Термоанемометр постоянного тока
ТЕРМОАНЕМОМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий измерительный мост с термодатчиком, блок автоматической балансировки , предусилитель, выход которого соеди5 . .К Iм(,;.-,Д.1 ч ,: -.,-. , нен с входом компенрирующего усилителя и первым входом сумматора, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, снабжен аттенюатором, тремя последовательно соединенными масштабными усилителями, блоком задания постоянной времени , блоком задания перегревов, соединениым с вторым и третьим масштабными усилителями и аттенюатором, включенным в плечо измерительного моста, противоположное плечу с термодатчиком, при этом блок задания постоянной времени присоединен к первому и второму масиггабным усилителям, причем первый масштабный усилитель соединен с компенсируюпим усилителем, а третий масштабный усилитель - с вторым входом сумматора.
СОНИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК з(5ц G 01 P 5/12
ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3314912/18-10 (22) 10.07.81 (46) 30.06.83. Бюл. Р 24 (72) А, Г. Елфимов и В..А. Лебига (71) Институт теоретической и прикладной механики СО АН СССР (53) 532.574 (088.8) (56) 1. Повх И. Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. Д., 1974, с. 360—
364.
2. Авторское свидетельство СССР Н 526828, кл. G Ol Р 5/12, 1975 (прототип). (54) (57) ТЕРМОАНЕМОМЕТР ПОСТОЯННОГО
ТОКА, содержащий измерительный мост с термодатчиком, блок автоматической балансировки, предусилитель, выход которого соеди„„SU„„1 26059 А нен с входом компенсирующего усилителя и первым входом сумматора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, снабжен аттенюатором, тремя последовательно соединенными масштабными усилителями, блоком задания постоянной времени, блоком задания перегревов, соединенным с вторым и третьим масштабными усилителямн и аттенюатором, включенным в плечо измерительного моста, противоположное плечу с термодатчиком, при этом блок задания постоянной времени присоединен к первому и второму масштабным усилителям, причем первый масштабный усилитель соединен .с компенсируюпщм усилителем, а третий масштабный усилитель — с вторым входом сумматора.
1026059
Изобретение относится к приборам для измерения скорости и расхода текучих сред, а именно к измерению скорости, расхода, пульсаций скорости, плотности, температуры потока с помощью термоанемометров.
Известны термоанемометры постоянного тока, используемые для измерения средних и пульсационных характеристик в потоках жидкости и содержащие-измерительный мост, предусилитель и устройство для компенса- ® ции тепловой инерции термодатчиков (1) .
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является термоанемометр постоянного тока, содержащий измерительный мост с термодатчиком, блок автоматической !5 балансировки, предусилитель, выход которого соединен с входом компенсирующего усилителя и первым входом сумматора..Каждому измерению предшествует задание величины сопротивления нагретого датчика R> с помощью 20 магазина сопротивлений, включенного в одно из плеч измерительного моста, с последующей компенсацией тепловой инерции термодатчика до восстановления прямоугольной формы импульсов тока. E21- . 25
Однако эти операции выполняются вручную, что усложняет настройку и понижает быстродействие прибора при разных aeperpesax термодатчик а.
Цель изобретения — повьппение быстродей- 30 ствия термоанемометра постоянного тока.
Поставленная цель достигается тем, что термоанемометр постоянного тока, содержащий измерительный мост с термодатчиком, блок автоматической балансировки, предусилитель, выход которого соедтитен с входом компенсирующего усилителя и первым входом. сумматора, снабжен апенюатором, тремя последовательно соединенными маспттабнымн усилителями, блоком задания постоянной времени, блоком задания .перегревом, соединенным с вторым и третьим масштабными усилителями и аттенюатором, включенным s плечо измерительного моста, противоположное твтечу с термодатчиком, при этом блок задания постоянной времени присоединен к первому и второму
45. масштабным усилителям, причем первый маспйабный усилитель соединен с компенсирующим усилителем, а третий масштабный усиля. тель — с вторым sxogoM аумматора.
