Виды гигрометров, принцип роботы, как сделать гигрометр своими руками. Как сделать волосной гигрометр своими руками Как работает гигрометр

В современном мире многие люди очень бережно относятся к своему здоровью и самочувствию: занимаются спортом, придерживаются правильного питания, следят за влажностью воздуха в том помещении, где находятся. И это совершенно правильно. Кто-то считает, что влажность воздуха абсолютно неважна и никак не может повлиять на состояние здоровья. Но если копнуть глубже, то можно определить, что влияние, на самом деле, колоссальное и очень значимое.

Заботливые производители разработали и изготовили специальный прибор – волосяной гигрометр. Вот о нем и пойдет речь в данной статье: определим его особенности, плюсы и минусы, а также разберемся, как же он работает.

Особенности

Волосяной гигрометр – это специальный прибор, основное предназначение которого – измерение коэффициента влажности воздуха как в помещении, так и на улице. Мало кто знает, что если дышать сухим воздухом, то могут возникнуть проблемы со слизистой и кожей, снизится иммунитет, а состояние постоянно будет сонливым.

Именно поэтому желательно, чтобы у каждого был в наличии такой измеритель влажности.

Основной особенностью данного вида гигрометров является его конструкция, которая довольно простая. Основными элементами являются:

• металлическая рамка – основа всей конструкции;
• натуральный или обезжиренный синтетический волос;
• стрела;
• ролик;
• небольшой груз.

Прибор оснащен специальным регулировочным винтом , при помощи которого выполняется поверка или регулировка работы.

Также стоит помнить о том, что волосяной гигрометр является очень чувствительным, поэтому его нужно правильно хранить и эксплуатировать. Вот основные требования по использованию:

• крепить нужно исключительно на стене;
• не вешать рядом с отопительным прибором;
• может снимать показания при температуре от -30 ºС до +45 ºС;
• периодически прибор нужно очищать от загрязнений;
• следите внимательно за тем, чтобы движение винта было плавным.

Если вы заметили, что в работе прибора есть недочеты, а его конструктивные элементы работают не так, как указано в инструкции по эксплуатации, желательно обратиться к специалистам, чтобы они выполнили поверку гигрометра.

Преимущества и недостатки

У каждого гигрометра есть свои преимущества и недостатки. Волосяная модель не является исключением.

Итак, к плюсам относятся:

• на работу волосяного гигрометра никак не влияет температура воздуха – к примеру, электрические приборы для замера влажности воздуха подвержены такому влиянию, именно поэтому в их показаниях можно усомниться;
• не нужна электрическая энергия, ведь основа работы прибора – механические действия.

Что касается минусов, то следует отметить следующие:

• высокая стоимость;
• недостаточно точные показания и измерения влажности воздуха;
• установленные прибором показания нужно снимать самостоятельно, он не оснащен электронным дисплеем, на который могут выводиться цифры.

Именно из-за перечисленных выше недостатков волосяной гигрометр стали использовать все реже.

Сегодня предпочитают более новые и современные модели прибора, например электронный.

Принцип действия

Давайте же разберемся, как работает волосяной гигрометр, в конструкции которого есть волос. Именно он является одним из основных элементов, от которого зависят показания прибора.

Итак, в основе качественного и надежного гигрометра лежит именно человеческий волос, который обладает способностью изменять свою форму и длину в условиях повышенной влажности воздуха. Принцип работы волосяного гигрометра состоит в следующем:

• волос натягивается на металлическую рамку;
• изменение уровня влажности влияет на длину волоса;
• любые изменения в размере передаются стрелке, которая перемещается вдоль шкалы: если влажность воздуха падает, длина волоса уменьшается, и наоборот (если влажность растет – длина волоса увеличивается).

Чтобы определить уровень относительной влажности, нужно посмотреть на положение стрелки. Одно деление на шкале равно 1% относительной влажности.

Сфера использования

Гигрометр – это довольно востребованный прибор. И это вовсе не удивительно, ведь показания, которые он снимает, очень важны.

Данный прибор можно использовать дома. В таком случае идеально подойдет волосяной гигрометр бытового типа. Но, помимо контроля влажности воздуха в домашних условиях, прибор используется и в различных сферах промышленного производства.

• На овощебазе и зернохранилище. Наличие такого прибора на складах хранения позволяет контролировать температурный и влажностный режимы.
• В фармацевтической отрасли. Все дело в том, что каждый из лекарственных препаратов должен храниться при определенной влажности, иначе вскоре он потеряет свои функциональные свойства и может даже навредить здоровью человека.
• В библиотеках. Конечно, далеко не каждая библиотека может похвастаться наличием данного прибора, но там, где хранятся древние, раритетные и редкие издания, обязано он должен быть, ведь избыток влаги может разрушить книги.
• На строительных предприятиях и производствах. Ни для кого не секрет, что есть строительные материалы, которые также могут разрушиться от высокой влажности, например древесина.
• В учебных заведениях во время проведения определенных исследований.
• На мебельном производстве . Контроль показателя влажности в помещение – это одно из основных правил соблюдения технологии изготовления мебельных конструкций.

