Термоанемометрическое устройство с автоматической температурной самокомпенсацией

Термоанемометрическое устройство с автоматической температурной самокомпенсацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и температуры газовых потоков. Целью изобретения является повышение точности измерения скорости потока путем исключения погрешности измерения скорости потока, обусловленной неточностью и нестабильностью коэффициента передачи через датчик при измерении температуры. Поставленная цель достигается тем, что в термоанемометрическое устройство с автоматической температурной самокомпенсацией, содержащее датчик 2, высокостабильный резистор 3, делитель сигналов 4, блок компенсации 6 и дифференциальный усилитель обратной связи 5, введены источник тока 1 и ключевая схема 7, управляемая коммутатором 11, включенная между выходами источника тока и дифференциального усилителя обратной связи и последовательно соединенная с датчиком и высокостабильным резистором, которые подсоединены к высокоомным входам делителя сигналов. Информация с датчика как о скорости, так и о температуре поступает через один и тот же блок - делитель сигналов, имеющий в обоих случаях один и тот же коэффициент передачи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (5)) 4 С 01 Р 5/12 ., () .;: ". )) (1Ц 11, ., r.й46 ), А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР (21) 4141641/24-10 (22) 04 .11 .86 (46) 23.12.89. Бюл. )1 47 (71) Институт технической теплофизи, ки АН УССР и Опытное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством теплофизического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (72) В.И. Кузнецов, Н.С. Прокопенко, Э.Я, Эпик и Т.P Òåðåøîíîê (53) 532.574(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1314270, кл . G 01 P 5/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР

11-. 1273813, кл. С 01 P 5/12, 1984. (54) ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ САМОКОМПЕНСАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к измери1 тельной технике и может быть использовано для измерения скорости и температуры газовых потоков. Целью изобретения является повышение точности измерения скорости потока путем исключения погрешности измерения скорости потока, обусловленной неточностью и нестабильностью коэффициента передачи через датчик при измерении температуры. Поставленная цель достигается тем, что в термоанемометрическое устройство с автоматической температурной самокомпенсацией, содержащее датчик 2, высокостабильный резистор 3, делитель 4 сигналов, блок

6 компенсации и дифферециапьный усилитель 5 обратной связи, введены источник 1 тока, и ключевая схема 7, управляемая коммутатором 11, включенная между выходами источника тока и дифференциального усилителя обратной связи и последовательно соединенная с датчиком и высокостабильным резистором, которые подсоединены к высокоомным входам делителя сигналов.

Информация с датчика как о скорости, так н о температуре поступает через один и тот же блок — делитель сигналов, имеющий в обоих случаях один и тот же коэффициент передачи. 1 ил.

1530995

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и температуры газовых потоков.

Цель изобретения — повышение точности измерения скорости потока.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из источника 10 тока 1, датчика 2, высокостабильного регистра 3, делителя 4 сигналов, дифференциального усилителя 5 обратной связи, блока 6 компенсации, двух ключевых схем 7 и 8, двух запоминаю- 15 щих блоков 9 и 10 и коммутатора 11.

Устройство работает следукщим образомм.

Датчик 2, подключенный по четырехпроводной схеме, помещается в контро- 20 лируемый поток и поочередно в два такта подключается ключевой схемой .7 к выходу источника 1 тока, или к выходу усилителя 5 обратной связи.При подключении датчика 2 к источнику тока (режим измерения температуры) ключевая схема 8 подключает выход делителя 4 сигналов к входу первого блока 9 памяти. Источник 1 тока выдает такой ток i „, который (точ — 30 но также как и B термометрах сопротивления ) не приводит к нагреву датчика.

Температурная составляющая потока, воздействуя на датчик 2, вызывает из- 35 менение его электрического сопротивления по закону

R, = во„(1 +ы" С) ° где Р— сопротивление датчика 2 40 ,)2 в режиме измерения температуры в потоке, Вп — сопротивление датчика 2

2 б при температуре 0 С, о — температурный коэффици- 45 ент сопротивления, температура потока, С.

