Термоанемометр Советский патент 1981 года по МПК G01P5/12 

(54) ТЕРМОАНЕМОМЕТР

Изобретение относится к измеритель ной технике и может использоваться в различных информационно-измерительных системах оля измерения среоних значений воздушной скорости. Известен термоанамометр, содержащий ч; ствительный элемент, ключевую схему, импульсный источник тока, схему сравнения и запоминающее устройство. Чувствительный элемент поцктпочен на входы ключевой схемы, устройства сравнения и запоминаншхего устройства, при зтом вход импульсного источника тока соеоинен с выходом запоминающего устройства, а его выход - с чувствительным элементом Lj. . Наиболее близким по технической сущ ности к прецпагаемому является термоан мометр, содержащий термочувствительную цепь, оифференциальный и суммирующий усилители, источник стабилизиршанного напряжения питания, причем выход термо чувствительной цепи подключен к первому вхоау дифференциального усилителя, а первый вход суммирующего усилитепя соединен с выходом источника стабилизированного напряжения питания, при этом выход суммирующего усилителя подключен ко вхосу термочувствительной цепи 2. Недостатками тизвестного устройства являются низкая точность измерений, обусловленная тем, что в известном устройстве не принято специальных мер по компенсации влияния изменений температуры окружающей среды на термочувствительный датчик и ограниченная область применения, так как в известном устройстве не имеется автономного замкнутого контура преобразования аналогового сигнала в цифровой. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительная термоч увствительная цепь, масштабный усилитель, компаратор, логический элемент 2 И, тактовый генератор, однсжиб рагор, цвоичный счетчик, регистр памяти и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход дополнительной термочувствительной цепи подключен ко входу масштабного усилителя, выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя, а выход дифференциально го усилителя подключен к первому вхоцу компаратора, выходом подключенного ко входу осшовибратора и к первому входу логического элемента 2 И, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, выход логического элемента 2 И подключен к входу двоичного счетчика, выходы которого соединены с информационным входом регистра памяти и входами цифроаналогово -о преобразователя, выходы которого подключены ко второму входу суммирующего усилителя, а вькод суммирующего усилителя соединен со вторым входом компаратора, кроме того, выход одновибратора соединен со входом разрешения записи регистра памяти, На чертеже представлена блок-схема устройства. В состав термоанемометра входят термочувствительная цепь 1 для измерения температуры среды, термочувствител ная цепь 2 для измерения скорости воздушного потока, масштабный усилитель 3 суммирующий усилитель 4, дифференциаль ный усилитель 5, компаратор; 6, логичес кий элемент 7 2 И, тактовый генератор 8, многоразрядный двоичный счетчик 9, - оановибратор 1О, полупроводниковый регистр 11 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12. Термоанемометр работает следующим образом. Термочувствительный датчик Т,1 питается от стабильного источника питания У- без перегрева, т.е. температура датчика всегда соответствует температуре окружающей среды. Второй термочувствительный датчик .Р 2 питается с перегревом от выхода суммирующего усилителя 4. Начальный перегрев датчику 2 при нулевой скорости обтекания задается потенциометр ом Т 5 посредство подведения части напряжения от стабильного источника питания на один из входов суммирующего усилителя, на втором входе которого при нулевой скорости обтекания сигнал равен нулю. На входах .фференциального усилителя 5 при этом сигналы, снимаемые с термочувствительных цепей, равны, а выхосиой сигнал равен нулю. Таким образом, на обоих ходах компаратора 6 сигналы овднаковы на его выходе имеет место логический уль. Тактовые импульсы от генератора на вход счетчика 9 не проходят, так ак на одном из входов логического элемента 2 И имеет место логический уль. При действии воздушного потока на термочувствительные датчики Т 1 и 1 2 датчик не изменяет своей температуры, а датчик Т 2, имеющий перегрев, начинает охлаждаться. При этом на входах дифференциального усилителя 5 появляется сигнал рассогласования. На выходе дифферэнциального усилителя, подключенного на один из входов компаратора 6, появляется сигнал, отличающийся от нуля (U ) на втором входе компаратора, подключенном к выходу ЦАП 12, по-прежнему остается нулевой сигнал. Это приводит к появлению логической единицы на выходе компаратора и импульсы от тактового генератора 8 начинают проходить на вход счетчика 9. При увеличении кода счетчика на выходе ЦАП появляется напряжение J , подводимое к второму входу компаратора и к второму входу суммирующего усилителя. В момент равенство напряжений U и UK Ifi выходе компаратора BHODL коявляется логический нупь и запрещает дальнейшее прохождение тактовых импуть- сов на вход счетчика. В момент перехода логической единицы в нупь на выходе компаратора срабатывает подключенный к рему одновибратор 1О и подает короткий положительный импульс на вход разрешения записи регистра 11 памяти. .При этом код, записанный в счетчике, переписывается в регистр памяти, а с его выходов поступает далее к потребителям. Напряжение UK с выхода ЦАП усиливается суммирующим усилителем и поступает по цепи обратной связи на питание термочувствительной цепи 2, подогревая датчик R 2 до заданной температуры нагрева. При изменении скорости обтекания датчика 2 на входах дифференциального усилителя вновь появляется рассогласование и процесс повторяется, Компенсирующий датчик 1 I и рабочий Р 2 располагают в непосредственной близости tipyr от друга. Таким образом, при одной и той же скорости обтекания, но при разных температурах среды сигнал рассогласования на входах дифференциального усилителя остается неизменным.

повысить точность измеречто позволяет ни я.

Формула изобретения

Термоанемомет.р, содержащий термочувствительную цепь, цифференииальный и суммирующий усилители источник стабилизированного напряжения питания, причем выход термочувствительной цепи подключен к первому входу дифференциального усилителя, а первый вход суммирующего усилителя соединен с выходом источника стабилизированного напряжения питания, при этом выход суммирующего усилителя подключен ко входу термочувствительной цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительная термочувствительная цепь, масштабный усилитель, компаратор логический элемент 2 И, тактовый генератор, ошовибратор, двоичный счетчик, регистр памяти и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход дополнительной термочувствительной цепи подключен ко входу масштабного усилителя, выхоц которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен с первым входом компаратора, вь ходом подключенного ко входу одновибратора и к первому входу л о гиче с кого эле мента 2 И, воторой Вход кЪторого соединен с выходом тактового генератора, выход логического элемента 2 И подключен к входу овоичного счетчика, выходы которого соединены с информационным входом регистра памяти и входами цифроаналогового преобразователя, .выходы которого подключены ко второму входу суммирующего усилителя, а выход суммируюшего усилителя соединен со вторым входом компаратора, кроме того, выход одновибратора соединен со входом разрешения записи регистра памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Термисторные измерители скорости. Экспресс-информация. КИТ N 37, М., 1977, с. 35-36 (прототип).

Выход 8 коде