Термоанемометр постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G01P5/12 

Изобретение относится к приборам для измерения скорости и расхода текучих, сред, а именно к измерению (ясорости, расхода, пульсаций скорости, плотности, температуры потока с помощью термоанемометров. Известны термоанемометры гюстоянного тока, используемые для измерения среданх и пульсадионных характеристик IB потоках ЖИД1СОСТИ и содержащие измерительный мост, предусилитель и устройство для кояшенсаЦИК тепловой шерции термодатчиков 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является термоанемометр постоянного тока, содержащий измерительный мост с термодатчиком, блок автоматической балансировки, предусипкгепь, выход которого соединен с входом компенсирующего усилителя и первым входом сумматора. Каждому измерению предшествует задание величины сопротивления нагретого датчика Пц с помощью магазина сопротивлений, включенного в одно из плеч измерительного моста, с последующей кокшенсацией тепловой инерции термодатчика до восстановления прямоугольной формы импульсов тока. C2J. Однако эти операции вьшолняются вручную что усложняет настройку и понижает быстродейстеие прибора при разных перегревах термодатчшса. , . Цель изобретения - повышение бьютродействия термоанемометра постоянного тока. Поставленная цель достигается тем, что термоанемометр постоянного тока, содержащий измерительный мост с термодатздком, блок автоматической балансировки, предусилнтель, вь1ход которого соедшсен с входом компенсирующего усилителя и первым входом. сумматора, снабжен аттенюатором, тремя последовательно соеданешшмн масшта йммй усилителями, блоком задания постоянной времени, блоком задания пе{:югревом, соединенным с вторым и третьим масштабЕыми усилителями и аттенюатором, включенным в плечо измерител ного моста, противоясшож Еюе шечу с термодатчшсрм, при зтом блок зщсаняя постоянной времени присоединен к и второму масштабным усилителям, первый масштабный усилитель соеданен с ког шенсирующим усилителем, а трети масштабный усили тель - с втоЩ)Ш входом сумматора. Ш чертеже представлена блок-схема термоанемометра постоянного тока. Термоанемометр поетоянвого тока содержит измерительный моет, образованный термодат чиком 1, сопротивпеш{ем 2, магазином 3 сопротивлений и аттенюатором 4. В даагональ измерительного моста .между термодатчиком 1 и сопротивлением 2, с одаой стороны, магазином 3 сопротивлений и аттеигаатсфом 4, с другой, включены блок 5 автоматической балансировки и предусилитель 6. Выход блока 5 автоматической балансировки подключен к вершине моста между сопротивлением 2. и аттенюатором 4. Выход предусилителя 6 соединен с входом компенсирующего усилителя 7 и первым входом сумматора 8. Между выходом компенсирующего усилителя 7 и вторым входом сумматора 8 последовательно включены три мас штабные усилители 9-11. Масштабные усилители 9 и 10 подключены к блоку 12 задания постоянной временила аттенюатор 4 и масштабные усилители Юн 11 подключены к блоку 13 задания перегревов. Выход сумматора 8 является выходом термоанемрметра постоянного тока. Блок 13 задания перегревов и блок 12 задания постоянной времени представляет со бой переключатели, осуществляющие коммутацию элементов схемы, обеспечивающих изменение коэффициентов усиления масштабных усилителей 9-П. Термоанемометр постоянного тока работает следующим образом. С номощью магазина 3 сопротивлений при отключенном блоке 5 автоматичеокой балансировки предварительно балансируют измарительный мост. Затем с помощью блока 13 задашш перегревов коэффициент передачи атте шоатора 4 уменьшают в (l+a) раз. Одновременно коэффициент передачи масщтабюго f усилителя задают равным (l), а в масштабный усилитель 10 вводят величину, соответствующую перегреву а. Разбаланс моста, вызванный изменением коэффициента передачи аттенюатора- 4, отрабатывается блоком 5 автоматической балансировки, при этом термодатчик 1 нагревается до сопротивления R (4+0). Для компенсации тепловой инер1аш термодзпика 1 на него подают импульсы тока. Прямоугольная их форма восстанавливав ется с помощью блока 12 задания гахяоянной вреимви, который изменяет коэффициент передачи масштабного усилителя 9 до требуемой величины, одновременно в масштабный у шитель 10 вводится величина, соответствующая ПОСТОЯННЫ времени. Передаточная цепи, содер сащей компенофующий ушпитель 7, масштабные усилители 9-11 и сумматор 8, йа вход которого подают также сигнал непосредственво с выхода предушлителя б, приобретает вид ,-D+Pt:tt t -,)3, где и - оператор Лаиласа; К К jp коэффициенты; передачи мшцпабных ус шигелей 9 к 10;

постоянная времени компенсирующего усилителя 7,

, «ю- СТо/а),

Яц-Яц

- коэффициент перегрева

где сопротивлете ненагретого датчика;

. - постоянная временинеиагретого датчику.

Таким образом, передаточная функция рассмотренной цепи обратна передаточной функции термодатчика, следовательно, тепловая инерция термодатчика скомпенсирована.

При выполнении измер(ний для друттис значений коэффициента перегрева От компенсация тепловой Инерции термодатчика выполняется автоматически при задании перегрева с помощью блока 13 без перестройки измерительного моста и с помощью магазина 13 сопротивлений и перестройки цепи компенсации, поскольку постоянной времени fo вводится в масщтабные усилители 9 и 10 при первоначальной настройке.

Термоанемометр постоянного тока позволяет упростить настройку прибора и сократить продолжительность измерений в 4-5 раз за счет того, что исключаются повторные операции при измерениях разных перегревов термодатчика. Кроме того, быстродействие прибора повышается, так как переход от одного нагретого состояния термодатчика к последующему осуществляется без отключения питания изм ительного моста.

ТЕРМОАНЕМОМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий измерительный мост с термодатчиком, блок автоматической балансировки, предусилитель, выход которого соеди5. .К Iм(,;.-,Д.1 ч ,: -.,-. , нен с входом компенрирующего усилителя и первым входом сумматора, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, снабжен аттенюатором, тремя последовательно соединенными масштабными усилителями, блоком задания постоянной времени, блоком задания перегревов, соединениым с вторым и третьим масштабными усилителями и аттенюатором, включенным в плечо измерительного моста, противоположное плечу с термодатчиком, при этом блок задания постоянной времени присоединен к первому и второму масиггабным усилителям, причем первый масштабный усилитель соединен с компенсируюпим усилителем, а третий масштабный усилитель - с вторым входом сумматора.