Устройство для измерения мгновенных значений пульсирующих температур потоков Советский патент 1989 года по МПК G01K7/16 

3150

нали моста 6 соединена с первым входом дифференциального усилителя 12, второй вход которого сдязан с выходом сумматора 10. Другая вершина измерительной диагонали моста 6 связана с первым входом сумматора 10, второй вход которого подсоединен через переменный резистор 9 к первой вершине диагонали питания моста 6. Выход усилителя 12 подключен к регистратору 14 и второй вершине диагонали питания моста 6. Ток через проволочный терморезистор 2 обеспечивает небольшой перегрев его относи- тельно температуры потока. За счет обратной связи через усилитель 12

по цепи питания моста 6 величина перегрева поддерживается постоянной. При этом сигнал в цепи обратной связи пропорционален высокочастотной составляющей изменения температуры потока за счет малой инерционности такой схемы преобразования. В сумматоре 10 потенциал с проволочного терморезистора 1 накладывается на сигнал разбалланса моста 6, На выходе усилителя 12 формируется сигнал, пропорциональный сумме высоко- и низкочастотных составляющих изменения температуры, отражающий мгновенное значение текущей температуры потока. 2 ил.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для изменения быстроменяющейся температуры потока газа или жидкости. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измеряемых температур. Напряжение на помещенном в исследуемый поток проволочном терморезисторе 1, один вывод которого подключен к общей шине устройства, а второй соединен с источником постоянного тока 3, пропорционально низкочастотной составляющей изменения температуры потока. Это напряжение через усилитель 4 подается на первую из вершин диагонали питания измерительного моста 6. Второй размещенный в потоке проволочный терморезистор 2 включен в плечо моста 6. Одна из вершин измерительной диагонали моста 6 соединена с первым входом дифференциального усилителя 12, второй вход которого связан с выходом сумматора 10. Другая вершина измерительной диагонали моста 6 связана с первым входом сумматора 10, второй вход которого подсоединен через переменный резистор 9 к первой вершине диагонали питания моста 6. Выход усилителя 12 подключен к регистратору 14 и второй вершине диагонали питания моста 6. Ток через проволочный терморезистор 2 обеспечивает небольшой перегрев его относительно температуры потока. За счет обратной связи через усилитель 12 по цепи питания моста 6 величина перегрева поддерживается постоянной. При этом сигнал в цепи обратной связи пропорционален высокочастотной составляющей изменения температуры потока за счет малой инерционности такой схемы преобразования. В сумматоре 10 потенциал с проволочного терморезистора 1 накладывается на сигнал разбалланса моста 6. На выходе усилителя 12 формируется сигнал, пропорциональный сумме высоко- и низкочастотных составляющих изменения температуры, отражающий мгновенное значение текущей температуры потока. 2 ил.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для из- мерения быстроменяющейся температуры потока газа или жидкости.

Цель изобретения - повьшгение точности и расширение диапазона измеряемых температур.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма его работы.

Устройство содержит проводники 1 и 2, представляющие собой тонкопро- волочные термосопротивления. Проводник 1 соединен с источником постоянного тока 3 и с усилителем 4, коэффициент усиления которого регулируется с помощью переменного резистора

из входов сумматора 10. Другой вход сумматора 10 соединен с одной из. вершин измерительной диагонали 11 моста

быть соединен через переключатель 8

с выходом 15, который используется при градуировке устройства.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что температура потока изменяется по случайному закону (фиг. 2, линия 1)..Проводники 1 и 2, установленные друг от друга на близком расстоянии, помещают в поток. С помощью источника постоянного тока 3 через проводник 1 пропускают постоянный малый ток, не вызывающий перегрева проводника относительно температуры потока. В этом случае изменения сопротивления проводника 1 и выходного сигнала усилителя 4 будут пропорциональны медленным (низкочастотным) изменениям температуры поток (фиг. 2, линия 2)

Проводник 2 работает в режиме постоянной температуры с небольшим перегревом относительно температуры газа. Для этого магазин сопротивлений 7 устанавливает в проводнике 2 требуемый начальный ток перегр ева. Напряжение перегрева второго проводника регулируют относительно потенциала усилителя 4, выход которого соединен через сумматор 10 с дифференциальным усилителем 12. Назначение сумматора 10 - поддерживать сигнал рассогласования моста в пределах необходимых для эффективной компенсации с помощью дифференциального усилителя 12 в цепи обратной связи мостовой схемы 6 высокочастотных ко51500859

