Термоанемометрический преобразователь

)4 С 01 0 5/12 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ Омитет сссР ий и Отн 1 ыти ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИо СССР 1978,6388963718508/24-1029.03.8415.01.86, Бюл.Р 2Уфимский филиаллогического инститА,ф.Романченко532.574088.8)Попов В.С.Металличе сопротивления вельной технике и ааука, 1964, с.18.торское свидетел896, кл. С 01 Р /(54)(57) ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧЕСЩЙ ПРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. Р 638896,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, сцелью расширения информационныхвозможностей за счет одновременногоизмерения скорости и температурыпотока, в него введены два преобразователя длительности, три масштабных усилителя и блок вычитания, приэтом входы преобразователей длительности подключены к выходу диоднойсхемы, выход одного из преобразователей длительности через два последовательно соединенных масштабныхусилителя соединен с входом блокавычитания, второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя длительности, а выход - с входомтретьего масштабного усилителя.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано например при одновременномизмерении скорости движения газовойсреды и ее температуты в аэрогидродинамике,Цель изобретения - расширениеинформативных возможностей термоанемометрического преобразователяпутем одновременного измерения скорости и температуры потока.На фиг. 1 представлена принципиальная схема термоанемометрическогопреобразователя; на фиг, 2 - диаг-,рамма изменения температуры термочувствительного элемента во времени.Термоанемометрический преобразователь состоит из мостовой схемы,плечи которой образованы источниками питания 1 и 2, другие плечи составлены из термочувствительногоэлемента 3, сопротивления 4, ключа5, сопротивлений 6 и 7, а такжеключа 8. В устройство также входятограничитель 9, диодная схема 10,преобразователи длительности временного интервала в напряжение 11 и 12масштабные усилители 13 и 14, вычитающее устройство 15, масштабныйусилитель 16. Выход масштабного усилителя 13 является выходом устройства по скорости потока, а выход масштабного усилителя 16 - по температуре потока.Термоанемометрический преобразователь работает следующим образом.При подключении в плечи мостовойсхемы, относительно точки011 одинаковых источников питания 1(Е) и 2(ЕО)последовательно ключи 5 и 8 в началь-ный момент замкнуты и закорачиваютсопротивления 4 и 7. Параметры элементов схемы (величины сопротивления6, источники питания Еи Е ) выбранытаким образом, чтобы мостовая схемаоказалась сбалансированной Щ =О)при разогреве термочувствительногоэлемента термоанемометрическогодатчика 3 до температуры Т, определяющей его электрическое сопротивление,В момент включения термочувсгвительный элемент не разогрет и с мостовой схемы на вход ограничителя 9 снимается сигнал разбаланса О Под действием электрического тока 1 термочувствительный элемент разогревается и его температура Т(фиг.2) изменяется,.Изменение температуры Т вызывает соответствующееизменение электрического сопротивления термочувствительного элемента 3,приводя к изменению сигнала разбаланса мостовой схемы до тех пор,покасигнал разбаланса не станет равен нулю Ь =О) .При изменении знака сигналаразбаланса мостовой схемы на входе ограничителя 9 знак выходного сигнала .ограничителя также меняется на противоположный, что обуславливает нулевой выходной сигнал диодной схемы 10. Так как выход диодной схемы 10 соединен с управляющими цепями ключей 5 и 8, то сигнал с управляющих цепей ключей снимается и ключи размыкаются, подключая в плечи мостовой схемы дополнительные сопротивления 4 и 7. Это приводит к уменьшению тока через термочувствительный элемент 3 до минимума и разбалансу мостовой схемы П противоположному по знаку.Термочувствительный элемент 3 в связи с уменьшением протекающего через него тока до минимума начинает остывать с температуры Т(фиг.2) изменяя свое электрическое сопротивление. Мостовая схема при подключении , в плечи мостовой схемы сопротивлений 4 и 7 балансируется В=О) при температуре Т, термочувствительного элемента, причемПри достижении температурой термочувствительного элемента значения Т, на выходе ограничителя снова появляется сигнал положительной полярности, который через диодную схему поступает в цепь управления ключей 5 и 8, Ключи замыкаются, шунтируя сопротивления 4 и 7. Это вызывает появление на выходе мостовой схемы сигнала разбаланса Б после чего цикл разогрева термочувствительного элемента от температуры Т, до температуры Т повторяется.Изменение скорости Ч обдува термочувствительного элемента и температуры Т окружающей среды приводит к изменению скорости разогрева и остывания термочувствительного элемента между уровнями температур Ти Т, а следовательно и к измене.-, нию длительности Э импульса измене-,1204932 Тр= К ь 1 ср ВНИИПИ Заказ 8515/40 ТиРаж 702 Подпис Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал ния температур Т и составляющих иэтой длительности, так как 2 В=с,+тПри выполнения условия1 Ь 11 тс сисрСрдлительность импульса П не зависитот изменений температуры среды Т,Сра определяется только изменениямискорости обдува Ч термочувствительного элемента, поскольку при изменении температуры 4 Т изменения, ТеТфраЬ -(Д,/ Йтсрь тсбудут одинаковы по величине и противоположны по знаку,что приведет ких взаимной компенсации.Преобразователь длительности 11осуществляет преобразование временного интервала 0 в соответствующийэлектрический сигнал, проходящийчерез масштабный усилитель 13 скоэффициентом передачи К определяющимся из соотношения:Ч = КР,Коэффициент передачи масштабногоусилителя 14 равен значению К, которое определяется из соотношения:ф = К Ч.Причем в данном случае находитсятакое значение временного интервалакаким оно было бы, если бы нанего не влияло изменение температурыокружающей среды Т учитывая, чтозначение скорости Ч обдува определено по временному интервалу П,значение которого не зависит отизменений окружающей температуры,т.е. при определении Ч отсутствуеттемпературная погрешность.Преобразователь интервалов 12преобразует временной интервалв соответствующий электрическийсигнал, который подается на второйО вход вычитающего устройства 15.На выходе вычитающего устройстваимеется разность реального значенияи его значения С, без влияниятемпературы окружающей среды,т.е.15 ь,Разность ас, определяется толькотемпературой окружающей среды, иследовательно, на выходе масштабного усилителя 1 б с коэфффиентом20 передачи К где будет присутствовать сигнал, пропорциональный температуре Т окру жающей среды.Таким образом, за один цикл измерений (один импульс изменения температуры Т термочувствительного элемента) на выходе масштабного 30 усилителя 13 присутствует сигнал, пропорциональный скорости обдува термочувствительного элемента, а на выходе масштабного усилителя 16 сигнал пропорциональный температуре окружающей термочувствительный элемент среды Т р .