При этом на датчике 2 в режиме измерения температуры образуе-. =я напряжение 11 „равное Ua> = „, Р

= I, .Р (1 +M,1 h С), а га высокостабильном резисторе 3 в режиме измерения температуры образуется напряжение Рр, равное

Uaз 781 1РЪ ) где  — величина сопротивления резистора 3.

На выходе делителя 4 сигналов,т.е на входе блока 9 памяти, образуется напряжение, равное

= — 1- - к = — ". — — х- -.к =

UR Iи Н ых,— алых U, 4 I . R 4 з нт Ъ

К К

12 Я 1 3

3 где К вЂ” коэффициент пропорциональности делителя сигналов.

Таким образом, на выходе блока 9 памяти образуется напряжение

bblх y > пропорциональное температуре gt

В блоке 6 компенсации это напряжение преобразуется с учетом коэффициента перегрева К ще датчика 2 (коэф. пер фициент датчика 2, при котором производится его предварительная градуировка по скорости). Следовательно, на выходе блока 6 компенсации получается напряжение Uqыхх, равное ьыхк. О ых <} К пер !

Ко К4.

R ° К = — Ry )

R g "еР R

1 з где R — то сопРотивление датчика 2, которое он должен иметь при данной температуре потока ht в режиме измерения скорости, т.е. будучи перегретым, с коэффициентом К„ относительно потока. Это напряжение гоступает на управляющий вход дифференциального усилителя 5 обратной связи, В режиме измерения скорости коммутатор 11 выдает импульс, который заставляет ключевую схему 7 подключить датчик 2 к выходу дифференциального усилителя 5 обратной связи, а ключевую схему 8 — отключить выход делителя сигналов 4 от входа перного блока памяти 9 и подключить вь|ход делителя сигналов 4 к управляемому (инвертирующему) входу дифференциального усилителя 5 обратной связи и одновременно открывает вход запоминающего блока 10, при этом вход запоминающего блока 9 закрывается, но на его выходе остается зна 1 юх

На выходе делителя сигналов появляется напряжение ыт4 = з выке Э

15309

Кф — ° R

Rb Феист ) Составитель Е . Зыков

Редактор А. Козориз Техред И.Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 7947/45 Тираж 789 Под пис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

«I

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где - напряжение, снимае" я ист

1 мое с датчика 2 в режиме измерения скорости

I — напряжение снимаемое

Itь с высокостабнльного резистора 3 в режиме измерения скорости;

Rw » — истинное значение аист датчика 2 в режиме измерения скоpoсти, 1 5

? Еии — ВЫХОДНОЙ ТОК ДиффЕ ренциального усилителя 5 обратной связи.

Дифференциальный усилитель 5 обратной связи стремится свести разность 20 поступающих ему на входы напряжений к нулю; т.е. В я„er = Вчч,ист .На высокостабипъном резисторе 3 при этом образуется напряжение 11 пропорАз циональное скорости потока, которое . 25 поступает во второй блок 10 памяти. формула изобретения

Термоанемометрнческое устройство с автоматической температурной само- 30 компенсацией, содержащее датчик, высокостабнльный резистор, делитель сигналов, блок компенсации, дифференциальный усилитель обратнойсвяэи, 95 6 два блока памяти, ключевую схему, управляющий вход которой связан с выходом коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ловышения точности, в него введен источник тока и вторая ключевая схема, первый вход которой подключен к выходу источника тока, второй вход — к выходу дифференциального усилителя обратной связи, а выход - к последо) вательно соединенным датчику и высокостабильному резистору, параллельно подключенным к делителю сигналов, выход которого соединен с входом первой ключевой схемы, первый выход которой соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя обратной связи, а второй выход — с входом первого блока памяти, выход которого является первым выходом устройствам и через блок компенсации связан с неинвертирующим входом дифференциального усилителя обратной связи, при этом общая точка датчика и высокостабильного резистора, второй выход которого подключен дополнительно к общей шине, подключена к входу второго блока памяти, выход которого является вторым выходом устройства, а выход коммутатора дополнительно подключен к управляющим входам второй ключевой схемы и двух блоков памяти соответственно.