Тепловой расходомер Советский патент 1985 года по МПК G01F1/68 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к тепловым расходомерам. Известен тепловой расходомер, содержащий нагревательный,термочувствительный и термокомпенсационный элеме ты, включенные в схему измерительног моста, содержащего в диагонали измерительный прибор 1 . Недостаток известного теплового расходомера состоит в малой точности измерения расхода жидкости. Наиболее близким к изобретению является тепловой расходомер, содер жащий термочувствительный элемент, включенный в одно из плеч резистивно го моста, подключенного к входам диф ференциального усилителя, ключевой элемент ипоследовательно соединенные генератор и делитель частоты Г23. Однако известный тепловой расходо мер обладает недостаточной точностью измерения расхода жидкости. Цель изобретения - повышение, точкости измерения. Цель достигается тем, что в тепловой расходомер, содержащий термочувствительный элемент, включенный в одно из плеч резистивного моста, подключенного выходами к входам дифференциального усилителя, ключевой элемент, соединенный входами с выходом ди(1)ференциального усилителя, последовательно соединенные генератор и делитель частоты, введены первая и вторая схемы совпадения, триггер, компаратор напряжения и первый и второй конденсаторы, подключенные к входам компаратора напряжения, а также дополнительный резистор, причем триггер подсоединен входом к выходу делителя частоты, а выходами - к первому управ ляющему входу ключевого элемента и к первым входам первой и второй схем совпадения, последняя из которых соединена выходом с вторым управляющим входом ключевого элемента, а вторым входом - с выходом генератора и с вторым входом первой схемы совпадения третий вход и выход которой соединены соответственно с выходом компаратора напряжения и через дополнительный резистор - с термочувствительным элементом, при этом компаратор напряжения соединен с выходами ключевого элемента, а выход первой схемы совпадения является выходом устройства. .На чертеже приведен один из возможных вариантов теплового расходомера. Тепловой расходомер содержит термочувствительньп1 элемент 1, включенный в одно из плеч резистивного моста 2, подключенного выходами к входам дифференциального усилителя 3, ключевой элемент 4, соединенный входами с выходом дифференциального усилителя 3, последовательно соединенные генератор 5 и делитель 6 частоты, кроме того, содержит первую и вторую схемы 7 и 8 совпадения, триггер 9, компаратор 10 напряжения и первый и второй конденсаторы 11 и 12, подключенные к входам компаратора 10 напряжения, а также дополнительный резистор 13, причем триггер 9 подсоединен входом к выходу делителя 6 частоты, а выходами - к первому управляющему входу ключевого элемента 4 и к первым входам первой и второй схем 7 и 8 совпадения, последняя из которых соединена выходом с вторым управляющим входом ключевого элемента 4, а вторым входом - с выходом герер-атора 6 и с вторым входом первой схемы 7 совпадения, третий вход и выход которой соединены соответственно с выходом компаратора 10 напряжения и через дополнительный резистор 13 - с элементом 1, при этом компаратор 10 напряжения соединен с выходами ключевого элемента 4, а выход первой схемы 7 совпадения является выходом 14 устройства., Тепловой расходомер работает следующим образом. При включении устройства ключевой элемент 4 открыт напряжением логического О триггера 9, выходное напряжение усилителя 3 заряжает конденсатор 12, причем величина этого напряжения пропорциональна температуре окружающей среды. Коэффициент усиления усилителя 3 выбирается таким, чтобы обеспечивалась линейность выходного-напряжения усилителя во всем диапазоне температур окружающей среды. Через время, определяемое частотой .генератора 5 и делителем 6 частоты, триггер 9 переключается, ключевой элемент 4 размыкается и конденсатор 12 запоминает напряжение, пропорциональное температуре среды. При этом на вход второй схемы 8 совпадения, управляемой отрицательными импульсами, поступает напряжение логического 311 О с триггера 9 и при каждом отрицательном импульсе генератора 5 на выхо де второй схемы 8 совпадений возникает отрицательный импульс, открывающий ключевой элемент 4, и происходит заряд конденсатора 11, на входы первой схемы 7 совпадений поступают поло жительные напряжения с выхода компаратора 10, напряжения логической 1 с триггера 9 и при каждом положительном импульсе генератора 5 на входе первой схемы 7 совпадения возникнут импульсы, которые через дополнительный резистор 13 поступают на термочувствительный элемент 1. Нагрев элемента 1 происходит при каждом положительном импульсе генератора 5 и соответствующем состоянии триг гера 9, а измерение температуры - при отрицательном импульсе. Рост напряжения на конденсаторе 12 пропорционален разогреву термочувствительного элемен та 1 . Дифференциальное напряжение на входах компаратора 10 пропорционально 57 мощности нагрева, следовательно, устройство автоматически вычитает напряжение, пропорциональное температуре среды, и cpa6aTbfflaef только от сигнала, зависящего от расхода. Когда разность напряжений на конденсаторах 8 и 9 превысит порог ера-, батывания компаратора 10 напряжения, на выходе его пбявляется отрицательное напряжение. Это напряжение, поступая на вход первой схемы 7 совпадения, прекращает нагрев термочувствительного элемента 1 и вьдает информацию на считывание информации о величине расхода. Частота переключения триггера выбирается такой, чтобы время замкнутого состояния ключевого элемента 4 было достаточным для переключения компаратора 10 напряжения при максимальном расходе и большим, чем длительность переходных процессов на термочувствительном элементе 1.

TEID10B(ffi РАСХОДШЕР, содержащий термочувствителылй элемент, включенный в одно из плеч резистивного моста, подключенного выходами к входам дифференциального усилителя, ключевой элемент, соединенный входами с выходом дифференциального усилителя, последовательно соединенные генератор и делитель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения. в него введены первая и вторая схемы совпадения, триггер, компаратор напряжения и первый и второй конденсаторы, подключенные ц входам компаратора напряжения, а также дополнительный резистор, причем триггер подсоединен входом к выходу делителя частоты, а выходами - к первому управляющему входу ключевого элемента и к первьш входам первой и второй схем совпадения, последняя из которых соединена выходом с вторьв4 управляющим входом ключевого элемента, а вторым входом - с выходом генератора и с вторым входом первой схемы совпадения, третий вход и выход которой соединены соответственно с выходом СП CZ компаратора напряжения и через дополнительный резистор - с термочувствительным элементом, при этом компаратор напряжения соединен с выходами ключевого элемента, а выход первой схемы совпадения является выходом устройства. Сл DO СЛ

Выход

«