器阻值。”
周小军凑过来看刻度盘。
“三百四十二点六欧。”
秦墨白算了一下，RX=342.6*(99.8/100.2)≈341.2Ω。
查分度表，341.2Ω对应。。。
“4.8℃。”秦墨白说道。
旁边插着水银温度计，读数5℃。
“差0.2℃。”周小军吹了声口哨，笑道：“比直接测好，导线电阻没影响。”
秦墨白又试了五十米导线，一百米，结果一样，误差始终在±0.2℃以内。
“成了。”他合上笔记本。
多路切换开关，12月10日开始。
一个热敏电阻一个点，120个节点，总不能搞120个电桥，需要多路切换。。。一个电桥，轮流测多个传感器。
周小军从后勤那边翻出来一个旧东西。。。12档波段开关，圆形，中间一个转轴，周围一圈焊片，原来是收音机里用来切换波段的。
“12档，不够。”
“先用着，12个点一轮，120个节点分十组，每组一个开关，”秦墨白说道，“或者找更大的开关。”
他翻了翻收音机套件，里面有一个四刀三掷开关。。。四组触点，每组三个位置，不够。
“去邮电局看看，有没有老式电话交换机上的选择器，”秦墨白说道，“步进式的，转一圈接十二个线。”
周小军骑着自行车去了趟邮电局，下午回来，拎着一个铁疙瘩。。。步进选择器，邮电局淘汰的老设备零件，锈了，但触点还能用。
“这玩意儿怎么用？”
“电磁铁驱动，齿轮步进，每给一个脉冲，转子跳一档，接十二根线。”秦墨白研究了一下，道：“需要做个脉冲发生器，用晶体管多谐振荡器就行。”
他翻出3DG6晶体管，画了个电路，两个晶体管交替导通，输出方波脉冲，频率可调。
“脉冲驱动电磁铁，转子一步步走，每走一档，接一个传感器，电桥依次测12个点。”
周小军眼睛亮了，他道：“自动巡检！”
“对，自动巡检，一个电桥测十二个点，十个这样的单元，覆盖120个节点。”
“那得做十个步进选择器。。。”
“先做一个，验证原理。”
。。。
这次郑参谋带了一个小纸盒，秦墨白打开。
里面用棉花垫着，四片半导体应变片，芝麻大小，硅材料，黑色，背面有两根金丝引线，上面贴着标签：P型硅应变片，灵敏度系数120，中科院半导体所制。
秦墨白捏着盒子，手微微发抖。
“赵所长给的？”
“赵所长托人从半导体所弄的，实验品，没量产，说是‘看看农业上能不能用’。”郑参谋压低声音道，“这东西金贵，别让人看见。”
“明白。”
张力计方案，秦墨白想了想，这个东西他原来也明白。
原理是陶土头埋在土里，内部抽真空，土壤水通过陶土头渗入，产生负压，负压大小与土壤水势成正比。
把负压引到一个密封腔体，腔体内有弹性膜片，膜片变形，贴在上面的半导体应变片电阻变化，用电桥测量。
（本章未完，请点击下一页继续阅读）第724章自动巡检系统(第2/2页)
问题是陶土头从哪来？
技术组仓库里翻出来一个旧东西。。。那是1958年苏联援建的土壤水分测定仪。
铁箱子，里面一个玻璃管，下面连着一个素烧陶瓷头，玻璃管上刻着刻度，靠水柱高度读负压，但玻璃管裂了。
秦墨白把那个素烧陶瓷头拆下来，核桃大小，表面密布微孔，放水里试了试。。。水慢慢渗进去，说明孔隙通。
“这个能用。”他说道。
密封腔体怎么做？没有现成的压力传感器外壳，秦墨白找了一段粗铜管，一头焊死，另一头用橡胶膜封住，橡胶膜上贴应变片，铜管侧面钻个小孔，接塑料管连到陶土头。
“土法压力传感器。”周小军看着这个粗糙的装置，咧嘴笑了。
“先试试。”
他们把陶土头埋进技术组后面那块空地的湿土里，塑料管连到铜管腔体，腔体里抽了真空，用注射器抽，橡胶膜在负压作用下向内凹，贴在上面的应变片跟着变形。
秦墨白把应变片接入电桥，另一个桥臂用一片同样的应变片做温度补偿。。。不感受压力，只感受温度。
调平衡，指针指零，然后等。半小时后，指针动了，偏了。
“有信号！”周小军喊道。
秦墨白盯着万用表，指针慢慢偏向左边，又慢慢回来，反复。
“土壤水势是波动的，浇水、蒸发、根系吸水。。。都会影响。”秦墨白边记录数据边道，“需要连续监测，建立负压和土壤含水量的对应关系。”
但问题来了，信号太弱，半导体应变片灵敏度高，但橡胶膜的变形量太小，指针偏转只有一两格，读数困难。
“膜片太厚，变形不够，”秦墨白说道，“得用更薄的膜，或者换弹性更好的材料。”
周小军想了想，道：“气球皮？”
“。。。试试。”
他们找了一块气球皮。。。朱曼彤扎辫子用的红气球，剪了一小块，贴在铜管口，应变片贴在气球皮上，重新抽真空。
这次指针偏转大了，但气球皮太软，抽真空时直接吸进去了，贴片脱落。
“不行，气球皮强度不够。”
“那。。。”秦墨白想了想道，“用避孕套？”
周小军愣了一下，然后笑了道：“农场卫生所里有，我去要两个。”
他骑着自行车去了趟卫生所，回来时兜里揣着两个。
“人家问我干嘛用，我说‘气象仪器’。”
他们剪了一小块避孕套的乳胶膜，比气球皮结实，又比橡胶膜薄，贴在铜管口，应变片用502胶粘上去。
这次成了，抽真空后膜片微微内凹，应变片变形，电桥有输出，指针偏转明显，而且膜片没吸进去。
“精度还不行，但原理通了。”秦墨白道，他在笔记本上写：
“12.12-12.14，半导体应变片张力计原型，陶土头（苏制旧件）、乳胶膜（避孕套材料）、P型硅应变片。”
“电桥输出有信号，问题：1）膜片一致性差，批次间差异大；2）密封困难，乳胶膜与铜管粘接不牢；3）校准缺乏标准负压源。”
“下一步：1）寻找更好的弹性膜材料（医用橡胶？）；2）制作标准负压校准装置（水柱高度标定）；3）尝试全桥电路，提高灵敏度。”
他合上笔记本。