Очень часто на метеостанциях используют специальный метеорологический гигрометр.

Как видим, прибор этот очень даже важен. И если у вас есть желание, то его можно приобрести или даже изготовить самостоятельно.

Обзор волосяного гигрометра М19 смотрите далее.

Уровень влажности воздуха окружающей среды может влиять не только на самочувствие человека, но и также на состояние бытовой техники, мебели и продуктов. Количество влаги в воздухе зависит от особенностей климата региона или техногенных факторов.

Нормой для здорового человека считается влажность воздуха от 30 до 60 %. Чтобы создать оптимальный микроклимат в помещении используют специальные увлажнители или осушители, а также кондиционеры с функциями автоматического контроля уровня влаги.

Используют специальные приборы для измерения:

• гигрометры;
• психрометры.

Гигрометр – один из измерительных приборов, благодаря которому можно определить уровень влажности.

Дополнительная информация: швейцарский ученый в 1783 г. Орас де Соссюр сконструировал первый волосной гигрометр, но работать над изобретением этого измерителя начал Леонардо да Винчи еще в 1400 г.

Есть несколько типов гигрометров:

• волосной;
• весовой;
• конденсационный;
• электронный;
• электролитический;
• пленочный;
• керамический.

Каждый из приспособлений имеет особенный принцип работы. Например, конструкцию волосного гигрометра составляет система U – образных трубок. Они наполнены специальным веществом, которое поглощает водяной пар. С помощью насоса через эту систему подают воздух и определяют его влажность.

Наиболее точным измерителем считается конденсационный гигрометр. Он измеряет количество конденсата, который образуется на стеклянной поверхности после воздействия на нее солнечного луча. Погрешность при работе такого устройства очень низкая.

Психрометр – еще один из измерителей влажности воздуха окружающей среды.

Виды психрометров:

• психрометр Августа (станционный);
• психрометр Ассмана (аспирационный);
• дистанционный психрометр.

Психрометр Августа - один из наиболее известных приборов для измерения влажности. Строение этой конструкции достаточно несложное. Конструкция психрометра состоит из прикрепленных на одном штативе двух одинаковых термометров. Один из них называется сухим, он показывает температуру в помещении.

Второй термометр называют влажным или смоченным. Конец этого термометра в виде чехла обматывают батистовой тканью или марлей, конец которой опускают в резервуар с водой, находящийся на тыльной стороне конструкции психрометра.

Если конец влажного термометра будет опущен в резервуар, то он покажет температуру находящейся там воды, а не воздуха, который циркулирует над ним. Поэтому необходимо учесть, что расстояние между сосудом и окончанием измерительного прибора должно составлять около 3 – 4 сантиметров.

Вода с кусочка ткани испаряется, из-за чего температура на влажном термометре снижается до момента, пока термометр не начнет показывать температуру, при которой пар становится насыщенным. В такой момент показываемые на влажном термометре данные будут представлять показатели реальной температуры окружающей среды.

Определения влажности воздуха в определенном помещении с помощью психрометра занимает немного времени. Для этого устройство помещают в место, изолированное от попадания солнечных лучей и посторонних тепловых воздействий на 10 – 15 минут, после чего записывают результаты измерения каждого из термометров прибора.

Шкала термометра поделена от - 25˚ до + 50˚ на интервалы в 0,2 градуса.

Как пользоваться психрометрической таблицей

Для определения уровня влажности на основании данных психрометра нужна специальная психометрическая таблица. В первом столбце таблицы в ˚С показано температуру сухого термометра. В первой строке – разницу между показателями температур обеих термометров. Относительная влажность воздуха вычисляется на пересечении результата первого столбца и первой строки психометрической таблицы.

В чем плюсы и минусы психрометра?

Главным преимуществом психрометра есть его несложное строение. Соответственно, определение влажности воздуха с помощью психрометра намного проще по сравнению с другими измерительными приспособлениями. Плюс ко всему, в изготовлении он гораздо более дешевый, чем любой другой прибор.

Но кроме положительных сторон, у психрометра есть и недостатки. На показания этого измерительного инструмента очень влияет движение окружающего воздуха. То есть, чем выше будет скорость движения воздуха в месте измерения, тем больше будет разница в окончательном результате обеих термометров психрометра. Эту погрешность было исправлено в психрометре аспирационного типа или, как его еще называют, психрометре Ассмана.