S0
На чертеже представлена блок-схема термоанемометра постоянного тока.
Термоанемометр постоянного тока содержит измерительный- мост, обраэоватптьтй термодатчиком 1, сопротивлением 2, магазином 3 сойротивлений и аттеиюатором 4. В диагональ измери55 тельного моста, между термодатчиком 1 и сопротивлением 2, с одной стороны; магазином
3 сопроти щений и аттенюатором 4, с другой, включены блок 5 автоматической балансировки и предусилитель 6. Выход блока 5 автоматической балансировки подключен к вершине моста между сопротивлением 2. и апенюатором
4. Выход предусилителя 6 соединен с входом компенсирующего усилителя 7 и первым входом сумматора 8. Между выходом компенсирующего усилителя 7 и вторым входом сумматора 8 последовательно включены три масштабные усилители 9 — 11. Масштабные усилители 9 и 10 подключены к блоку 12 задания постоянной времени,,а аттенюатор 4 и масштабные усилители 10 и 11 подключены к блоку
13 задания перегревов.
Выход сумматора 8 является выходом термоанемометра постоянного тока.
Блок 13 задания перегревов и блок 12 задания постоянной времени представляет собой переключатели, осуществляющие коммутацию элементов схемы, обеспечивающих -изменение коэффициентов усиления масштабных усилителей 9 — 11.
Термоанемометр постоянного тока работает следующим образом.
C помощью магазина 3 сонрогивлений при отключенном блоке 5 автоматической балансировки предварительно балансируют измерительный мост. Затем с помощью блока 13 задания перегревов коэффициент передачи аттенюатора 4 уменьшают в (1+а) раз. Одновременно коэффициент передачи масштабного т усилителя задают равным (1+а), а в масштабньтй усилитель 10 вводят величину, соответствующую перегреву а. Разбаланс моста, вызванный изменением коэффициента передачи аттенюатора 4, отрабатывается блоком 5 автоматической балансировки, нри этом термодатчик 1 нагревается до сопротивления
1тч,=К, (1+0). Для компенсации тепловой инерцйи термодатчнка 1 на него подают импульсы тока. Прямоугольная нх форма восстанавливается с помощью блока 12 задания постоянной времени, который изменяет коэффициент передачи масштабного усилителя 9 до требуемой величины, одновременно в масштабный усилитель 10 вводится величина, соответствующая постоянной времени.
Передаточцая функция цени, содержащей компенсирующий усйлитель 7, маспттабные усилители 9 — 11 и сумматор 8, на вход кото- . рого подают также сигнал непосредственно с выхода пред силителя 6, приобретает внд где Р— оператор Даиласа;
К . — коэффициенты цередачи маспгтабны;т 40 усилителей 9 и 10;
1026059
Составитель Е. Сыс
Техред А.Бабинец
Корректор C. щекмар
Редактор А. Курах
Заказ 4550/36 Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф — постоянная времени компенсирую. к щего усилителя 7, — коэффициент neperpesa; — сопротивление ненагретого датчика; о — постоянная времени. ненагретого датчика.
Таким образом, передаточная функция рассмотренной. цепи обратна цередаточной функции термодатчика, следовательно, тепловая инерция термодатчика ском.
При выполнеини измерений для других значений коэффициента перегрева см, компенсацня тепловой инерции термодатчика выполняется автоматически при задании перегрева с помощью блока 13 без. перестронки измерительного моста и с помощью магазина 13
5 сопротивлений и перестройки цепи компенсации, поскольку величина постоянной времени Го вводится в масштабные усилители
9 и 10 при первоначальной настройке.
Термоанемометр постоянного тока позво>0 ляет упростить настройку прибора и сократить продолжительность измерений в 4-5 раз за счет того, что исключаются повторные операции при измерениях разных перегревов гермодатчика. Кроме того, быстроденствие прибора повышается, так. как переход от одного нагретого состояния термодатчика к последующему осуществляется без отключения питания измерительного моста.