лебаний температуры потока при медленном (низкочастотном) изменении температуры потока в широких пределах. Сигнал, пропорциональный низкочастотной составляющей пульсаций тем- щературы потока, проходит по всей измерительной схеме с первого проводника 1 через переменное сопротивление 9 и сумматор 10 к дифференциальному усилителю I2, в котором сигналы различной частоты суммируются,

На выходе дифференциального усилителя 12 формируется сигнал, пропорциональный сумме низкочастотной и вы- 15 ных д анных составляют градуировоч- сокочастотной составляющих пульсаций ную зависимость температуры потока

последовательным переключением пер ключателя 8, Фиксируют полученное на регистраторе 14 напряжение, наг пример,.6 Вт. Устанавливают в терм стате другую температуру, например 360 К. С помощью резистора 5 уравни вают напряжение выхода усилителя 4 напряжением выхода усилителя 12, д биваясь таким образом одинаковой чувствительности проводников 1 и 2 температуре. Фиксируют полученное регистраторе 14 напряжения, например, 3 В. С использованием получен

10

температуры потока, который регистрируется с помощью регистратора 14,

Таким образом, регистратор 14 измеряет сигнал, пропорциональньй изме- нению мгновенной температуры потока и полученньш суммированием низкочастотной и высокочастотной составляющих

Резисторы 5 и 8 необходимы для согласования работы проводников 1 и 2 и используются при градуировке устройства по температуре.

Градуировку и настройку устройства обычно производят перед началом измерений. Пусть, например, предварительно известно что температура измеряемого потока изменяется приблизительно в диапазоне 300-360 К, При

градуировке и настройке производят следующие операции. Помещают проводники 1 и 2 (фиг, 1) в термостат, и устанавливают в нем известную температуру. Устанавливают переключатель 8 в нижнее положение. Источником тока 3 устанавливают малый ток в проводнике 1 (например, для проводника из вольфрамовой проволоки диаметром 5 мкм устанавливают ток 1 мА). С по- МОЩЬЮ-магазина сопротивлений 7 устач

40 волочного терморезистора подключен к общей щине устройства, а второй вьгоод связан с источником постоянного тока и с входом усилителя, выход которого подключен к второй верщине

,. . .. 45 диагонали питания измерительного моспечиваклций требуемый перегрев относительно температуры термостата (на пример, устанавливают ток 5 мА). Ре

зистором 9 уравнивают напряжение Ьых ода усилителя 12 с напряжением

.выхода усилителя 4, что контролируется по регистратору 14 и выходу 15

50

та, связанной через переменный резистор с одним из входов сумматора, второй вход которого подключен к второй вершине измерительной диагонали измерительного моста, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя.

5 ных д анных составляют градуировоч- ную зависимость температуры потока

последовательным переключением переключателя 8, Фиксируют полученное на регистраторе 14 напряжение, на г пример,.6 Вт. Устанавливают в термостате другую температуру, например 360 К. С помощью резистора 5 уравнивают напряжение выхода усилителя 4 с напряжением выхода усилителя 12, добиваясь таким образом одинаковой чувствительности проводников 1 и 2 по температуре. Фиксируют полученное на регистраторе 14 напряжения, например, 3 В. С использованием получен0

Т от напряжения V на регистраторе 14:T 420-20V. После этого устройство готово к работе.

Формула изобретения

Устройство для измерения мгновенных значений пульсирующих температур

потоков, содержащее два проволочных терморезистора, один из которых включен в плечо измерительного моста, дшЪференциальньй усилитель, один из входов которого подключен к одной из

вершин измерительной диагонали, а выход связан с одной из вершин диагонали питания измерительного моста и с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и расширения диапазона измеряемых температур, в него введены источник постоянного тока, усилитель, переменный резистор и сумматор, причем, один из выводов второго про-.

волочного терморезистора подключен к общей щине устройства, а второй вьгоод связан с источником постоянного тока и с входом усилителя, выход которого подключен к второй верщине

иагонали питания измерительного мос

та, связанной через переменный резистор с одним из входов сумматора, второй вход которого подключен к второй вершине измерительной диагонали измерительного моста, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя.

Te nff/jomypo

1

фиг, 2

2

Время