В чем особенность психрометра Ассмана?

Психрометр Ассмана – это гораздо сложнее и более надежное устройство для измерения влажности воздуха. Оба термометра конструкции находятся нижними концами в специальном металлическом корпусе, который защищает их от попадания солнечных лучей, тепловых воздействий, а также от различных повреждений. Воздух движется с постоянной скоростью благодаря работе вентилятора. Этот вентилятор, еще известный как аспиратор, обдувает термометры со скоростью 2 м/сек.

Определение влажности с помощью этого психрометра: прибор подвешивают в месте исследования на высоте 1,5 м от пола; результаты получают через 10 – 15 минут зимой и через 4 – 5 минут в летнее время.

Общим для психрометра Августа и психрометра Ассмана является то, что в конструкции обеих есть стеклянно – ртутные термометры. Минус этих приспособлений – их хрупкость и, соответственно, отсутствие возможности проводить измерения дистанционно.

Чем отличается дистанционный психрометр от остальных приборов

Дистанционный психрометр – это еще один экземпляр приспособления для измерения влажности. В конструкции этого измерительного приспособления используют такие электронные приборы как термометр сопротивления или терморезисторы.

Основные типы дистанционных психрометров:

• манометрические;
• электрические.

Манометрический психрометр составляет один или два термометра манометрического типа. В электронных психрометрах, как и во всех остальных дистанционных измерителях, используют кремниевые транзисторы, которые заменяют датчики сухого и влажного термометров.

В чем разница между психрометром и гигрометром

Главное отличие этих приспособлений для определения влажности заключается в принципе их работы. В функции гигрометра входит измерение не только влажности воздуха, но и влажности различных твердых тел.

Показатели психрометра, не смотря простоту его конструкции, всегда более надежны, из – за чего в примечания к инструкциям некоторых гигрометров рекомендуют проверять показания по психрометру.

Как узнать влажность воздуха без измерительных приборов

Для проведения этого эксперимента будут необходимы обычный стакан, немного воды и холодильник. На несколько часов в холодильник помещается стакан с холодной водой. Когда температура жидкости в сосуде достигнет 3 – 5˚С, стакан ставят в помещение, где будет измеряться влажность воздуха.

Если воздух в комнате очень сухой, то на поверхности стакана будет наблюдаться конденсат, который исчезнет после 5 – 10 минут наблюдения. Если воздух в помещении очень влажный, то на стенках стакана в течение 5 – 10 минут образуются большие капли конденсата. Если же не наблюдается ничего из двух предыдущих вариантов – воздух в комнате средней влажности.

Как сделать измеритель влажности воздуха своими руками

Психрометр – достаточно несложное по своей конструкции изобретение, поэтому любой желающий сможет сделать его самостоятельно.

Необходимые материалы:

• два спиртовых термометра;
• небольшой отрезок батистовой ткани;
• несколько деревянных реек;
• мелкие шурупы;
• стеклянная баночка.

Для подставки психрометра необходимо взять небольшую деревянную пластину размером 50 мм в ширину и 120 мм длинной. К ней шурупами крепим рейку, длина которой зависит от длины используемых измерительных приборов. Перпендикулярно к ней крепится еще одна планка, на которой будут держаться термометры.

Для компактности и высшей точности показателей не следует размещать термометры на большом расстоянии друг от друга.

Основу прибора можно соединить с подставкой просверлив в ней небольшое отверстие, либо же использовать клей ПВА. После того, как корпус психрометра собран, нижний баллон одного из термометров обматывается батистовой тканью. Конец ткани опускается в сосуд, в котором находится незамерзающая жидкость.

При проверке показателей изготовленного прибора следует проверить результаты заводского измерителя и сравнить оба показателя. В дальнейшем для определения уровня влажности воздуха необходимо пользоваться специальной психрометрической таблицей.

Использовав минимум материалов и свободного времени, владелец готового изделия получит полезный инструмент для измерения уровня влаги воздуха.

Начинающие птицеводы могут не задумываться о том, что контролировать нужно не только температуру воздуха в инкубаторе, но и его влажность. При этом следует учитывать, что в разные периоды инкубации показания влагомера будут отличаться друг от друга. Так, в самом начале следует поддерживать влажность воздуха на уровне 65-75%, в середине периода ее необходимо понизить до 40-50%, и на этапе вывода – 75%. Такой многоэтапный подход позволит в несколько раз улучшить выводимость яиц.

Как измерить влажность в инкубаторе?

Измерить влажность воздуха в коробе для выведения птенцов можно посредством использования специального приспособления, которое называется гигрометр. Наиболее часто встречающаяся модель может измерять влажность, которая находится в диапазоне от 20 до 99%, при этом погрешность составляет всего 5%, что не может оказать пагубное влияние на развитие будущего потомства.

