Датчик скорости газового потока

 

ОПИСАНИЕ ЫЗМВ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cees йоетова

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.01.77 (21) 2440702/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл.2 G 01Р 5/12

Государстоониыо комитет

Cosera Мнннстроо СССР

lI0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (53) УДК 533.6.08(088.8) (45) Дата опубликования описания 05.06.78 (72) Авторы изобретения

Л. А. Кориневский, Ю. М. Сапига и И. М. Онищенко (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА

Изобретение относится к области тепловой контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля наличия газового потока или измерения его скорости.

Известны датчики скорости потока газа, содержащие измерительный мост с термочувствительным элементом, источник тока, усилитель и генератор импульсов (1). Недостатком этих устройств является низкая точность и чувствительность измерений.

Ближайшим по технической сущности является датчик скорости газового потока, содержащий последовательно соединенные генератор тока, переменный резистор и терморезпстор, а также измерительную схему с подключенным к ее входу вторым терморезистором (2).

Однако в этом датчике мала точность измерения скорости потока газа при изменении его температуры в широких пределах. Это обусловлено тем, что практически невозможно обеспечить приемлемую термокомпенсацию совокупности элементов, состоящей из двух транзисторов с двумя терморезисторами. Остаточный температурный дрейф искажает сигнал, пропорциональный скорости, и вызывает потерю точности, что особенно проявляется при измерении малых скоростей газового потока.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй генератор тока и элемент управления, вход которого подключен к выходу первого генератора, а выход— к управляющему входу второго генератора тока, выход которого соединен с входом измерительной схемы.

На чертеже изображена структурная электрическая схема датчика скорости.

Датчик скорости газового потока состоит из соединенных последовательно генератора 1, переменного резистора 2 и терморезистора 3.

Выход генератора 1 через элемент управления 4 соединен с управляющим входом второго генератора тока 5, к выходу которого подключены второй терморезистор 6 и измерительная схема 7. Оба терморезистора сое20 динены с корпусом устройства и размещены в пробнике 8. Связь пробнпка 8 со схемой устройства осуществляется двумя проводами.

Элемент управления 4 выполняет функции согласования импедансов и усиления сигнала, 25 снимаемого с терморезистора 3, что повышает чувствительность к изменению температуры среды в месте установки пробника 8. Элемент 4 выполнен на базе операционного усилителя, включенного по схеме с неинвертирова30 нием, 613248

)О

Гейератор 1 тока выдает стабильный во времени и температуре ток независимо от величины нагрузки, генератор 5 тока выдает также стабильный во времени и температуре ток независимо от величины нагрузки только при постоянстве сигнала управления. При изменении последнего изменяется величина тока. Генератор 5 выполнен по обычной схеме для генераторов тока (на транзисторе, включенном по схеме общей базы), имеющих управляющий вход.

Датчик скорости работает следующим образом.

В исходном состоянии, т. е. при нормальной температуре, осуществляют подготовку шкалы измерителя изменением тока генератора 1 и коэффициента усиления элемента 4 так, чтобы для данного интервала скоростей потока максимуму скорости соответствовал верхний предел шкалы измерителя, а минимуму скорости (отсутствие потока) — начало шкалы измерителя. При этом переменный резистор 2 полностью выведен. Температурную коррекцию шкалы осуществляют при предельной температуре воздушного потока путем согласования

ТКС термочувствительных элементов схемы.

Для этого введен переменный резистор.

Токи генераторов 1 п 5 выбраны такими, что терморезистор 3 практически не имеет самонагрева, терморезистор 6, наоборот, способен прогреться до максимальной температуры, допустимой для выбранного типа, которая обычно намного прсвышает максимальную температуру газового потока. Следовательно, оба терморезистора могут быть помещены в поток и при изменении его скорости только терморезистор 6 будет изменять свое сопротивление.

При постоянной температуре газового потока увеличение, например, скорости потока не изменяет сопротивление терморезистора 3, но интенсивнее уносит тепло, выделяемое на терморезисторе 6, что приводит к пропорциональному увеличению его сопротивления и соот. ветственно к увеличению сигнала, поступающего на измеритель 7.

Изменение температуры газового потока в широком интервале искажает сигнал, пропорциональный скорости потока, вследствие незначительного изменения сопротивления терморезистора 6. Для устранения этого предусмотрена возможность незначительного изменения тока генератора 5 в соответствующую сторону от номинала под воздействием сигнала, пропорционального температуре. Повышение чувствительности к изменению температуры обеспечивается усилием сигнала, управляющего током генератора 5. Уменьшение, например, температуры газового потока вызовет изменение, в результате которого генератор 5 вырабатывает такую величину тока, которая обеспечит прежнюю величину падения напряжения на терморезисторе 6, а следовательно, сигнал на входе измерителя 7 не изменится.

Формула изобретения

Датчик скорости газового потока, содержащий последовательно соединенные генератор тока, переменный резистор и терморезистор, а также измерительную схему с подключенным к ее входу вторым терморезистором, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй генератор тока и элемент управления, вход которого подключен к выходу первого генератора, а выход — к управляющему входу второго генератора тока, выход которого соединен с входом измерительной схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 316016, кл. G 01Р 5/12, 1971.

2. Каты Г. Ц. Системы автоматического контроля полей скоростей и расходов. М., «Наука», 1965, с. 403.

613248

Г/7

Составитель В. Куприянов

Техред И. Михайлова

Редактор Е. Дайч

Корректор Л. Орлова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1126/9 Изд Л% 484 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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