Устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОСТИ ПОТОКА жидкости или-газа, содержащее термоанемометр постоянной температуры с включенным в измеритель ,ный мост электрически управляемым сопротивлением и термометр сопротивления с включенным на его выходе блоком компенсации, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения скорости, в него дополнительно йведены резистор, включенньй в плечо моста, поспецовательно с датчиком термоанемометра, и цепь обратной связи с датчика термоанемометра на электрически управляемое сопротивление, состоящая из делителя , вход которого подключен к датчику термоанемометра, и последо вательно соединенного усилителясумматора , выход которого соединен с электрически управляемым сопротивлением , причем выход блока компенсации соединен с вторым входом усилителя-сумматора . 4;. СП
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) ((1) А
4(51) G 01 Р 5/12
OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Н ABT0PCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ
f I
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3670085/24-10
; (22) 08.12.83 (46) 15.02.85. Бюл. М 6 (72) Е.П.Дыбан, В.И.Кузнецов, Н.С.Прокопенко и Э.Я.Эпик (71) Институт технической теплофизики АН УССР и Опытное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством теплофизического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (53) 532.574 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР
9 618655, кл. G 01 К 13/02, 1973.
2.Авторское свидетельство СССР
У 905865, кл. G 01 P 5/12, 1982 (прототип) . . (54)(57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОС.
ТИ ПОТОКА жидкости или.газа, содержащее термоанемометр постоянной температуры с включенным в измеритель,ный мост электрически управляемым сопротивлением и термометр сопротивления с включенным на его выходе блоком компенсации, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения скорости, в не-..о 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 к датчику термоанемометра, и последовательно соединенного усилителясумматора, выход которого соединен с электрически управляемым сопротивлением, причем выход блока компенсации соединен с вторым входом усилителя-сумматора.
40045 которого соединен с электрически управляемым сопротивлением, причем выход блока компенсации соединен со вторым входом усилителя-сумматора.
5 На чертеже представлена схема устройства.
Устройство состоит из термометра сопротивления 1 с датчиком температуры 2, термоанемометра 3 постоян-!
О ной температуры с включенным в измерительный мост датчиком 4 термоанемометра и электрически управляемым сопротивлением 5, блока компенсации
6, а также дополнительной цепи об-!
5 ратной связи, в состав которой входят высокостабильный резистор 7, например 1 Ом, включенный последовательно с датчиком термоанемометра, делитель сигналов 8 и дифференциаль20 ный усилитель-сумматор 9, соединенные последовательно. Выход термометра сопротивления 1 через блок компенсации 6 и первый вход дифференци,ального.усилителя-сумматора 9 под25 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 дифференци— ального усилителя-сумматора 9. С выхода термометра сопротивления 1 снимается сигнал, пропорциональный температуре потока, с выхода термо35 анемометра 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 следующим образом.
Датчик температуры 2 и датчик 4 термоанемометра помещают в поток.
Температурная составляющая потока, воздействуя на датчик температуры
2, вызывает изменение его электри45 ческого сопротивления, которое преобразуется в напряжение термометром сопротивления 1.
I ментов термоанемометра.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока жидкости или газа, содержащее термоанемометр постоянной темI пературы 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
КК К (1 мр 6t) где К .
Я
1 11
Изобретение 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 (?) .
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 эле-.
Датчик температуры 2 изменяет свое сопротивление по закону сопротивление датчика температуры 2 в потоке; сопротивление датчика температуры 2 при темо, пературе 0 С (измеренное заранее);
1140045 и где UW
И
15
Т
6 (П 1 4
Составитель Ю.Мручко
Редактор .Т .Колб Техред А.Кикемезей Корректор О.Билак
Заказ 256/34 Тираж 897 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 з д. » — температурный коэффициент сопротивления;
Й вЂ” температура потока, Г. о
Соответственно на выходе термо— метра сопротивления 1 действует на— пряжение П, равное
U=K ° R =КК (1+и at), g а О2 где К вЂ” коэффициент пропорциональ1 ности, Блок компенсации 6 умножает это поступающее на его вход напряжение на величину (RO Кп)/RO, где RÎ4
П сопротивление датчика термоанемометра 4, не включенного в измерио тельный мост, при температуре 0 С (измеренное заранее), K — коэффициент перегрева датчика термоанемометра, включенного в измерительный мост.
Таким образом, на выходе блока компенсации 6 получаем напряжение, равное где Кл = R (1 +0 р Ь t) со
4 О противление датчика 4 термоанемометра, не включенного в измерительный мост, при температуре потока
1h,t» т
R — сопротивление, которое должен иметь датчик 4 термоанемометра. н,т при данной температуре в режиме измерения скорости, т. е. будучи включенным в измерительный мост и перегретым е коэффициентом перегрева К„ относительно потока.
Напряжение 06 поступает на первый вход дифференциального усилителясумматора 9, на второй его вход по— ступает напряжение U с делителя на8 пряжения 8, равное
Ц
1т = — еК = К Р 8 W4 Uo 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; коэффициент пропорциональности, причем К1 = Таким образом, на один из входов дифференциального усилителя †сумматора 9 поступает напряжение, равное т Й RW4 a Ha другои K2 R W На выходе дифференциального усилителя-сумматора 9 выделяется напряжение U = К (R — Rw )К, КН 9 1 \йф %4 Jc " \Ч4 1 где К - коэффициент усиления разностного сигнала дифференциального усилителя-сумматора 9. Напряжение U поступает на электрически управляемое сопротивление и управляет им таким образом, чтобы З5 истинное сопротивление датчика 4 термоанемометра в режиме измерения скорости Rw равнялось тому значении Н r Фд R>, которое должно быть при данной ф4» температуре потока gt и данном ко- 40 эффициенте перегрева К,>. Таким образом, в предлагаемом устройстве нелинейность электрически управляемого сопротивления, а также его нестабильность не оказывают влияния на точность измерения-" скорости при изменяющейся температуре потока.