Большинство электронных приборов, предназначенных для измерения влажности в инкубаторе, оснащены специальным датчиком, который закреплен на проводе. Это позволяет производить замеры внутри корпуса. При этом контролировать уровень влаги можно по табло, размещенному снаружи. На него выводится не только процент влажности в рабочей зоне, но и примерная температура.

Особо следует простоту эксплуатации гигрометра. Он оснащен переключателем, который имеет два рабочих положения: «включен»/»выключен». Также на нем есть несколько кнопок, которые переключают единицы измерения температуры. Как выглядит гигрометр, вы можете увидеть на фото.

Приборы для измерения влажности, предназначенные для домашнего разведения птицы, отличаются сравнительно небольшой стоимостью. Его средняя цена составляет от 500 до 1000 рублей за единицу изделия.

Как работает гигрометр?

Чтобы измерить, какова влажность воздуха внутри инкубатора, необходимо опустить датчик внутрь него через специально проделанное отверстие так, как показано на фото. Зафиксируйте его в подвешенном состоянии на 5-7 минут. После этого на дисплее появятся искомые показатели влажности.

Если крышку инкубатора открыть все-таки пришлось, то реальные показания будут готовы только спустя 40-60 минут.
Как правильно эксплуатировать электронный гигрометр?

Чтобы устройство исправно работало долгие годы, необходимо оберегать его от механических воздействий, в частности от ударов и дерганий за провод, на котором прикреплен датчик.

Не размещайте аппарат для вывода птенцов, а, следовательно, и влагомер, под солнцем и на сквозняке. Это может оказать негативное влияние на будущий выводок.

Важное условие для нормального функционирование прибора – температурный режим, который может варьироваться от -40 до +70⁰С.

Избегайте попадания на гигрометр жидкости, пыли и грязи. Особенно бережно следует относиться к датчикам и корпусу.

На что ориентироваться при покупке гигрометра для вывода птенцов в домашних условиях?

Перед тем, как приобрести прибор для измерения влажности воздуха в инкубаторе, необходимо изучить технические характеристики всех представленных на рынке изделий.

1. Обратите внимание на измеряемый параметр давления. Он может быть относительным (RH) и абсолютным (г/м3).
2. Заранее продумайте, сколько яиц будет помещаться в лотки. Определившись с данным показателем, расскажите об этом продавцу-консультанту, и он поможет вам сделать правильный выбор.
3. Если вам нужно устройство, отличающееся высокой точностью измерений, то отдавайте предпочтение оптическим аппаратам.
4. Если вы планируете разместить аппарат вне жилого помещения, обратите внимание на степень его защиты. Она измеряется, как правило, по шкале IP. Значения этой шкалы означают степень надежности и уровень стойкости прибора к воздействию воды, пыли и грязи.

Как отмечалось, стандартный температурный режим гигрометра составляет -40 до +70⁰С. Однако если вы собираетесь эксплуатировать его в иных условиях, тщательно изучите данный показатель. В противном случае вы не получите желаемого результата – птенцы просто не смогут вылупиться.

Есть ли альтернатива электронному прибору измерения влажности в инкубаторе?

Несмотря на то, что готовый прибор для измерения влажности стоит не так уж и дорого, некоторые птицеводы рекомендуют изготовить устройство, предназначенное для тех же целей, самостоятельно. Они объясняют это тем, что используемые приборы для самодельного гигрометра выдают более точные показания, нежели их электронные аналоги.

Как сделать самодельный прибор:

1. Для этого вам понадобится два обычных ртутных термометра, которыми измеряют температуру воздуха, доска и вода.
2. Градусники закрепляют по краям доски так, чтобы они находились параллельно друг к другу, и под одним устанавливают емкость с дистиллированной водой.
3. Ртутный шарик оборачиваем хлопчатобумажной тканью и не очень туго связываем нитью.
4. Края ткани опускаем в воду примерно на 5 миллиметров.
5. Показатели, которые фиксируют градусники, сравнивают между собой и сопоставляют со специально разработанными табличными данными, которые приводятся в описании психрометров. Например, если показания сухого термометра составляют 37,5 градусов, а влажного – 26 градусов, то относительная влажность воздуха в приборе для выведения цыплят составляет 38%. Таким образом, вычисляется влажность воздуха в инкубаторе.

Таким образом, на успешность процесса выведения птенцов влияет не только уровень температуры воздуха, но и его влажность. Последнюю можно измерить специальным прибором – гигрометром, который можно купить в любом зоомагазине либо изготовить самим. Однако второй вариант достаточно трудоемок.

