Устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока — SU 1140045 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) 1) А 4(51) С 01 Р 5/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.К АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Институт технической теплофизики АН УССР и Опытное конструкторско- технологическое бюро с экспериментальным производством теплофизического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (53) 532.574 (088.8)(54)(57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕН- НОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОС ТИ ПОТОКА жидкости или,газа, содержащее термоанемометр постоянной температуры с включенным в измерительный мост электрически управляемымсопротивлением и термометр сопротивления с включенным на его выходеблоком компенсации, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения скорости, внего дополнительно введены резистор,включенный в плечо моста, последовательно с датчиком термоанемометра,и цепь обратной связи с датчика термоанемометра на электрически управляемое сопротивление, состоящая из делителя, вход которого подключен кдатчику термоанемометра, и последовательно соединенного усилителясумматора, выход которого соединен сэлектрически управляемым сопротивлением, причем выход блока компенсации соединен с вторым входом усилителя-сумматора.40045 которого соединен с электрическиуправляемым сопротивлением, причемвыход блока компенсации соединен совторым входом усилителя-сумматора.5 На чертеже представлена схемаустройства,Устройство состоит из термометрасопротивления 1 с датчиком температуры 2, термоанемометра 3 постоянО ной температуры с включенным в измерительный мост датчиком 4 термоанемометра и электрически управляемымсопротивлением 5, блока компенсации6, а также дополнительной цепи об 15 ратной связи, в состав которой вхо. дят высокостабильный резистор 7,например 1 Ом, включенный последовательно с датчиком термоанемометра,делитель сигналов 8 и дифференциаль 20 ный усилитель-сумматор 9, соединенные последовательно. Выход термометра сопротивления 1 через блок компенсации 6 и первый вход дифференци,ального.усилителя-сумматора 9 под 25 ключен к входу электрически управляемого сопротивления 5. Датчик 4 тер -моанемометра и высокостабильный резистор 7 подключены к входам делителя сигналов 8, выход которого подключен ко второму входу дифференциального усилителя-сумматора 9. С выхода термометра сопротивления 1 снимается сигнал, пропорциональныйтемпературе потока, с выхода термо 35анемометра 3 - сигнал,.пропорциональный скорости потока,зовано для измерения температуры и скорости термоанемометрическими методами.Известно устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока, содержащее термометр сопротивления, термоанемометр посто" янной температуры и корректирующую цепь, подключенную к термометру сопротивления для устранения влияния температуры 1 .Недостатком известного устройства является неточность корректировки влияния температуры, что вносит ошибку в измерение скорости при изменяющейся температуре потока,Устройство работает следующимобразом.40Датчик температуры 2 и датчик 4термоанемометра помещают в поток.Температурная составляющая потока,воздействуя на датчик температуры2, вызывает изменение его электри 45ческого сопротивления, которое пре"образуется в напряжение термометромсопротивления 1. ментов термоанемометра.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока жидкости или газа, содержащее термоанемометр постоянной температуры с включенным в измерительный мост электрически управляемым сопротивлением и термометр сопротивления с включенным на его выходе блоком компенсации, дополнительно введены резистор, включенный в плечо 50 моста последовательно с датчиком термоанемометра, и цепь обратной связи с датчика термоанемометра на электрически управляемое сопротивление, состоящая из делителя, вход которого подключен к датчику термоанемометра, и последовательно соединенного усилителя-сумматора, выход Кь КО (1мр Ье) где К . 1 11Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату .является устройство для одновременного измерения температуры и скорости потоков, состоящее из термоанемометра постоянной температуры с включенным в измерительный мост электрически управляемым сопротивлением и термометра сопротивления с включенным .а его выходе блоком компенсации Ц .Недостатком прототипа является большая погрешность измерения скорости потока жидкости или газа при изменяющейся температуре.Цель изобретения - повышение точности измерения скорости потока жидкости или газа при изменяющейся температуре путем уменьшения влияния нестабильности и нелинейности элеДатчик температуры 2 изменяетсвое сопротивление по закону сопротивление датчика температуры 2 в потоке; сопротивление датчика температуры 2 при темо,пературе 0 С (измеренное заранее);Составитель Ю,МручкоРедактор,Т,Колб Техред А.Кикемезей Корректор О.Билак Заказ 256/34 Тираж 897 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород ул. Проектная,4 3д р - температурный коэффициент сопротивления;Й - температура потока, Г.оСоответственно на выходе термометра сопротивления 1 действует напряжение ц 1 равное и=К К =КК (1+и ЬЕ), л ф02 где К - коэффициент пропорциональ 1ности,Блок компенсации 6 умножает этопоступающее на его вход напряжениена величинУ (к 0 Кп)ВО , где НО 4и 1сопротивление датчика термоанемометра 4, не включенного в измериотельный мост, при температуре 0 С(измеренное заранее), КП - коэффициент перегрева датчика термоанемометра, включенного в измерительный мост.Таким образом, на выходе блокакомпенсации 6 получаем напряжение,равное где Кл = К (1 + М р а с) - соопротивление датчика 4 термоанемометра, не включенного в измерительный мост, при температуре потока 1тК - сопротивление, которое должен иметь датчик 4 термоанемометра.н,тпри данной температурев режиме измерения скорости, т.е, будучи вклю. ченным в измерительный мост и перегретым е коэффициентом перегрева К относительно потока.Напряжение 06 поступает на первый вход дифференциального усилителя- сумматора 9, на второй его вход поступает напряжение П с делителя на 8пряжения 8, равноеЦйа и-К=КК8 Й 4о напряжение, снимаемое с датчика 4 термоанемометра в режиме измерения скорости (истинное напряжение на датчике); напряжение, снимаемое с высокостабильного резистора 7, величиной 1 Ом;истинное сопротивление датчика 4 термоанемометра в режиме измерения скорости;коэффиттиент пропорциональности, причем К 1 =2 Таким образом, на один из входов дифференциального усилителя-сумматора 9 поступает напряжение, равноет йК 4 К а на другой К 2 К .4На выходе диФференциального усилителя-сумматора 9 выделяется напря- жение П = К (К,1 - К )К,+ Ка ю с 1 Югде К- коэффициент усиления разностного сигнала дифференциального ЗО усилителя-сумматора 9.1 Напряжение П поступает на электрически управляемое сопротивлениеи управляет им таким образом, чтобы З 5 истинное сопротивление датчика 4термоанемометра в режиме измеренияскорости К равнялось тому значениюНт Фд21, которое должно быть при даннойф 4температуре потока й и данном ко эффициенте перегрева К,.Таким образом, в предлагаемомустройстве нелинейность электрически управляемого сопротивления, атакже его нестабильность не оказывают влияния на точность измерениФскорости при изменяющейся температуре потока.
Устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока