Устройство для измерения расхода газа или жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике, направлено на повышение точности измерения расхода и может найти применение, например, в системах охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. При тарировочной температуре, равной средней температуре диапазона рабочих температур, и среднем давлении при помощи дифференциального усилителя 12 и нагревательного транзистора 11 поддерживается постоянный перегрев, определяемый резистором 17. Сигнал с коллектора нагревательного транзистора 11 поступает на нормирующий усилитель 14, а затем на показывающий прибор 18. При отклонении температуры потока от средней изменяется теплообмен интегральной микросхемы 6, что приводит к появлению погрешности измерения. С термочувствительного датчика 7 сигнал об изменении температуры потока поступает на вход суммирующего усилителя 13, а с его выхода - на управляемый источник 15 постоянного тока. Увеличивается ток через нагревательный транзистор 11, что приводит к изменению угла наклона выходной характеристики устройства, т.е. к появлению мультипликативной составляющей погрешности. Аддитивная составляющая погрешности компенсируется на нормирующем усилителе 14 путем суммирования сигналов с коллектора нагревательного транзистора 11 и суммирующего усилителя 13. При отклонении давления в потоке от тарировочного сигнал с датчика 16 поступает на суммирующий усилитель 13, на выходе которого появляется сигнал, приводящий к компенсации влияния давления контролируемой среды на выходной сигнал устройства аналогично компенсации влияния температуры. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! ("1 ) 4 (Э)3306,,31 10 (22 ) I f ).0:3.)37 (461 1 >. (0.)39 Вк..i. Х 38 (72) I (: Ранчснко, В. (!. Оxримович и (э. (1. (л»(>ничик» (53) 6!31. 121 (0)38.<3) (56) 113 r(. If i (.1(I л,Л((), 39()294(!., кл. () 01 1: 1, 6)3, 1976. (.>4) У(.ТР(ЭГ!(. 1 BO Д(1 Я ИЗЧ ЕР!(Н(! Я

Р:Х(XO. (,Л Г,А:3Л 1:1,((И Ж((,(:((лО(:ТИ (57) ! <Обр(T<. нис Относится к измс ритс.li>

Н»й ГС5(НИКС, !13flраВЛЕНО На ПОВЫШЕНИС T<)H(»сти измср«ния расx»13 и лижет найти

Н (>1(МС il(II И(, Ii ) II Ри МСР, В СИ С T()f 3 л» >5ГI I) +— дсния J)cf,(ff<)3«f(hlðîííîé аппаратуры. 11ри

T;) РИ РОВ» ill»lf T(.,f)I(P(ITX P(, Рави»И СР()НС)f тел(и<. ра гур< диаиаз»на рс!бочих T(. м пер()тл р, и ср(лис м (с!Влснии нри помощи дифферсн-! (и;).Н,н»1» X(ff I)IT(«IH 12 H Н«г()(. H3T(,It )f»f трап(ис)»ра 11 il». täåðæèâàñтся п»стоянный

H p(. грс В, »flp(дсляемый резист»ром 17. (.и(— нал с к»,!лсhT»p3 нагревательного транзистора 11 и»с!унс)(т на нормирлюн(ий уси,(итель 14, 3 )с)тс л! на показывающий прибор I)3.

„„Я0„„1515057 (51) 4 () 01 (1/68, (-I 01 Р 5/12

Г((>) <>Гhл»ненни тел(нератлры п»тока ()T средH(й и)меняеTся тепл<>обмен инте! р((льной микр. < мы 6, что приводит к появл(ник) н»греши»сп, измерения. с. Терл!Очлвствитсл! Н»г»

;1;) н! h(i 7 с И Н(1. 1»() )f«XI(. )I(f1 ff)f г(мнеp 3—т,()ы и»т»ка поступа T на вк»д (л л!л!Ирл к>I11(I » x си(итслЯ 3, 3 < (ГО выл»да на л <)р;<В.151<. л(ыЙ нстОчни к (о постоянн»ГО ток,l, л щ,,if«III);((fcH ток через нагреват< льный р;(и(;!ст»р I I, что приводит к изменению

i I:I lI < hлОн3 Вhl x(>Q)(ой xàð3 кт(пист и hи, стJ »lIi (и I Г С К П<)ЯВ,(ЕНИ)О Л(Л IHTIfll llfh«

i ill< II(;I H 110 ГРС 111<1»(Тl! h»Л! 11»il(Ii () ) < ) ся на н»рл(ирл ющем лси,)ителе 14 илт(м

