Способ измерения параметров газовых и жидких сред

 

Использование: измерительная техника , измерение скорости, давлени состава сред. Сущность изобретения; через термочувствительный элемент (ТЭ) пропускают электрический ток, содержащий постоянную и синусоидальную составляющие, определяют разность фаз между переменными составляющими сигналов по температуре ТЭ и подводимой к нему электрической мощности, по которой судят о величине контролируемого параметра. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ у9{о) } = — arctg(1)r, {W } — dT p Ктэ с к р r,+1 ф = — arctg в — 1-Г- .

rnC

NoAT (21) 4643844/10 (22) 20.12.86 (46) 07.05.93. Бюл. М 17 (71) Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им, С.А.Чапыгина (72) Ю.Н,Кабанов и А.Н.Семенов . (73) Государственный сибирский научно-исследовательский институт авиации им, С,А.Чапыгина (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 767525, кл. G 01 F 1/68, 1978, Авторское свидетельство СССР

N - 637676, кл. G 01 Р 5/12, 1977.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении пораметров газовых и жидких сред (скорости, давления, состава).

Цель изобретения — повышение точности измерения параметрбв газовых и жидких сред за счет устранения влияния на результаты измерений температурных погреш ностей.

Действительно, для ТЭ, являющегося апериодическим звеном первого порядка, передаточная функция имеет вид:,где Т вЂ” температура ТЭ, N — мощность, подводимая к ТЭ;

Ктэ — статический коэффицИент передачи, Ктэ=1/Н;

Н вЂ” коэффициент рассеяния;

mC г — постоянная времени; r — - —, m — масса ТЭ: (s1)s G 01 P 5/12, G 01 F 1/68 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ГАЗОВЫХ И ЖИДКИХ СРЕД (57) Использование: измерительная техника, измерение скорости, давления, состава сред. Сущность изобретения; через термочувствительный элемент (ТЭ) пропускают электрический ток, содержащий постоянную и синусоидальную составляющие, определяют разность фаз между переменными составляющими сигналов по температуре

ТЭ и подводимой к нему электрической мощности, по которой судят о величине контролируемого параметра. 1 ил.

С вЂ” удельная теплоемкость ТЭ.

Фазовая характеристика апериодического звена первого порядка описывается выражением где (/) — фазовый сдвиг между выходным и входным сигналами; в- круговая частота.

В настоящем способе используется зависимость

При (1) mC=const фазовый сдвиг ф зависит только от коэффициента рассеяния Н, зависимого от параметров среды. Значение а) наиболее целесообразно выбирать из условия

1814731 где Н> и Нн — соответственно верхнее и нижнее значение Н в измеряемом диапазоне.

На величину ф(Н) нв влияют изменения амплитуд колебаний мощности N и температуры Т э, поэтому предлагаемый метод измерения коэффициента рассеяния среды Н позволяет полностью исключить температурную составляющую погрешности и тем самым повысить точность измерения ëàðàметров газовых и жидких сред.

На чертеже показан пример конкретного выполнения устройства для реализации способа измерения параметров ràçîâûõ и жидких сред в виде измерителя малых Скоростей движения воздуха, В качестве ТЭ 1 использована бескорпусная диодная сборка типа КД901, выполненная на одном кристалле. Один из диодов сборки ЧО1 через токоограничивающий резистор R2 подключен к выходу сумматора 3, на первый вход которого подается синусоидальное напряжение с генератора 4синусоидального напряжения, а на второй— напряжение постоянного тока U«. Диод сборки VDz через токозадающий резистор

R5 запитдн От источника постоянного тОка

Ол, Анод диода VDz через разделительный конденсатор С6 подключен к входу усилителя 7, Первый вход измерителя 8 подключен к выходу усилителя 7, а второй вход — к выходу генератора 4.

В рабочем состоянии устройства генератор 4 вырабатывает синусоидальное напряжение заданной частоты (3 Гц), которое в сумматоре 3 накладывается на постоянную составляющую U«, Резистор R 2 ограничивает максимальный ток через диод VD> величиной 20 мА, при этом минимальное значение тока равно 5 мА. Вольтамперная характеристика диода VD > обеспечивает постоянство падения напряжения на нем, поэтому выделяемая мощность изменяется по синусоидальному закону без фазового сдвига относительно тока. Резистор R 5 определяет величину постоянного тока, протекащего через диод ЧРз. на уровне 0,1 мА.

Колебания напряжения на аноде диода VDz, 5 вызванные изменением температуры кристалла, через конденсатор С 6 подаются на усилитель 7. Измеритель 8 измеряет разность фаз между выходными сигналами генератора 4 и усилителя 7.

Ф

10 Увеличение скорости движения воздуха приводит к увеличению коэффициента рассеяния Н, что уменьшает постоянную времени х, а значит, и фазовый сдвиг между сигналом генератора 4 и выходным сигна15 лом усилителя 7. Медленные изменения температуры воздуха приводят к изменению постоянной составляющей напряжения на аноде диода Ч02 и поэтому не отражаются на показаниях измерителя 8 разности

20 фаз, Использование способа, по сравнению с прототипом, при обеспечении более высокой точности измерений позволяет применять s качестве датчиков элементы с более

25 низкой линейностью и стабильностью температурных характеристик и снизить требования к качеству усилителя малых сигналов, что дает возможность упростить аппаратурную реализацию способа.

Формула изобретения

Способ измерения параметров газовых и жидких сред, заключающийся в пропускании через помещенный в контролируемую среду термочувствительный элемент перио35 дически изменяющегося электрического тока, формировании сигнала о температуре термочувствительного элемента, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, электрический ток содержит по40 стоянную и синусоидальную составляющие, при этом о контролируемом параметре судят по разности фвз между переменными составляющими сигналов о т1эмпературе термочувствительного элемента и подводи

45 мой к нему электрической мощности.

1814731

Составитель Е,Никитин

Техред М,Ыоргентал Корректор С.Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1845 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5