Термоанемометр

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости и температуры газовых и жидкостных потоков.Целью изобретения является повышение быстродействия термоанемометра.На чертеже представлена схема термоанемометра.Термоанемометр содержит чувствительный элемент 1, изолирующую под Оложку 2, нагреватель 3, дополнительную изолирующую пленку 4 и подложку 5,1Пр и этом в теле подложки 5, из готовленной из изоляционного материала, располагается термоэлектрическийохлаждающий элемент 6 таким образом,что охлаждающий спай находится наповерхности подложки, Поверх охлаждающего спая термоэлектрического 2 Оэлемента нанесена дополнительнаяизолирующая пленка 4 в виде слоя диэлектрика, на котором располагаютсячувствительный элемент 1 и нагреватель 3 (пленки), разделенные слоеманалогичного диэлектрика 2 и выполненные из металла с высоким температурным коэффициентом сопротивления. Выводы термоэлектрическогоохлаждающего элемента подключены к ЗОвыходу стабилизатора тока, выполненного на операционных усилителях А 2,А 5, транзисторе Т 2, диоде Д 2 и резисторах К 2, К 9, К 10, К 15, К 16,К 20. Выводы пленки чувствительногоэлемента 1 подключены к выходу стабилизатора тока, выполненного наоперационных усилителях А 1, А 4, транзисторе Т 1 и резисторах К 1, К 7, К 8,К 13, К 14, К 19.Выводы металлической ,щпленки 3, выполняющей функции нагревателя, подключены к выходу схемыуправления температурой, выполненной на операционных усилителях АЗ,А 6, транзисторе ТЗ и резисторах 4КЗ-К 6, К 11, К 12, К 17, К 18. Операционный.усилитель АЗ включен по обычной дифференциальной схеме, причемодин из его входов подключен к пленке чувствительного элемента 1, а 5 Овторой - к пленке нагревателя 3.Выходной сигнал усилителя служитв качестве опорного напряжения, задающего величину выходного тока стабилизатора, выполненного на опера- уционном усилителе А 6, транзистореТЗ и резисторах К 11, К 12, К 17, К 18,К 21. Выходным током этого стабилизатора и питается пленка нагревателя 3.Термоанемометр работает следующимобразом,В исходном состоянии через термоэлектрический элемент 6 протекаетнеизменный по величине ток от стабилизатора, вызывающий охлаждение выхо"дящего на поверхность подложки спаяэлемента. За счет этого от пленкинагревателя 3 отбирается постоянноеколичество тепла, которое компенсируется за счет джоулева тепла, выделяемого в пленке нагревателя электрическим током, подводимым от схемыуправления температурой. При равенстве количества тепла, поглощаемого от пленки 3 термоэлектрическимэлементом 6 и выделяемого проходящимпо пленке 3 электрическим током,температура пленки нагревателя равнатемпературе окружающей среды и пленка нагревателя не оказывает влиянияна пленку чувствительного элемента1, с помощью которой ведется измерение, например, температуры потока.Через пленку чувствительного элемента пропускается электрический токот стабилизатора. Величина тока выбрана такой чтобы не вызывать наУгрева пленки чувствительного элемента 1, зависит от ее сопротивления и несет информацию о ее температуре, Это напряжение прикладываетсяк одному из входов операционного усилителя АЗ, к второму входу которогоприкладывается напряжение с выходауправляемого стабилизатора тока(А 6, ТЗ, К 11, К 12, К 17, К 18, К 2 1),которое несет информацию о сопротивлении пленки нагревателя 3. При неизменной температуре потока сопротивления пленок 1 и 3 неизменны и на выхо-де операционного усилителя АЗ устанавливается напряжение, задающее токуправляемого стабилизатора (А 6, ТЗ)на уровне, необходимом для выполнениябаланса тепла в пленке нагревателя 3.При изменении температуры потока,например повьппении, увеличивается сопротивление пленки 1, это приводит кувеличению напряжения на ней, а следовательно, и увеличению напряженияна выходе усилителя АЗ. Это приводит к увеличению тока, протекающегочерез наг,:;еватель 3 и, как. следствие, к. повьппению его температуры,которое продолжается до тех пор,Составитель Ю.ВласовТехред Ж.Кастелевич Корректор С.ЧерниЙь Редактор И.Николайчук Заказ 5547/45 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1177748 4пока температура нагревателя не ры пленок чувствительного элементастанет равной температуре пленки 1 и нагревателя 3 равны и теплоотводчувствительного элемента 1. Таким от пленки чувствительного элементаобразом, при любых изменениях тем- в подложку отсутствует, что повышаетпературы окружающей среды температу-быстродействие устройства.