Лl Л! И Р» В)1 Н !1Я )) 7H3, 10 3 С h0.1, I(hT» P t) Н)) ГР(. I>, l< lf, !»<» трлн<и< т»ра 11 и сх л(л!Ирл h

Н il< » <. <)7 Т;!!)!1л»ЧНО(О Сl

Il) и<>стx и;)ст н;) суммиру ющии x(и.(ui((li I.3, !l3 Выкод(к»ТО()О! О ll»Hif.)яс I(. 51

С И I: i,,, If Pff H ill» ll <и (13, 1 с< Гр»И<. ТВ)1 3Н)lл» Гн Ill» h» if II ;. IIс )1(ни Влияния темнерат, ры. 6 ил.

1515057

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к термоан»м»трическим устройствам для измерения расходи (скорости) газов и жидкостей, например, в система охлаждения радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — поныш»ние точности измерения расхода газа и IH кидкости.

На фиг. 1 изображен вариант консгрукции погружаемого в трубопровод (пупа;

1О на фиг. 2 — структурно-((pHHlLHHH3ëüí3ÿ электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 зависимость выходного напряжения устройства от расхода при различных температурах потока без компен- 15 сании температурной погрешности; на фиг. 4 -- зависимость выходного t«»(pHжения устройства от расхода при различныx давлениях потока без комп»нсации барометрической погрешности; на фиг. 5 теоретическая (кривая ) и эксперим»нгильная (кривив 2) зависимости Относи(»льной погрешности изменения расхода при постоянных расходе и давлении контролируемой среды от температуры контролиру»мой среды без компенсации темп»ратурнс)й 2 погрешности и экспериментальная с компенсацией (криная 3); на фиг. 6 т»орстическая (кривая 4) и эксперимснтильния (кривая 5) зависимости относительной (l<)грешности измерения расходtl при по»l <)sltlных расходе и темп»ритур» Kolt(p()Г!Ирхс- 30 мой среды от давления контролируемой»р»ды без компенсации барометрической погрс lll ности и экспримеH гильная с ком((ш(нацией (кривая 6).

Устройство сод»ржиг корпус с кр»п жным фланцем (фиг. 1), раз ьем 2, гр.(>h(3 и теплоизоляционные втулки 4. Н;< коs<)()t, х прикреплены первая 5 и Вторая 6 ktk!1»гр,(,«, ные микросхемы.

С.ТРУКТУРНО-ПРИНЦИПИВЛЬНаЯ э.,< hk()k(Ц Ская схема устройства (фиг. 2) сод»ржиt два термочувствительных датчик; 7 >t 8, два источника 9 и 10 постоянного тока, нагревательный транзистор 11, дифф»ренциальный 12, сул(мирук)щий 13 и пормирующий 14 усилители, управляемый источник 15, постоянного тока, датчик 16 данлс пия, ре 45 зистор 17 и показывающий llpH()<)p 18.

Термочувствительные датчики 7 и 8 своими входами подключены к и< го п(иким

9 и (0 постоянного тока, 3BI,(хо,(;!ми к общей шине. Ваза нагреватег(ьно(О ) р(IH зистора подключена к выходу диффер«нциального усилителя 12, входы когор(>(О »О»динены с источниками 9 и !О l!(>t (Оянного тока. Термочувстнительные датчики 7 и 8 могут быть изготовлены по ktk(!»! paльной полупроводниковой технологии, причем датчик 7 расположен на первой ип(«грильной микросхеме 5 и может прсдл.инлять собой один или несколько соедин»нны. последовательно диодов или транзисторов с за ко(и>|ц нпыч п»р(х ),H>I1 л(иттер-база.

Второй I (ðìî÷óíñòíèòåëüíûè (атчик 8 располо кен l,i BTopoH инг»гральной микросхеме 6 Вм»сте с на! рс нательным транзистором 11. Второй вход сул(л(ярую(пего усилителя 13 подсоединен к выходу источника 9, питания, первыи вход — к датчику 16 динления, d выход соединеH с вторым входом нормируK)lll(. ГГ> усилителя 14 и с входом управля»мого источника 15 питания,(остоянного loK3 11ерный вход норл(и(>л к>щего у»или (с, tsi 14 соединен с коллсктором нагренительно! О Гранзистора 11, cl выход <. Нокизынакицим прибором 18. Эл(и t гер нагревательного транзистора 11 подключен через резистор 17 к с>бщс и шине.

