Расходомер газа Советский патент 1980 года по МПК G01F1/00 G01F1/86 

(54) РАСХОДОМЕР ГАЗА

. - . ,

Изобретение относится к измерительной технике и служит для измерения массовогчэ расхода газа,

По основному авт, ев, № 514198 известен расходомер для измерения массового расхода газа , содержащий установленные в трубопроводе сужающее устройство, датч1гки давления, перепада давлешш, температуры, развязывающий усилитель, операционный усилитель, суммирующий усилитель с Т-образНыми диодно- резисторньми делителяк и напряжения Щ ,

Известно, что массовый расход газа в тр5бопроводе с учетом температуры газа определяется как

(1)

%ь,ч.

где UBJ,,X - выходное напряженке расходомера, пропоргшональное массовому расходу газа;

Up - напряжение, пропорциональное давлению газа в трубопроводе;

U - напряжение, пропорциональное перепаду давления на сужающем устройстве; R - сопротивление датчш:а температуры, пропоршюнальное температуре газа; К - коэффициент пропорциональности.

Выходное напряжение Ug расходомера определяется как

(«s%-i7).:(2)

,

R,-R,

s(VVV)

-К,

,

р..

гдеR - сопротириенио ,:1птч1гкп то ператчрт-г, пртпорппои-ч.тьное температуре | газа в трубо проводе; сопротивление во входной цепиоперацйЬннбго усилителя;R R - сопротивления в цепи отри цательной обратной связи бперационного усилителя. Из сравнения вьфажений ( 1) и (2) видно, что они отличаются коэффициенто пропорционалтности, который не постоян тайс как зависит от температуры газа, что приводит к ошибке визмерений расхо да газа. Особенно большая ошибка возникает в начале и конце диапазона изменения ти тературы газа. Чтобы ошиб была минимальной, необходимо совместkb вШбпнить следующие условия RoR«/R . .(4) Но чем строже неравенство (З), тем больше величины резисторов Rg, Rg и тем еще больше Rg .При увеличении бёличин этих резисторов возрастает погрешность самого операционного усилителя за счет иеидеальности его характе ристик (конечного коэффициента усиления, Тйонёчнбгй входного сопротивлений и т.д,),и, следовательно, ошибка при . Ш рейий масббв«эго расхода газа. if ель изобретения - новышение точности измерения ма:соового расзюда газа Указанная цель достигается тем, что в р ае д6мер вбеден инвертор, вход ко iropdfo соединен с датчиком перапада давлёния, во входную цеПЬ операционног ус ялй:тёлй Бведёй ДЬшлнительный резистор, причем в:ь1ход инвертора через ре sHCTOipH подключен к неинвертирук)щему и 1йсййёртяруК)щему вяодам операционного усилителя. . На чёрТёткё йоказана 1 фи1Шис0 ша схема устройства. : Расходомер содержит трубопровод с сужающим устройством 1; датчик 2 дав . ления; датчик 3 перепада давления; датчик 4 температуры; операционный усилитель 5, во входные цеци которого вве дены резисторы 6 и 7, а в цепь обратной свйзи - резисторы 8 - 1О и в цепь смещения резистор 11; развязьгеаю щий усилитель 12; Т-образные диодно pesfifCTOpHbie делители напряжения, вьшол ненные на резисторах 13-26 и диодах 27-32; суммирующий усилитель 33; ин вертор 34. В устройстве за счет подачи сигнала др на оба входа операциотшого усилителя создается компенс1фующее напряжение, устраняющее влияние постоянного члена ( RQ вьфажешо (2). Но в этом операционный усилитель становится неинвертирующим. Для неизменности полярности напр5гжения, поступающего на суммирующий усилитель, перед операционным усилителем введен инвертор. Тогда выходное напряжение устройства совпадает с выражением (1) и не. имеет методической погрешности. , Устройство работает следующим образом. Напряжение с датчика 2 давления , пропорциональное давлению в трубопроводе 1, поступает на вход развязывающего усилителя 12, коэффициент передачи которого равен - 1. Напряжение , с датчика перепада давления поступает на входы операционного усилителя 5 через инвертор 34. Коэффициент передачи инвертора с операционным усилителем равен К (o/).J-(,) , .o/S) .)-RgJ 5) ) где R - сопротивление датчика температуры;К - коэффициент передачи ин вертора 34 вместе с операционным усилителем 5; ,м- резисторы В цепи входа, обратной связи к смещения операционного усилителя 5. Напряжение с развязьтающего усилителя12 и с операционного усилителя 5 поступает на сюответст&ующие входы Т-образных диодно-фезисторных делителей напряжения, которые выполняют вместе с суммирующим усилителем 33 роль аппроксиматора, аппроксим1фующего функцгао Изёлёчёния квадратного корня, из произведения напряжений, поступающих с развязьгоающего усилителя и операционного усилителя. Выходное напряжение расходомера раЬ1ю J. II li j I/Ti Выраежонне (6) совпадает с (l), если вьпюлняются одновременно следугощие условия RbR..)° , C7 (9/Рч)-,1 ) При выполнении условий (7) и (8) в расходомере отсутствует методическая ошибка за счет изменевдЕЯ температуры газа, что повышает точность измерения расхода. Выполнить условия (7) и (8) не представляет трудтюсти, так как система из двух уравнений с пятью неизвестными имеет множество решений. Поэтому среди этих решений можно найти такие, которые не будут сказьгоаться

3

..У7

Ыы, на параметрах операшюнного усилителя 5 Формула изобретения Расходомер газа по авт. св. N° 514198, о-тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения массового расхода газа, в негр введен инвертор, вход которого соединен с датчиком перепада давления, во входную цепь операционного усилителя введен дополнительный резистор, причем выход инвертора через резисторы подключен к неинвертир;уюшему и инвертирующему входам операционного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 514198, кл G01 F 1/ОО, опублнк. 1978.