Применяются специальные влагомеры. На сегодняшний день существуют игольчатые, контактные и щеповые модификации. По параметрам они довольно сильно отличаются. Однако производителей на рынке влагомеров имеется не так много. К основным компаниям можно отнести в первую очередь ЕМСО и "Валком". Стоит в среднем хороший влагомер на рынке в районе 1500 руб.

Как сделать самостоятельно?

При необходимости можно сделать влагомер для древесины своими руками. Схема его включает датчик диэлькометрического типа. Также для устройства потребуется компактный генератор. Параметр предельной частоты его обязан составлять не более 30 МГц. Контакты для самодельной модели целесообразнее подбирать игольчатые. Еще, чтобы сделать влагомер для древесины своими руками, потребуется микросхема трехканального типа.

Прибора должна находиться в районе 3.5 Ф/м. Микропроцессор для модели подбирается с импульсным усилителем. Зонды чаще всего применяются трубчатого типа. Дисплей целесообразнее подбирать строчный. По сравнению с текстовыми аналогами он является более простым. Непосредственно электроды у влагомеров применяются емкостные. В свою очередь, улавливатель потребуется установить резистивный. В последнюю очередь для модели подбираются аккумуляторы. В данном случае можно использовать обычные пальчиковые батарейки.

Контактные модели

Контактные влагомеры для древесины хорошо подходят для работы с фанерой, а также паркетом. Дополнительно в строительной сфере приборы применяются для определения влажности панелей. Если говорить про контрактные особенности, то генераторы в устройствах используются низкочастотные. Непосредственно зонды устанавливаются трубчатого типа.

Диэлектрическая проницаемость большинства влагомеров не превышает 3 Ф/м. Максимальную температуру модели данного типа способны держать на уровне 40 градусов. Дисплей используется как строчного, так и текстового типа. Многие модификации оснащены термодатчиками. Функция калибровки имеется у многих устройств. Стоит в среднем качественный влагомер в районе 2 тыс. руб.

Игольчатые влагомеры

Игольчатые влагомеры для древесины применяются, как правило, для сосны или ели. Датчики во всех конфигурациях используются диэлектрического типа. Если говорить про параметры, то точность измерения в основном колеблется в районе 0.2 %. Максимальный порог влажности устройств не превышает 35 %. Минимальная допустимая температура для моделей составляет 0 градусов. Микропроцессоры во многих приборах используются с усилителями. Стоит в среднем влагомер для древесины (игольчатый) в районе 1200 руб.

Щуповые устройства

Щуповые влагомеры для древесины в основном изготавливает компания "Валком". Если верить мнению специалистов, то параметр у них крайне низкий. Генераторы в устройствах используются с частотностью на уровне 20 МГц. Непосредственно улавливатели устанавливаются резистивного типа. Минимальный порог влажности моделей не превышает 5 %. В свою очередь, устройств находится на уровне 1 РН. Дисплеи часто у влагомеров применяются строчного типа. Некоторые модификации оснащаются термометрами. Функция калибровки в устройствах встречается довольно редко. Найти модель данного типа на рынке можно за 2 тыс. руб.

Модель ЕМСО АР

В строительной сфере представленный влагомер пользуется большим спросом. Для работы с паркетами и панелями он подходит идеально. Также данный влагомер оснащен термометром. Еще одним преимуществом модификации можно смело назвать наличие контактов игольчатого типа. Микросхема у модели производителем предусмотрена трехканальная, поэтому измерение влажности древесины происходит быстро. Электроды используются емкостного типа.

Максимальный порог влажности не превышает 40 %. По размерам указанный влагомер является очень компактным, и относится к классу портативный приборов. Согласно документации, масса его без аккумуляторов составляет 80 г. Разрешающая способность модели находится на уровне 1.3 РН. Максимальная допустимая температура модели ровно 35 градусов. В мороз представленный прибор использовать запрещается. Точность измерения колеблется в районе 1.4 %. В магазинах данное устройство можно найти за 2100 руб.

Устройства для определения влаги ЕМСО МР500

Данный влагомер оснащен датчиком диэлькометрического типа. Если верить отзывам покупателей, то разрешающая способность у прибора довольно высокая. Непосредственно генератор у модели применяется на 22 МГц. Согласно документации, максимальная допустимая температура равняется 40 градусов. Дисплей в устройстве используется текстового типа.

Аккумуляторы применяются на 1 мАч, поэтому хватает их надолго. В данном случае улавливатель производителем предусмотрен резистивного типа. Если верить отзывам экспертов, то проблемы с определением важности щепок не возникают. Максимальная глубина измерения равняется 10 мм. Приобрести представленный влагомер пользователь может за 1400 руб.

