Устройство для измерения скорости и направления движения газа или жидкости Советский патент 1981 года по МПК G01P5/12 

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к устройствам для измерения скорости и направления движения газа, и жидкости. Известно устройство, основанное на термоанемометрическом методе измерения скорости и направления дйижен1тя газа или жидкости, содержащее измерительный мост с двумя термочувствительными элементами, включенными в смежные плечи моста по разные стороны измерительной диагонали 1 . Недостатком известных устройств является зависимость. выходного сигнала от изменений температуры газа и жидкости. Известно также устройство для измерения скорости и направления движения газа или жидкости, содержащее источник постоянного стабилизированного напряжения, ycиJD тeль, измерител ный мост с транзистором, подключенным через термочувствительные элементы в эмиттерной и коллекторной цепи к диагонали питания, и термокомпенсирующий полупроводниковый диод в базовой цепи транзистора, обеспечивающий независимость выходного сигнала устройства от изменений температуры потока газа или жидкости при воздействии на термочувствительные элементы 2 3. Недостатком известного устройства 1вляется то, что при смене направления движения потока газа или жидкости в этом устройстве выходные характеристики не симметричны. Цель изобретения - повышение точ- ности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве,содержащем источник постоянного стабилизированного напряжения, усилитель, измерительный мост С транзистором, подключенным через термочувствительные элементы в эмиттерной и коллекторной цепи к диагонали питания, и полупроводниковые диоды в базовой цепи транзистора, введены второй транзистор, переменный резис3тор н делитель напряжения, содержащи йеремеиньШ и постоянный резисторы, второй транзистор включен через резисторы в змиттарной и коллекторной цепи к диагонали питания. База этого транзистора соединена через переменный резистор с базой первого трацзис тора. Вход усилителя подключен к постоянному резистору делителя напряжения, включенному в измерительную диагональ моста. В коллекторную и эмиттерные цепи второго транзистора включены термочувствительные элементы. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит источник 1 постоянного стабилизированного напряжег КИЯ, усилитель 2, транзистор 3, два термочувствительных элемента 4 и 5, делитель напряжения базового потенции ала транзистора 3 на резисторе 6 и по лупроводниковых диодах 7 и 8, резисторы 9 и 10, второй транзистор П, пе- 25

ременный р1езистор 12, делитель напряжения на переменном и постоянном резистор х 13 и 14,

Источник 1 постоянного стабипизированного напряжения питаетизмеоительный мост, выполненный на двух транзис торах 3 и П, двух термочувствительных элементах 4 и 5 и двух резисторах 9 и 10. Режим работы транзисторов 3 и

11задан подачей базового потенциала от делителя напряжения на резисторе 6 и полупроводниковых диодах 7 и 8, Полупроводниковый диод 7 является источником опорного напряжения, а полупроводниковый диод 8 служит для частичной компенсации температурного дрейфа параметров транзисторов 3 и 11. Коллекторные токи транзисторов 3 и 1 обратно пропорциональны сопротивлению цепи эмиттеров. Переменный резистор

12служит для плавной регулировки режима работы транзистора 11 В измерительную даагонапь моста включен делитель напряжения на переменном и постоянном резисторах 13 и 14. К постоян ному резистору 14 подключен вход усилителя 2..

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии движения газа или жидкости термочувствительные .элемен уы 4 и 5,не омываются потоком газа или жидкости и для каждого из транзисторов 3 и 11 коллекторные напряжения

позволяет создать одинаковые режимы работы транзисторов, что повышает стабильность работы всего устройства. В этом случае необходимо, чтобы термочувствительные элементы, находящиеся в противоположных плечах моста, работали в одинаковых тепловых режимах, т.е. омывались потоком газа или жидкости или находились вне потока.

Для расширения функциональных возможностей устройства при измерении скорости движения газа или жидкости в трубопроводе, устанавливая переменный резистор 13 в положение, соответствующее сечению данного трубопровода, на резисторе 14 получают напряжение, пропорциональное расходу газа или жидкости. Кроме того, при использовании четырех термочувствительнь1х элементов 4, 5, 9 и 10 и размещении их в нескольких трубопроводах можно й толнять различные аналоговые операции с расхода-, ми газа или жидкости в этих трубопроводах, что имеет большое значение, например, в пневмомоделирую1чих устройствах.

Использование предлагаемого устройства позволяет исключить подбор транзистора и полупроводникового диода по одинаковым зависимостям тепловых параметров, повысить чувствительность, получить симметричные выходиле характеристики при смене направления движения потока газа или жидкости. 2 равны друг другу и зависят от неполностью скомпенсированного диодом 8 температурного дрейфа. Напряжение в измерительной диагонали моста равно нулевому значению и не зависит от действия температурного дрейфа параметров транзисторов из-за того, что температурный дрейф каждого транзистора 3 и П одинаков (достигается с помощью переменного резистора 12) и направлен навстречу друг другу. При воздействии потока газа или жидкости на один из термочувствительных элементов 4 или 5 мост разбалансирован и его выходное напряжение, усиленное усилителем 2, пропорционально величине скорости потока, а полярность хаг рактеризует направление движения. Замена постоянных резисторов 9 и 10 на два дополнительных термочувс вительных элемента позволяет повысить чувствительность устройства в два раза и получить симметричные выходные характеристики при смене направления газа или жидкости. Кроме того, это Формула изобретения 1. Устройство для измерения скорости и иаправления движе1в1я газа или жидкости, содержавшее источник постояииого стабилизированного напряжения, усилитель, измерительный мост с транзистором, подключенным через термочувствительные элементы в эмиттерной и коллекторной цепи к диагонали питания, и полупроводниковые диода в базовой цепи транзистора, отличающееся тем, что, с целью погашения точности измерения, в него введ& ш вто рой транзистор, переменяй резистор и делитель напряжения, содержащий переменный и постоянный резисторы, причём второй транзистор соединен через резис 8 2 торы в эмиттерной и коллекторной цепи с диагональю питания, его база соединена через переменный резистор с базой первого транзистора, а вход усилителя подключен к постоянному резистору делителя напряжения, подключенному в измерительную диагональ моста. 2. Устройство по п. 1, о т л и чаю.щееся тем, что в коллекторную и эмиттерные цепи второго транзистора включены термочувствительные злемен-пл. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР И 249800, кл. G О Р 5/12, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 531082, кл. G 01 Р 5/12, 1974..