Устройство для определения динамических характеристик термоанемометров Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к радио измерениям, и может быть использовано для определения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) термоанемсжетрой с высокой точностью..

По основному авт.св. 645095 известно устройство для определения динамических характеристик термоан& ометров, которое содержит источник испытательного сигнала, выполненный в виде последовательно включенных генераторов низкой и высокой .частоты измерительный преобразователь и блок индикации.- При этом измерительный преобразователь через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключен к выходу источника испытательного сигнгша 1.

(Недостатком известного устройства явфЕется низкая точность определения АЧ}г ермоанемсметров, обусловленная нелинейностью градуировочных характеристик термопреобразЪвателей, в частности термисторных.

Цель изобретения - повышение точности измерения динамических характеристик термоанемометров за счет исключения погрешностей, вызываемых нелинейнос тью их градуировочных ха1й1ктеристик..

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения динамических характеристик термоанемсадетров, содержащее последовательно соединенные источник испытательного сигнала, конденсатор, сопротивление, измерительный преобразователь, а также индикатор, дополнительно введены последовательно

10 соединённые первый функционгшьный преобразователь, блок деления, блок перемножения и первый и второй блоки вычитания, выход которого соединен с индикатором, блок индикации, пос15ледовательно соединенные первый переключатель, первая ячейка памяти и второй функциональный преобразователь, выход которого подключен к вторсмиу блоку деления, а входы перво20го переключателя и первого функционального преобразователя связаны с первым выходом блока индикации, послед6ват.ельно соединенные второй переключатель и вторая ячейка памяти,

25 выход которой подключен к вторым вхрдам блока перемножения и первого блока вычитания, вход второго переключателя связан с вторим выходом блока индикации и вторым входом второго

30 блока вычитания, а вход блока индинации с выходом измерительного преобразователя. На чертеже представлена структур ная схема устройства. Устройство содержит источник испытательного сигнала, состоящий из генератора 1 высокой частоты и.генератора 2 низкой частоты, конденса тор 3, резистор 4, измерительный преобразователь {термоанемометр), состояний из первичного измерительног преобразователя 5 и усилителя ё, бло индикации, состоящий из измерителей 7 и 8 постоянной и .переменной составляющих сигнала термоанемометра, первый функциональный преобразователь 9, блок 10 деления, блок 11 перемножения, блоки 12 и 13 вычитания, индикатор 14, первый переключа тель. 15, первую ячейку 16 памяти, второй функциональный преобразователь 17, второй переключатель 18 и вторую ячейку 19 памяти. Устройство работает следующим образом. На первичный измерительный преобразователь 5 с генерат.ора 2 через конденсатор 3 и резистор 4 подается .модулированный по амплитуде перемен ный ток с несущей частотой, значительно превышающий частотный рабочи диапазон термоанемометра. Несущая частота амплитудно -модулированного сигнала задается генератором 1 высо кой частоты. С выхода усилителя 6 снимается выходной сигнал АЕ низко частоты f и постоянная составляюща Е,2, регистрируемые соответственно измерителями 7 и 8. С выхода измери теля 7 сигнал первого измерения Е поступает через замкнутый переключатель 15 на ячейку 16 памяти, в которой происходит запоминание величины сигнала на весь период испытаний термоанемометра. Далее сигнал Е поступает на функциональный преобразователь 17, в котором он преобразуется в сигнал, пропорциональный чувствительности термоанемометра S в данной точке по температуре согласно его градуировочной характеристике, полученной заранее или известной. Таким образом, на выходе функционального преобразователя 17 будет присутствовать в процессе измерений сигнал S , соответствующий чувствительности испытуеifioro прибора .для данного значения до.стоянной составляющей Е (т.е. определенного значения температуры среды).. С выхода измерителя 8 через замк нутый переключатель 18 переменная составляющая сигнала первого измерения АЕ поступает на вторую, ячейк 19 пaмятJи, в которой запоминается на весь период, испытаний термоанемометра. Таким образом, на выходе ячейки 19 в процессе всех измерений будет присутствовать гармонический выходной сигнал. Затем переключателями 15 и 18 ячейки 16 и 19 памяти отключают от измерителей 7 и 8. Источником испытательного сигнала задают другую частоту входного воздействия f. Температура окружающей среды при этом изменяется. Сигнал с выхода усилителя 6 через измеритель 7 постоянной составляющей поступает на функциональный преобразователь 9, где преобразуется в сигнал, соответствующий чувствительности прибора Sj, при данной температуре и значении постоянной составляющей Е, Cиг налы с выходов функциональных преоб-i разователей 17 и 9 делятся в блоке 10 деления, на выходе которого будет присутствовать сигнал . Блок 11 перемножает сигналы и ДЕ, поступающие с ячейки 19, а блок 12 вычитает сигналы ДЕ и . Разностный сигнал . с выхода блока 12 представляет собой погрешность, вызываемую нелинейностью термоайемсметра.В блоке 13 эту величину как поправку вычитают из значения переменной составляющей снимаемой с измерителя 8. Исправленное значение переменной составляющей ДЕ АЕ ДЕ+ДЕ. подают на индикатор 14. Аналогичные измерения бсуществляются последовательно на частотах fjf 4 ° полученным значениям сигнала строят АЧХ термоанемометра. В описанной выше методике первое измерение на частоте принимается за базовое и все последующие измерения на других частотах привязываются к нему. Очевидно, что в предлагаемом техническом решение привязку м&жно осуществить и к значению чувствительности термоанемометра, имеющей место до начала испытаний териоанемометра. По сравнению с известным предлагаемое устройство обладает повьаиенной точностью определения динамических характеристик термоанемометров за счет исключения погрешностей, вызываемых нелинейностью их градуировочных характеристик. Особенно эффективно и целесообразно применение предлагаемого устройства для испытаний термисторных термоанемометров, у которых нелинейность градуировочной характеристики особенно велика. Для такого вида термоанемометров указанная погрещность уменьшается почти на порядок. Формула изобретения Устройство для определения динамических характеристик термоанёмометров по аат.св. 645095, о т л И чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в него дополнительно введены последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, блок деления, блок перемножения- и первый и второй блоки вычитания, выход которого соединен с индикатором, блок индикации, последовательно соединенные первый переключатель, первая ячейка пгшяти и второй функциональный преобразователь, выход которого I подключен к вторсуму входу блока деления, а входы первого переключателя и первого функционального преобразователя связаны с первые выходом блока индикации, последовательно соединенные второй переключатель и вторая ячейка памяти, выход кото-: рой подключен к вторьм входам блока перемножения и первого блока вычитания, а вход второго переключателя связан с вторьм выходом блока индикации и вторьм входом второго блока вычитания, а вход блока индикации -

Q с выходом измерительного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

5 645095, кл. G 01 R 23/16, 1979.