Устройство для измерения мгновенных значений пульсирующих температур потоков

(19) О А К 716 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСА ИЗОБРЕТЕНИЯ г ТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПУЛЬСИРУОЩИХ ТЕМПЕРАТУР ПОТОКОВ(57) Изобретение относится к термометриии может быть использовано дл К АВТОРСКОМУ С изменения быстроменяющейся температуры потока газа или жидкости. Цельюизобретения является повышение точности и расширение диапазона измеряемых температур. Напряжение на помещенном в исследуемый поток проволочном терморезисторе 1, один вывод которого подключен к общей шине устройства, а второй соединен с источником постоянного тока 3, пропорционально низкочастотной составляющейизменения температуры потока, Это напряжение через усилитель 4 подаетсяна первую из вершин диагонали питания измерительного моста 6. Второйразмещенный в потоке проволочный терморезистор 2 включен в плечо моста 6,Одна из вершин измерительной диаго 63 1500859 нали моста 6 соединена с первым входом дифференциального усилителя 12, второй вход которого связан с выходом сумматора О. Другая вершина5 измерительной диагонали моста 6 связана с первым входом сумматора 10, второй вход которого подсоединен через переменный резистор 9 к первой вершине диагонали питания моста 6. О Выход усилителя 12 подключен к регистратору 14 и второй вершине диагонали питания моста 6. Ток через проволочный терморезистор 2 обеспечивает небольшой перегрев его относи тельно температуры потока, За счет обратной связи через усилитель 12 по цепи питания моста 6 величина перегрева поддерживается постоянной,При этом сигнал в цепи обратной связи пропорционален высокочастотнойсоставляющей изменения температурыпотока за счет малой инерционноститакой схемы преобразования. В сумматоре 10 потенциал с проволочного терморезистора 1 накладывается на сигналразбалланса моста 6. На выходе усилителя 12 формируется сигнал, пропорциональный сумме высоко- и низкочастотных составляющих изменениятемпературы, отражающий мгновенноезначение текущей температуры потока.2 ил.Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для из мерения быстроменяющейся температуры потока газа или жидкости.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измеряемых температур. 30На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2- диаграмма его работы.Устройство содержит проводники 1 и 2, представляющие собой тонкопроволочные термосопротивления. Проводник 1 соединен с источником постоянного тока 3 и с усилителем 4, коэффициент усиления которого регулируется с помощью переменного резистора 40 5, Проводник 2 включен в одну из ветвей измерительного моста 6, В другой ветви измерительного моста находится магазин сопротивлений 7. Выход усилителя 4 соединен через переклю чатель 8 с одной из вершин диагонали питания измерительного моста 6 и через регулируемый резистор 9 с одним из входов сумматора 1 О. Другой вход сумматора 10 соединен с одной из вер шин измерительной диагонали 11 моста 6. Другая вершина измерительной диа-. гонали и выход сумматора 10 соединены со входами дифференциального усилителя 12. Выход дифференциального уси лителя связан второй вершиной диагонали питания 13 моста 6 и с регистратором 14. Выход усилителя 4 может быть соединен через переключатель 8 с выходом 5, который используется при градуировке устройства.Устройство работает следующим образом.Предположим, что температура потока изменяется по случайному закону (фиг. 2, линия 1),.Проводники 1 и 2, установленные друг от друга на близком расстоянии, помещают в поток, С помощью источника постоянного тока 3 через проводник 1 пропускают постоянный малый ток, не вызывающий перегрева проводника относительно температуры потока. В этом случае изменения сопротивления проводника 1 и выходного сигнала усилителя 4 будут пропорциональны медленным (низкочастотным) изменениям температуры потока (фиг, 2, линия 2)Проводник 2 работает в режиме постоянной температуры с небольшим перегревом относительно температуры газа. Для этого магазин сопротивлений 7 устанавливает в проводнике 2 требуемый начальный ток перегрева. Напряжение перегрева второго проводника регулируют относительно потенциала усилителя 4, выход которого соединен через сумматор 10 с дифференциальным усилителем 12, Назначение сумматора 10 - поддерживать сигнал рассогласования моста в пределах, необходимых для эффективной компенсации с помощью дифференциального усилителя 12 в цепи обратной связи мостовой схемы б высокочастотных ко59 Устройство для измерения мгновенных значений пульсирующих температур потоков, содержащее два проволочных термореэистора, один из которых включен в плечо измерительного моста, дифференциальный усилитель, один иэ входов которого подключен к одной из вершин измерительной диагонали, а выход связан с одной из вершин диагонали питания измерительного моста и с регистратором, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых температур, в него введены источник постоянного тока, усилитель, переменный резистор и сумматор, причем, один из выводов второго про-. волочного терморезистора подключен к общей шине устройства, а второй вывод связан с источником постоянного тока и с входом усилителя, выход которого подключен к второй вершине диагонали питания измерительного моста, связанной через переменный резистор с одним из входов сумматора, второй вход которого подключен к второй вершине измерительной диагонали измерительного моста, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя. 5 15008лебаний температуры потока при медленном (низкочастотном) изменениитемпературы потока в широких пределах. Сигнал, пропорциональный низкочастотной составляющей пульсаций тем 1 пературы потока, проходит по всей,измерительной схеме с первого провод 1ника 1 через переменное сопротивление 9 и сумматор 10 к дифференциальному усилителю 12, в котором сигналыразличной частоты суммируются,На выходе дифференциального усилителя 12 формируется сигнал, пропорциональный сумме низкочастотной и высокочастотной составляющих пульсацийтемпературы потока, который регистрируется с помощью регистратора 14,Таким образом, регистратор 14 измеряет сигнал, пропорциональный изменению мгновенной температуры потокаи полученный суммированием низкочастотной и высокочастотной составляющих,Резисторы 5 и 8 необходимы для согласования работы проводников 1 и 2 25и используются при градуировке устройства по температуре.Градуировку и настройку устройстваобычно производят перед началом измерений. Пусть, например, предварительно известно что температура измеряемого потока изменяется приблизительно в диапазоне 300-360 К. Приградуировке и настройке производятследующие операции, Помещают проводники 1 и 2 (фиг. 1) в термостат, и устанавливают в нем известную температуру. Устанавливают переключатель 8в нижнее положение. Источником тока3 устанавливают малый ток в проводни Оке 1 (например, для проводника извольфрамовой проволоки диаметром5 мкм устанавливают ток 1 мА). С помощью. магазина сопротивлений 7 устанавливают ток в проводнике 2, обес бпечивающийтребуемый перегрев отйосительно температуры термостата (например, устанавливают ток 5 мА). Ре,эистором 9 уравнивают напряжениевыхода усилителя 12 с напряжением бОвыхода усилителя 4, что контролируется по регистратору 14 и выходу 15 последовательным переключением переключателя 8, Фиксируют полученноена регистраторе 14 напряжение, например,.6 Вт. Устанавливают в термостате другую температуру, например360 К. С помощью резистора 5 уравнивают напряжение выхода усилителя 4 снапряжением выхода усилителя 12, добиваясь таким образом одинаковойчувствительности проводников 1 и 2 потемпературе. Фиксируют полученное нарегистраторе 14 напряжения, например, 3 В, С использованием полученных данных составляют градуировочную зависимость температуры потокаТ от напряжения Ч на регистраторе14:Т=420-207, После этого устройствоготово к работе,Формула изобретения500859 ФИМралууриСоставитель Е. Рязанцев Редактор И, Сегляник Техред М.Ходанич Корректор С. Черни Заказ 4854/35 Тираж 573 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по .изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101