Способ градуировки термоанемометра и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01P21/00 G01P5/12 

Изобретение относится к измери -ельной техникеJ а именно к способам и устройствам градуировки термоанемометров.

Известен способ х радуировки тбрмо анемометра, заключающийся в установлении зависимости выходного сигнала термоанемометра от скорости при нескольких температурах газового по тока. Устройство для реализации укаванного способа содержит электрическую схему с термоанемометром, задатчики скорости и температуры газового потока lj .

Недостатком указанного способа является низкая точность градуировки

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в подаче на входы чувствительного элемента синусоидального сигналаJ градуировочньгх сигналов скорости при разных значениях тем™ пературы потока газа, регистрации амплитуд выходно.го сигнала и установ лении зависш.1ости амплитуды выходного сигнала электрической схемы от скорости и температурных поправок L2j

Устройство для реализации указанного способа содержит блок задания и контроля скорости температуры потока газа;, чувствительный элемент включенный в одно плечо мостовой электрической схемы, тремя другт-1И плечами которого служит узел регулировки, источник питающего электрического сигнала, включенный в одну -диагональ мостовой схемы, к второй диагонали которой подключена цепь последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора вычи слительного блока и регистратора 2j

Недостаток известного способа и устройства состоит в том, что они имеют существенную погрешность измерения, связанную с изменением температуры исследуемого потока газа а также узкую область применения.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу, включающему подачу на входы чувствительного элемента синусоидального питающего напряжения, градуировочных сигналов скорости при разных значениях температуры потока газа, регистрацию амплитуды выходного сигнала и. определение зависимости амплитуды выходного сигнала от скорости, дополнительно регистрируют фазовые сдвиги на ЕЫходе электрической схемь по отношению к питающему напряжению, определяют зависимость фазы выходного сигнала.от скорости и температуры потока газа, а при определении градуировочных характеристик расчетноаналитическим путем устанавливают зависимости температуры и скорости от фазы и амплитуды выходного сигнала.

Устройство для градуировки термоанемометра, содержащее блок задания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительньй элемент включенный в одно плечо мостовой электрической схемы, источник питающего напряжения, включенный в одну диагональ мостовой схемы, к второй диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, вычислительный блок и регистратор, дополнительно снабжено фазовым детектором, опорный вход которого подключен к источнику питающего напряжения, измерительный вход - к выходу усилителя, а выход к второму входу вычислительного блок

На фиг. 1 показано изменение амплитуды и фазы выходного сигнала при воздействии на термоанемометр газового потока со скоростью V и температурой Т; на фиг. 2 - структурная схема устройства для градуировки термоанемометра .

Сущность способа заключается в то что физические свойства чувствительного элемента термоанемометра изменяются под действием ряда параметров При этом выходные сигналы схемы являются функциями этих параметров:

А A(V, Т); С|)ср (V, Т)

где А - амплитуда выходного сигнала

термоанемометра;

tp - фазовый сдвиг на выходе электрической схемы по отношению к питающему синусоидальному напряжению.

Амплитуда и фаза выходного сигнала по-разном: зависят как от скорости, так и от температуры. Математическая o6jia6oTKa градуировочных характеристик дает возможность определить зависимость амплитуды А и фазы tf регистрируемого сигнала термоанемометра от измеряемых параметров V и Т.

Устройство содержит блок 1 :;.дания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительный элемент 2, включенный в плечо мостовой cxc:2)i, сотоящей из нерегулируемых 3 и 4 и регулируемого 5 (узел регулировки) элемента. Источник питающего электрического напряжения 6 включен в одну диагональ моста. Ко второй диагонали моста подключена цепь последовательно соединенных усилителя 7, например операционного усилителя с функциональным входом, амплитудного детектора 8 вьмислительного блока 9 и регистратора 10. В качестве вычислительного блока в предложенном устройстве целесообразно использовать цифровой вычислитель, состоящий из входных аналого-цифровых преобразователей, синхронизатора и собственно вычислителя. Фазовый детектор t1 подключен своим опорным входом к источнику 6 питающего напряжения, а измерительным входом - к выходу усилителя 7. Выход фазового детектора 11 подключен к второму входу выг числительного блока 9. Фазовый детектор может быть выполнен, например в виде двух компараторов напряжения.

объединенных своими выходами на схеме совпадения, выход которой яв ляется выходом фазового детектора.

Устройство работает следующим образом.

Источник синусоидального напряжения 6 питает диагональ измерительного моста. Блок задания и контроля скорости и температуры газового потока 1 создает градуировочное воздействие, которое изменяет параметры чувствительного элемента 2 Амплитуда и фаза этого сигнала являются функциями скорости V и температуры Т. Усилитель 7 и амплитудный детектор 8 вьделяют изменения амплитуды, а фазовый детектор изменения фазы выходного напряжения по отношению к питающему напряжению. Напряжения с выходов амплитудного детектора 8 и фазового детектора 11 поступают на вход вычислительного блока 9, где осуществляется обработка согласно вьшеуказанному алгоритму.

Предложенный способ и устройство для его реализации повышают в 5-10 раз точность измерения скорости в условиях изменения температуры газового потока, тем самым расширяется область применения.

1. Способ градуировки термоанемометра, включающий подачу на входы чувствительного элемента синусоидального питающего напряжения, градуировочных сигналов скорости при разных значениях температуры потока газа, регистрацию амплитуды выходного сигнала и определение зависимости амплитуды выходного сигнала от скорости, о тлич ающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, дополнительно регистрируют фазовые сдвиги на выходе электрической схемы по отношению к питающему напряжению, определяют зависимость фазы выходного сигнала от скорости и температуры потока газа, а при определении градуировочных характеристик расчетно-анали-тическим путем устанавливают зависимости температуры и скорости от фазы и амплитуды выходного сигнала. 2. Устройство для градуировки термоанемометра, содержащее блок задания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительный элемент, включенный в одно плечо мостовой электрической схемы, источншс питающего напряжения, включенный в одну диагональ мостовой схемы, к второй W диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, вычислительный блок и регистратор, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, оно дополнительно снабжено фазовым детектором, опорный вход которого подключен к источнику питающего напряжения, измерительный вход а к выходу усилителя, а выход - к вто рому входу вычислительного блока.

;

т