Модель "Валком ЕМ4806"

Указанный влагомер для твердой древесины среди прочих моделей отличается высоким параметром разрешающей способности на уровне 1.3 РН. Все это говорит о том, что прибор отлично работает при температуре ниже 10 градусов. В данном случае показатель точности измерения находится на отметке 0.2 %. Максимально допустимый порог влажности равняется 30 %.

Улавливатель в устройстве предусмотрен резистивного типа. Микросхема используется трехканальная, а генератор установлен низкочастотный. Согласно документации на устройство, корпус предусмотрен с системой защиты ИП 62. Весит представленная модель ровно 80 г. Памяти влагомера хватает для 30 тыс. замеров. Купить его пользователь может за 1500 руб.

Министерство образования Красноярского края

Краевое государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение

«Красноярский техникум транспорта и сервиса»

тема проекта:

«Модель волосяного гигрометра»

Выполнили: студенты

группы МР1-17 Погодаев М.А Горенский С.А. Проверил: преподаватель физики: Левдикова Е.Д.

Красноярск 2018 г.

Содержание.

Введение………………………………………………………….3 стр.

Раздел 1. Теоретическая часть…………………….……………4 стр.

1. Приборы, измеряющие влажность воздуха………………4 стр.

   Альтернативные способы измерения влажности воздуха……………………………………………………..6 стр.

   История возникновения и развития гигрометра…………7стр.

Раздел 2. Практическая часть……………………………….……9стр.

1. Устройство и принцип работы волосяного гигрометра………………………………………………….8 стр.

   Схема волосяного гигрометра……………………………..9 стр.

   Описание сборки модели волосяного гигрометра………10 стр.

   Сравнение результатов показаний электронного гигрометра, психрометра и волосяного гигрометра.………...……… 10 стр.

Раздел 3. Заключительная часть…………………………………13 стр.

3.1. Заключение ……………………………………………….….13стр.

Приложения………………………………………………….……14 стр.

Список литературы………………………………………………15 стр.

ВВЕДЕНИЕ.

В организм животных и человека влага в основном поступает с пищей или питьем. Однако, достаточное ее количество необходимо не только внутренним органам, но и слизистым оболочкам глаз, дыхательных путей, коже. Следовательно, важно не только потребление жидкости вовнутрь, но и получение ее из окружающего влажного воздуха. Для определения показателя влажности и поддержания его на нормальном уровне используются специальные измерительные приборы. Среди наиболее распространенных специальных аппаратов следует выделить психрометры и гигрометры. Служат такие приборы единой цели, однако в основе их работы лежат кардинально отличные друг от друга принципы. Нас заинтересовал прибор волосяной гигрометр. Изучив его более подробное устройство, мы поняли, что его можно сделать своими руками.

Актуальность нашего проекта заключается в том, что для изучения темы влажность воздуха требуются модель прибора гигрометра.

Цель проекта: собрать действующую модель волосяного гигрометра.

Задачи проекта:

Изучить устройства и принципы работы приборов, которые измеряют влажность воздуха.

Собрать модель волосяного гигрометра.

Сравнить измерения волосяного гигрометра с психрометром и электронным высокоточным гигрометром в течение месяца, в одном классе.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

1. ПРИБОРЫ, ИЗМЕРЯЮЩИЕ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА.

Достаточно широкое распространение в быту получил психрометрический метод вычисления показателей влажности. Если гигрометрический прибор для измерения влажности воздуха обычно демонстрирует отклонения в показателях на уровне порядка 5% в обе стороны, то в случае с психрометрами такие погрешности отсутствуют. Простейшие психрометры обладают двумя датчиками – сухим и влажным. В то время как испарение воды приводит к охлаждению влажного датчика, сухой элемент психрометра фиксирует изменения в температуре окружающего пространства. Результатом измерений на основе данного принципа становится формирование необходимых показателей в специальном микропроцессорном приборе. Таким образом, несложно понять, что психрометр – прибор для определения влажности воздуха, где главную роль играет регистрация показателей о разности температур на сухом и влажном датчиках.

Рис.1.Психрометр.

Гигрометр – прибор для измерения влажности воздуха, принцип работы которого позволяет выявить, как изменение показателей влажности отражается на отдельных телах и материях. В качестве яркого примера можно отметить волосной гигрометр, где в качестве средства для измерения выступает обезжиренный человеческий волос. Изменяя собственную длину, исходя из изменений показателей влажности, волос позволяет получать данные о необходимом показателе в пределах от 30 до 100%.

Рис.2. Гигрометр.

1.2. АЛЬТЕРНОТИВНЫЕ СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ АППАРАТУРЫ.

