Термоанемометр постоянной температуры

Га.с сп тс.,.б е от :а 1(Г)., . А СПИИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскисСоциалистическинРеспублик с 736003 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свд-ву -(22) Заявлено 14.03.78 (21) 2591857/18- 0с присоединением заявки Хе -Опубликовано 25.05.80. Бюллетень Ло 19Дата опубликования описания 28.05.80 ао делан изобретений и открытий(54) ТЕРМОАНЕМОМЕТР 11 ОСТОЯННОИ ГЕМ 11 ЕРАТУРЫ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аэро- и гидродинамичсских исследованиях, в эко;вгичсских исследованиях (изучение ветров)Й эрс)зии цо вы) и т. д.И звс ст цы тс)рмоацсмометры цосто 51 цои тс мцсратуры, содержацие измсритслыый мост с вклкценным в одно из его плеч тс.рмодатчиком и усилитель, вход которого цодклвчсц к выходной диагонали моста, а выход к питающей диагонали моста 111. Для уменьшения шгрсшности измерения сксрссги. обусловленной изменением температуры 1 втока, в плечо моста, смежное с датчиком скорости, вклкчакт термокомценсысион цы й дат и к. О;цако такая схема тсрмокомсцсации риги,сцы лиь для црсвсдочных и цлецочши х мс 1 алли с ски х термодатчикв, соцротивлсцис кс ор,х и:меняется с тсмцсратурой в линейному заксцу. 11 ри исцсльзсвании нлу 1 роводциксяых тсрморезисторов, соцротивлсцис которых зависит от температуры о более сложному закону подбцыя схема цс обссцсчивыст комп цсысии тсмцсратурнойн гр с 1 ости. 2Наболее блзким цо техн ческой су 1 ности крсдлагасмому является термоансмохстр, содержащий мост с термо сатчком в одном из его ц/с 1, усилитель обратнойнитаоцсй мост и цодключснцоемосту тсрмокомцецсыиионцое устройство 12.Анемометр ос)ссцечиваст компенсацию тсмцсратурной погрешности для любого типы тсрмодатчика (как цроволочного, так плуп Р 11 ОДН И КОВОГО) .Однако он сложен по конструкции и нс 1 о обесцечивает высокой точности измеренй,так как каждыйз входящих в термокомцецсациоццое устройство узлов (квадратор, дифферециирук)ц,ая псць, детектор, устройство деления цацряжсций, генераторрямоу ольцых иму.ьсов с тЕ)1 зисторцым к,к) 15пм) облыдаст заметной цогрсшностьк, в результате чсго общая цо 1 решцость 111 цс о тсрмоансмомстры достыточцс велка.Целью изобретения является уцрс 1 пццсконструкции термоанемомстры пвысс точности измерений.Указанная цель достигается тс м, чтс тср.мокомценсационное устройство выполнено в виде четырехцолюсникы с коэффнисцхм цсредачи, обратно цропорнцоцалыЫм корцк)736003 За ка от деляе ур датчитурную где Н окружающей среды. с 9 и 1И-т," Форщла изобретения смпе мост смодатчиквадратному из величины перегрева термо.датчика относительно окружающеи среды.Четырехполюсник может быть выполненв виде делителя напряжения, выходным плечом которого является линейный резистор,а входное плечо состоит из двух параллельных ветвей, одной из которых является линейный резистор, а другой - соединенныепоследовательно линейный резистор и терморезистор.На фиг, 1 представлена схема предложенного термоанемометра постоянной температуры; на фиг. 2 - схема четырехполюсника, выполненного в виде делителя напряжения и содержащего терморезистор и трилинейных резистора.Термоанемометр содержит мост, образованный резисторами 1 - 4 и термодатчи 15ком 5, усилитель 6 обратной связи. входныеклеммы 7 и 8 которого подключены к измерительной диагонали моста, а выходныеклеммы 9 и 10 - к диагонали питания,и термокомпенсационный четырехполюсник11 с входными клеммами 12, 13 и выходными - 14, 15. Четырехполюсник, выполненный в виде делителя напряжения, содержит в своем входном плече терморезистор 16,включенный последовательно с ним резистор 17 и пунктирующий их линейный резистор 18. Резистор 19 является выходным пле.чом делителя,Термоанемометр работает следующимобразом.