Термоанемометр Советский патент 1983 года по МПК G01P5/12 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения скорости потоко газов и жидкостей с помощью термочувствительных элементов. Известны устройства для измерени скорости и направления потока газа или жидкости, содержащие измеритель ный мост с двумя термочувствительны ми элементами, включенными в смежны плечи моста по разные стороны измерительной диагонали, источник постоянного напряжения и усилитель 1 . Известен также термоанемометр, содержащий источник постоянного напряжения, усилитель, два термочувст вительных элемента, включенных в из мерительный мост, транзистор и два делителя напряжения, при этом эмитт транзистора через один термочувстви тельный элемент подключен к первой Клемме источника постоянного напряжения, его коллектор через другой термочувствительный элемент соеди- . нен с второй клеммой источника постоянного напряжения, к которому под ключен усилитель, соединенный своим входом с коллектором транзистора и средней точкой первого делителя напряжения ,а средняя точка второго дели теля напряжения соединена с базой транзистора,крайние точки делителей связаны с источником постоянного напряжения 2}, Общим недостатком известных устройств является низкая точность измерения при малых значениях скорости потока среды. Цель изобретения - повышние точности. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее источник постоянного напряжения, усилитель, два термочувствительных элемента, включенных в измерительный мост, транзистор и два делителя напряжения, при этом эмиттер транзистора через один термочувствительный элемент подключен к первой клемме источника постоянного напряжения, его коллектор через другой термочувствительный элемент соединен с второй клеммой источника постоянного напряжения, к которому подключен усилитель, соединенный своим входом с коллектором транзистора и средней точкой первого делителя напряжения, а средняя точка второго делителя напряжения соединена с базой транзистора, Дополнительно введен мультивибратор, причем первая точка первого делителя соединена с второй клеммоЛ источника постоянного напряжения, вторая его точка присоединена к коллектору первого транзистора мультйвибра- ора, первая точка второго делителя напряжения подключена к первой клемме источника напряжения,, а его вторая точка - к коллектору второго транзистора мультивибратора. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого термоанемометра. Термоанемометр состоит из двух делителей 1 и 2 стабилизированного напряжения, мультивибратора 3, источника 4 питания, транзистора 5, двух термочувствительных элементов б и 7 и усилителя 8 переменного тока. Вход делителя 1 стабилизированного напряжения подключен к одному из выходов мультивибратора 3, а его выход - к базе транзистора 5, в эмиттерную и коллекторную цепь которого подключены соответственно термочувствительные элементы б и 7. Вход делителя 2 стабилизированного на пряжения подключен к второму выходу мультивибратора 3, а его выход - к 1 второму входу усилителя 8 переменного тока, первый вход которого соединен с коллектором транзистора 5. Устройство работает следующим образом. На делители 1 и 2 стабилизированного напряжения от мультивибратора 3 поступают импуль(сы прямоугольной форг-м. Делитель 1 стабилизирует по а1Отлитуде потенциал базы транзистора 5f коллекторный ток которого определяется выражением: где К - коэффициент передачи базового потенцисша;, R - электрическое сопротивление термочувствительного элемента 6. Делитель 2 задает опорное переменное напряжение на второй вход усилителя 8 переменного тока, выходной сигнал которого определяется выражением,.(|;-i) де Uo UQ К - опорное напряжение; R. - электрическое сопротивление термочувствительного элемента 7; Ку коэффициент усиления усилителя 8 Зависимости сопротивлений термочувствительных элементов от параметров окружающей, среды и тока подогреве определяются из условий теплоотдачи их нагрева поверхностей в окружающей среде.

.Для круглого прямого цилиндрического проводника при расположении его поперек потока среды справедливо выражение

)

(3)

-К

-f+Ky-

KY 1 иэч«| пии1зи1 f коэффициент

характеризу 0где

щий воздействие на теплоотдачу температуры среды; : К.. - коэффициент, характеризую- ций воздействие на теплоотдачу скоростей потока средам; коэффициент, характеризуюК., щий степень подогрева проводника.

При перемещении в поток среды термочувствительного элемента 6 (термочувствительный элемент 7 вне -потока среды вь1ражение (2 ) с учетог; (З) приобретает вид

Kj

(4) ebtxS o 1-к.

.

а при помещении в поток среды термочувствительного цемента 7 ( элемент б вне потока) -вид

Ky/Kj

(5) 1+Ко-КV D

Смена фазы-ВЫХОДНОГО сигнала ( плюс или минус ) в выргажении (4 и

:( 5) указывает на направление по тока.-среде. , ..,.. . -. .-.. . .

Применение предлагаемоготермоанемометра позволяет повысить точность измерения скорости потока среды, особенно при малых ее значениях, так как в нем отсутствует температурная нестабильность электрических параметров транзистора и усилителя, что обусловлено прохожденн.ем сигнала переменного тока, юме того, уменьшаются требования в ста- . бильности источника питания, что значительно упрощает его .принципиальную электрическую схему.

ТЕРМОАНЕМОМЕТР, содержащий , ж точйнк постоянного напряжения, усилитель, два термочувствительных элемента, включенных в измерительдали моет, транзистор и два делителя напряжения, при этом эмиттер транзистора череэ одан термочувствительный -элемен подключен к первой клемMie источника постоянного напряжения),, его коллектор через другой термочувствительный .элемент соединен с второй клеммой источника постоянногчэ напряжения, к которому подключён усилитель, соединенный своим входом с коллектором транзистора и среднейточкой первого делителя напрямсения,, I а средняя точка второго делителя напряжения соединена с базой транзистора, от л и ч а ю щ и и с я; Тем, что, с целью повьпяения точности, ой снабжен мультивибратр|ром при:чем первая точка первого делителя соединена с. второй клеммой источника постоянного .напряжения, втирая-его точка присоединена к коллектору пёр вого транзистора мультивибратора ; первая точка второго делителя, напряженин подключена к первой клемме ис точника напряжения, а его вторая : i точка - к коллектору втброго TjpaHзистора мультивибратора.