Устройство работис I I< лук)щим <)()()dзом.

1!ри ).;>()ttpoB<>«H(>k((»r«t»j)(k ry;«, риннои среди H 1»мпературс,(иип;«Она рабочих

Гемп»ри Гср, например .. II (, 13(»1)> НОЧИ >л(ДИНЛС I(klkt, РИВНОМ СРС,1tl(>!Л,k(IBË»!It(I« .(H(tи((зон(l () c1()(><(((x;(313. I(н и и, H u Il ()kt , и рисхо,i((.) 0 м»ж() пср <(|» 7 и нгорым 8

ГtPM(>|I <, H»1 ВИТ< Л ЬHЬ! М И .1И ГЧ И h)i Ël È !1() И ПОМ< |111È д(1(I>(j>((>(II HÈèëü((<>I <) с (kl I ÈTс . (Я 2 И Itd

1 (. с В31 (,11 1(<)1 О 1 ри i((И |. Горki 1 IIО,I |1(p ж И вikс Т— (Ь ll(K I )S(k(fkbtH П»РС ГРСН, О !Р< (»!ISI»×I,I>t (>»1(l»T<)pox! 17 (:игнал с кО. >< кl<>j)а нигренит(. (ь>1 )го гранзисc(>j)i> !! II(>< i ((((1(г ни Норч tj)(K>III èlt усилит< ль !.. )I I< tкиtI>IBfkk<>Ikl пи при <)с)!) 1 8 E 1!! В I > | | I« . л м ми!>х х)lH t ГО",(lt, (111 t I H 1, ) Н ь(хо„!(«I< (H I !t 3.! ран» Н

tI, lf()..>, 1 ни(И МОС ГЬ Вl I | > 1Н(|1 < | Iiiill Р)!ж(Н И Я

У< 1()<)Й» I ни От (> I сходи к< >I< i (<>, I< j>, < 1< Г< > llo ГОк,| б>.(и sh K,lèн»Й < i< I i(> 4 )

1(ри (,: |.. (>И(нии <(< (, j>teak п<>гока ol ! >(>Нр(>н<) <|| |и и.<л>с(<) i<); I. .I!, |<>б 1 H и>|(|, ()3, I(It(||1 >k1h()< | X(М|| (| |i | I)itн<|,lt!Г I. !!| . -1 B!I(. tiki I< ) |(С, «= Г И I I !»»,;;, <| <>Il<>lt И,,! ".! <1 стинг!я!Оп(их (н)гj>(шн<к lu It мсн< |; я;>асХ, ) 13: 3, 1.1И(ИВ Н 3 Я»BS(ЗИ I(!i « > < Л1< И1(Н |i< ((и ВходнОГО и и !1()яж с. н ия (> (> t(лола

ВНИЗ ИЛ (Нвс рX, а:уЛ(,| I

С lt | ЫС Н(. ((И("1 >< |". 111 il((К, !ОН ki >! ОИ <;i ВИ< И мО»11((фи(3) сопл< Ik«k, то Г»мпср, Г) ри потока I((>Hlik»и, (3< ь 2() I() 40 (.

В этом слу ld(с l(j))k(> I,B(t B г!»Гп.ного дат" чики 7 »HI ии.l Об и kx!с lt(:нии г»мперитуры по(ока и<> Iупист ни Вхо 1 с, ммирук п(»l о > сипит»ля 13, н3 Btýl х<).г» кото()0! <) HHHВлястся (è(|ãàë От.(ичный (> I (л.(H. (игнал с») л(чирлK)tilt I o уси IHIt ля 1, (И>с() пист на упринля»мый источник !5 посг()HHH«lo токи, П )И Э i <)М УВСГЛИЧИНИ< 1 < >< Т(»< Ч(. P(.3 IIIII P(.