Термодатчик 5 разогревается протекаюим по нему током до температуры Т. ричем усилитель 6 поддерживает сопротивление термодатчика и, следовательно, его температуру постоянными, компенсируя изменением питающего мост напряжения изменение условий теплоотдачи от термо датчика. исимость температуры Т термодатчипротекающего по нему тока , опреся системой двух уравнений:внением теплового баланса термо. а(, В = Н(У)1 тз-тс);внением, характеризующим темперазависимость сопротивления датчика= Ь гр)., й ) (и) - коэффициент рассеяния термодатчика, зависящий от скорости потока х;- температура В общем случае (например, при использовании в качестве термодатчика полупроводникового терморезистора) зависимость Тр =1(,) сложна и не может быть определена аналитически. Однако для частного случая, когда температура датчика Т, а следовательно, и его сопротивление 3 т поддерживается постоянными, т. е.Т = О=сопй; (4 Йт ==Ко = сопэ 19(4) можно вычислить ток через термодатчик, необходимый дл длыия условий (3) и (4) 6=и 1 у я -гд СЯЭтот ток зависит не тоько от скорости потока 1 Г, но и от его температуры Тс, что и обусловливает температурную погрешность измерения скорости. На четырехполюсник 1 с резистора 3 моста подается напряжение Ы, прямо пропорциональное току , протекающему через датчик (так как тОк, Отвствляющийся на вход усилителя 6, пренебрежительно мал(.) - -сй=й, ч -ЙоВ том случае, ссли коэффициент передачиК четырехполюсника 11 зависит от температуры потока Та и измснястс 51 по законуК = - (л - сонэ),(6)8 Tсто Р 1 апряжсние па выходе чстырехпол 1 осника не зависит от температуры поока 7;= (3 1 х=-Гз - ,- , д Н(У7 о фт г,и определяется только его ско 1 ростькУ, чтои свидетельствует об эффективности компенсации температурной погрешности в предложенном устройстге.Входные клеммы 12 н 3 четырехполюсника могут быть подклю 1 сны к людному изплеч моста, так как мос 1 раКотаст в режимсавтоматического уравновешивания, и, слсдовательно, напряжение н любом из плечпрямо Рропор 111 ОНР,п 1 ПО папряРкснию 1 адатчике скорс 1 стР (и току, текуцсм черезнего).Четырехполюспик с коэф 1 ППР.ентох Передачи К, завися 1 цим от температуры 1 ютокаи изменяющимся по закону-= =- -- -,;-г (Л, 8 = сопя), л. 1(8-т. может быть выполнен (см. фиг. 2) ь виде делителя на 11 р 51 жс 11 ия, выхс,Рным плечом которого является линейный рсзистор 19, а входное плечо состоит из двух параллельных ветвей, Одной :з которых является линейный резистор 18, а другойсоеди 11 енные последовате;1 ьно л 1 нсйный резстор 17 тсрморсзистор 16.1: личис тсрморезистора 16 обусловливает зависимость Р,оэффициента передачи делитсля от температуры То потока. Подбором жс всличпп вх;дящих в делипгсль л 11 не 141 ных,сзпсторов можно реализовать необя 1;1 Рмуо для тсрмокохРснсации зависимость 1. Тер.5 Оане,Омстр посояй хры, содержащий эмери ге,ьн 1.11 ключенным в одно из его 1 леч тер736003 4)иг. г итель 10. 11.К. ШуфР)оч сонКорректор Г11 одписноеСССРтийб., д. 4(51 роектнаи, 1 Сост Техре Тираж Редактор Т. Иванов Заказ 24836 ешетник ЦНИИПИпо дел 113035, Мос илиал ПППного ком итет ний и откр Раушскан н жгород, ул. Государствен ам изобрете ва, Ж - 35,Патент, г. У ком, усилитель, вход которого подключен к выходной диагонали моста, а выход к питающей диагонали моста, и подключенное к мосту термокомпенсационное устройство, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции термоанемометра и повыщения точности измерений, термокомпенсационное устройство выполнено в виде четырехполюсника с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным корню квадратному из величины перегрева термодатчика относительно окружающей среды.2. Термоанемометр по п. 1, отличающийся тем, что четырехполюсник выполнен в виде делителя напряжения, выходным плечом которого является линейный резистор, а входное плечо состоит из двух параллельных ветвей, одной из которых является линейный резистор, а другой - соединенные последовательно линейный резистор и терморези стор. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. 1.г 1 с)А 1 п 1 оппаЕ 1 оп, 193, М 11, 45 -10 46.2. Авторское свидетельство СССРМ 505964, кл. С) 01 Р 5/12, 1974 (прототип).