Существует довольно простой способ, при помощи которого можно получить достаточно объективные данные об уровне влажности в помещении. Причем для этого достаточно всего лишь наличия обычного стеклянного стакана с водой. Чтобы измерить влажность, необходимо наполнить стакан холодной водой. После чего поместить емкость на несколько часов в холодильник, пока вода не остынет до температуры около 5. Поставив, стакан в помещении, в котором необходимо узнать уровень влажности следует наблюдать за поверхностью стекла, обращая внимание на следующее: если стенки стакана вначале запотели, а затем быстро высохли на протяжении нескольких минут, в таком случае воздух в помещении сухой; сохранение эффекта запотевания стенок по истечении 5-10 минут после начала наблюдений свидетельствует о средней влажности воздуха; появление стекающих ручейков на стенках стакана говорит о высокой влажности.

ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОМЕТРА. Достаточно эффективный прибор для измерения влажности воздуха – обычный термометр. Использование термометра с данной целью является своеобразным копированием принципа действия психрометров. Для начала при помощи стандартного ртутного термометра фиксируется температура воздуха в помещении, а затем его головку плотно оборачивают влажной марлей либо кусочком мокрой ваты. Через 10 минут отмечаются новые показатели температуры. Чтобы узнать влажность в процентах, из данных о температуре на термометре в «сухом» состоянии вычитается температура «мокрого» термометра.

1.3.ИСТОРИЯ ВОЗНИКОНОВЕНИЯ И РАЗВИТЕЯ ГИГРОМЕТРА.

Кapдинaл Никoлac дa Кузa (1401-1464) был пepвым, ктo разработал прибор для измерения влажности. Он встретился c этой проблемой в торговле шерстью, поскольку стоимость шерсти зависела от ее веса. Пoкупaтeли шepcти быcтpo cooбpaзили, что oднo и то же кoличecтвo мoжнo пpoдaть пo бoльшeй цeнe во вpeмя дoждливыx днeй. Поэтому, продавцы ждали дождей, a пoкупaтeли cуxиx дней. Для определения справедливой стоимости, кардинал Николас дe Кузa изoбpeл пepвый инcтpумeнт для oпpeдeлeния coдepжaния влaги. Он иcпoльзoвaл весы, положив большее количество шерсти на одну чашу, a на другую камни, равные шерсти по весу. При каждой продаже, он клал такое количество дополнительных камней на чашу весов, что равновесие сохранялось. Затем по количеству дополнительных камней определялось количество жидкости в шерсти. После этого покупатели и продавцы могли начать договариваться o цене на шерсть.

Немецкий математик Иоганн Генрих Ламберт (1728-1777) предложил называть любой прибор, измеряющий влажность гидрометром (позднее он был переименован в гигрометр). В 1774г. Ламберт изобрёл механизм, в котором использовал натуральную кожу в качестве измеряющего элемента. Также Иоганн Ламберт был первым, кто вывел зависимость между температурой и влажностью (относительная влажность).

Дecaуccуp (1740-1799) изобрёл волосяной гигрометр в 1783 г. В этих измерительных приборах используется человеческий волос, прочем считалось, что светлый волос больше подходит для этого. Природный состав человеческого волоса вдет к ошибке в измерении только на 2,5% таким образом, промышленные волосяные гигрометры имеют погрешность в 2,5%.

При измерении относительной влажности измеряется количество пара в воздухе, что выражается в процентах максимума пара, который может содержаться в воздухе при текущей температуре. Здесь температура имеет большую влажность, например, если гигрометр показывает 50% влажности при температуре 30 °С, a потом температура понижается, то относительная влажность будет увеличиваться

Таким образом, чем холоднее воздух, тем меньше влаги он может удерживать.

РАЗДЕЛ 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1 . УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ВОЛОСЯНОГО ГИГРОМЕТРА.

Гигрометр позволяет выявить относительную влажность окружающей среды, которая является одним из важнейших составляющих микроклимата помещения. Содержание влаги в воздухе влияет на самочувствие людей. Этот показатель обязательно должен находиться в пределах среднего диапазона. Пониженная влажность воздуха может приводить к затрудненному дыханию и пересыханию слизистых оболочек, а повышенная – к ухудшению физического состояния. Особенно строго следить за этим значением нужно людям, имеющим заболевания дыхательных путей. Принцип действия волосяного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса, изменять свою длину с изменением влажности воздуха. При уменьшении или увеличении влажности воздуха длина волоса меняется. Под действием этого изменения шкив поворачивается, и конец стрелки перемещается вдоль шкалы, показывая относительную влажность воздуха. Правила пользования прибором. Во время демонстрации гигрометр укрепляется вертикально в лапке универсального штатива или вешается на стену. Прибор должен находиться на уровне глаз работающего человека с ним. В месте установки гигрометра должны отсутствовать вибрации, источники тепла или холода. Работающий с гигрометром должен находиться от него на расстоянии нормальной видимости отметок шкалы и остерегаться дышать на него во время отсчетов. Проверяют положение стрелки. Если стрелка смещена относительно «0», то при помощи регулировочного винта устанавливают ее на «0».
По шкале в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха. Цена деления шкалы соответствует 1%.
При снятии показаний глаз работающего должен находиться на

уровне вертикальной касательной к стрелке так, чтобы отметка шкалы в точке отсчета была видима прямолинейной.