Ватс.(ЬНЫй траНЗИЛ«р 1, Ч(< Приводит К и)мсн»HHK) у(ла нак.(они за ни:имости вы«одпого напряжения ot (>а»хо Ld Jo значения угла наклона при 1fkpltp<)fioчной темш ратур», Г. » комп»kl(ации !л.(ь>ипг(икатинной o<.1;<в.(як>нгей ИО(р»шно (и Алли(иннаH со(1 rk B. SI K)(l!ii 51 I(ОГP»1!(Н<>, ii .<(< Л«(< (1| kt Р <, (TСЯ Н 3

klopл1ирл к><цсм у»и 1и < (.. | . 1 (I(Гс <(< < <1м и1515057 рования сигнаloB с коллектора нагревательного транзистора 11 и суммирующего усилителя 13.

Г1огрешность измерения расхода при этом существенно уменьшается (фиг. 5).

Г1)ри отклонении давления потока оТ тарировочного также изменяется теплообмен интегральной микросхемы 6, что приводит к появлению мультипликативной и аддити Внои состаВл яющи х llof pl(>1»oñTH изме)эс— ния расхода 1фиг. 4).

Сигнал сб изменении давления с датчика 16 т(<влсния поступает на суммируto

iILHH усилитель 13, на выходе которого появляется сигнал отличный от нуля, приводящий к компенсации влияния давленияя контрол и р3 смой среды на Вы >п>дн<>й сигнал устройства аналогично ком пенсапии влияния гсм»ср;<гуры 11 >гpBi»> L«при эточ существенно уменьIi> t(T(H (ф

Ф<>>) ч ц.>и и: ><)г>1>стен(<.ч ,) с T P () H <, т 80 Л 1 Я и .3 ч < PB н и Я Р и (. х о, (а I B .3 II или жи.(ко(л>и, с() LLР кащее»(у», Il<>l р3ж< иный B Tpx(>()»pol3()1, на котороч разчс<»ены»«рвый тсрчо:л Ра.>ьная микросхсча с I<(>i РСB.! г<,!I тРВНЗИСтОРОМ И ВТОРЫМ T< РЧОЧУВСт>3»т<,lt)НЫч ДатЧИКОМ, ПОДКЛЮ4ЕННЫС К ИЛOЧНИh;I ..

»ост< я»ного тока, диффсрснциальныи 3СIIлитсль, включенный своими входами с < дами гермочувствите Ib»blx д ITчик<>В, i! »и ходом — к базе нагреватс.>ьного тра><зистора, и показываю<ций прибор, <>г.(u «»3>

10 давлеt<, суммирук>»(им и» >Р»ир3н»»»ч усилителями, а источник постоянног(> г<».;>. подключенный к нагревательноч3 тр;>н.<иi"I <>ру, Вь(»олнен управляемым и св< ил> Iix() l< ч соеди>н н с выходом СХммирлоп(сг<> xoи.lii

)5 T(ля, »еpBblH вход которого с<><;LH>i(. <

ЧИК(>Ч ДВВЛСНИЯ, а ВтОРОИ вЂ” Щ <ХОЛОЧ источника постоянного тока т< рмоч3 встнитель»< I .(атчиков. нормируюшии усиг>»3 .>ь

СВОИЧ I СРВЫМ ВХОДОМ ПОДКЛК>Ч< Н h t3t>IX(>;L3 у»равлясмого источника носTo><><>«!! 1(>h;> к h»3л(. hTopx нагревате.ibi«>i() i pBII.;;, Вт()рым Входом h Входч х пр(IВ. lя(МО> О ист<>чника постоянного тока,;1 . Вопч ><ых< Li!x . h показываю>псх>3»ри(н)Р3, э3>Ф>TI ер «агрсвательн(>го транзистора»о.(кл>(ч< »

25 "Рс Резистор H об»(сH <»инс к ко">Р" и г;>кжс»() (ключены выходы терл>о <3 Встн>г><,>ьн<,>х >ат <иков.

aoz

002

15! 5057

0,04,04

Фиг Ф

1515057

Составит«ль Б. Кузнецов

Редактор Л. Ревин Текрел 11. Верее Корректор Н. Король

Заказ 626r 41 Тираж 66() 11 О до и с н Ое

ВН11ИПН Гос)дарственного комитета (го изобретениям и открытиям при ГКНТ СХ(.Р

113035, Москва, Ж 15, Раушская наб., д. 4/5

11роизводственно издательский комбинат «!1атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, l() I