2.2. СХЕМА ВОЛОСЯНОГО ГИГРОМЕТРА.

Рис.3.Модель волосяного гигрометра.

2.3. ОПИСАНИЯ СБОРКИ МОДЕЛИ ВОЛОСЯНОГО ГИГРОМЕТРА.

Для сборки установки нам понадобились следующие детали:

Шпильки с резьбою – 2 шт.

Соединительные пластины – 3 шт.

Крепежные углы – 2 шт.

Гайки – 11шт.

Болты – 4 шт.

Измерительная шкала со стрелкой.

Обезжиренные волосы – 7 шт.

Модель мы собирали по схеме рисунка 3.

Стрелка стоит в положении 90, это и есть начальное положение прибора.

Максимальный угол отклонения 90, значит одно деление шкалы, будет соответствовать 1,1 % влажности.

X =1,1%, не сложно посчитать на сколько делений отошла стрелка в течении дня.

1. РЕЗУЛЬТАТОВ ПОКАЗАНИЙ ЭЛЕКТРОННОГО ГИГРОМЕТРА,ПСИХРОМЕТРА И ВОЛОСЯНОГО ГИГРОМЕТРА.

Для сравнения результатов показаний модели волосяного гигрометра, мы провели сравнения с другими приборами, которые измеряют влажность воздуха: психрометр и электронный высокоточный гигрометр.

Психрометр представляет собой разность двух термометров: один измеряет температуру воздуха в помещении, другой помещен во влажную марлю, с помощью психрометрической таблицы мы определили влажность воздуха в классе.

Этими приборами мы измеряли влажность на протяжении месяца, результаты внесли в таблицу и построили график.

Учебник Физика 10 класс Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский (2010 год)

Изготовление гигрометра

Градуирование гигрометра

Людмила Дудоладова

Для нашей метеоплощадки мы решили изготовить елочку с шишками. Ведь обычная шишка может превратиться в уникальный прибор для прогнозирования погоды.

Дело в том, что шишки имеют свойство закрываться или открываться в зависимости от влажности воздуха . Когда на улице сухо, шишка «раскрывается» , чтобы ветер смог разнести ее семена и рассеять как можно дальше от шишки. А накануне дождя или снега, когда влажность воздуха повышается , шишка обычно закрывается, чтобы сохранились семена до более удобного времени, поскольку ветру легче переносить их сухими.

Вот мы и решили сделать елочку с шишками, для наблюдения за погодой на нашей метеоплощадке.

Из фанеры вырезали елочку, отшлифовали её, выкрасили в зелёный цвет (в этом нам помогла семья Докучаевых, Алина и Арсений)

С помощью декоративных кнопок и крепких ниток прикрепили шишки на елку.

Теперь мы с нетерпением ждём дождя,когда чешуйки закроются показывая, что влажность воздуха увеличилась .

Сосновая шишка – это уникальное явление в природе, ей только нужно научиться пользоваться. Я надеюсь, что в результате наблюдения за шишками, дети поймут почему они открываются и закрываются.

Дети должны прийти к выводу, что шишка является природным предсказателем погоды.

Публикации по теме:

Игра - это естественный вид деятельности ребенка. Именно игра дает возможность приобрести новые знания об окружающем мире, расширить кругозор.

Как много стало в последнее время включаться иностранных слов в обиход нашей речи! Неважно, какая эта сфера деятельности. Факт остаётся.

Бизиборд своими руками!Уважаемые коллеги, спасибо, что обратили внимание на изготовленное мною пособие - бизиборд. Что такое бизиборд?Бизиборд.

Здравствуйте, уважаемые коллеги! Представляю вашему вниманию доску-бизиборд, изготовленную своими руками. Знакомьтесь, эта девочка Клеопина.

Фотобутафория-это изготовленный из плотной бумаги или картона аналог какого-либо предмета. Это могут быть очки, усы, губы, шляпы, смешные.

Игра – это один из наиболее важных видов деятельности дошкольника, в ходе которого происходит присвоение опыта и адаптация к окружающему.

Коврограф своими руками. Коврограф «Ларчик» - уникальное пособие Вячеслава Воскобовича, известного производителя развивающих игрушек. Коврограф.