Способ градуировки термоанемометра и устройство для его осуществления

 

1. Способ градуировки термоанемометра , включающий подачу на входы чувствительного элемента синусоидального питающего напряжения, градуировочных сигналов скорости при разных значениях температуры потока газа, регистрацию амплитуды выходного сигнала и определение зависимости амплитуды выходного сигнала от скорости, о тлич ающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, дополнительно регистрируют фазовые сдвиги на выходе электрической схемы по отношению к питающему напряжению, определяют зависимость фазы выходного сигнала от скорости и температуры потока газа, а при определении градуировочных характеристик расчетно-анали-тическим путем устанавливают зависимости температуры и скорости от фазы и амплитуды выходного сигнала. 2. Устройство для градуировки термоанемометра , содержащее блок задания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительный элемент, включенный в одно плечо мостовой электрической схемы, источншс питающего напряжения, включенный в одну диагональ мостовой схемы, к второй W диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, вычислительный блок и регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, оно дополнительно снабжено фазовым детектором, опорный вход которого подключен к источнику питающего напряжения, измерительный вход а к выходу усилителя, а выход - к вто рому входу вычислительного блока.

СЭОа СОВЕТСНИХ социдлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный номитет сссР по деллм изоБРетений и отнРити( (21) 3410053/24-10 (22) 19.03.82 (46) 30.10.84. Бюл. Е 40 (72) И.И. Кривоносов и А.Н.Меркурьев (53) 681. 121(088.8) (56) 1. Бредшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение, "Мир", 1974, с. 227-228.

2. Strickert Н. Hitzdraht und

Hitzfilmanemometrie VEB VERLAG

TEXNIK, Berlin, 1974, с. 173 (прототип). (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ТЕРМОАНЕМОМЕТРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ градуировки термоанемометра, включающий подачу на входы чувствительного элемента синусоидального питающего напряжения, градуировочных сигналов скорости при разных значениях температуры потока газа, регистрацию амплитуды выходного сигнала и определение зависимости амплитуды выходного сигнала от скорости, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повьппения точности, дополнительно регистрируют фазовые сдвиги на

3(51) G 01 P 21/00; С 01 P 5/12 выходе электрической схемы по отношению к питающему напряжению, определяют зависимость фазы выходного сигнала от скорости и температуры потока газа, а при определении градуировочных характеристик расчетно-анали- . тическим путем устанавливают зависимости температуры и скорости от фазы и амплитуды выходного сигнала.

2. Устройство для градуировки термоанемометра, содержащее блок задания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительный элемент, включенный в одно плечо мостовой электрической схемы, источник питающего напряжения, включенный в одну i диагональ мостовой схемы, к второй диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, вычислительный блок и регистратор, о т л и ч а ю- р щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, оно дополнительно снабжено фазовым детектором, опорный вход которого подключен к источнику питающего напряжения, измерительный входк выходу усилителя, а выход — к вто- . рому входу вычислительного блока.

1 1",21

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и устройствам градуирсвки термсанемометров.

Известен способ радуировки термоанемометра, заключающийся в установлении зависимости выходного сигнала термсанемометра от скорости при нескольких температурах газового потока. Устройство для реализации ука- 10 занного способа содержит электрическую схему с термоанемометром, задатчики скорости и температуры газового потока (1) .

Недостатком указанного способа 15 является низкая точность градуировки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в подаче на входы чувствя- 2О тельного элемента синусоидального сигнала, градуировочных си:"налов скорости при разных значениях температуры потока газа, регистрации амплитуд выходного сигнал".. и устансв-25 ленин зависимости амплитуды выходного сигнала электрической схемы от скорости и температурных поправок (2), Устройство для реализации укаэанного способа содержит блок задания и контроля скорости температуры потока газа„ чувствительный элемент., включенный в Одно плечо мОстОВОЙ электрической схемы, тремя другими плечами которого служит узел регу- 5 лирсвки, источник питающего электрического сигналя, включенный в одну .диагональ мостовой схемы, к второй диагонали которой подключена цепь последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора, вычислительного блока и регистратора f2) .

Недостаток известного способа и устройства состоит в том, что они имеют существенную погрешность измерения, связанную с изменением температуры исследуемого потока газа, а также узкую область применения.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему подачу на входы чувствительного элемента синусоидального питающего напряженияр градуирсвочных сигналов скорости при разных значениях температуры потока газа, регистрацию амб21 2 плитуды выходного сигнала и определение зависимости амплитуды выходного сигнала от скорости, дополнительно регистрируют фаэовые сдвиги на выходе электрической схемы по отноыению к питающему напряжению, определяют зависимость фазы выходного сигнала.от скорости и температуры потока газа, а при определении градуировочных характеристик расчетноаналитическим путем устанавливают зависимости температуры и скорости от фазы и амплитуды выходного сигнала.

Устройство для градуировки термоанемометра, содержащее блок задания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительный элемент, включенный в одно плечо мостовой электрической схемы, источник питающего напряжения, включенный в одну диагональ мостовой схемы, к второй диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, вычислительный блок и регистратор, дополнительно снабжено фаэовым детектором, опорный вход которого подключен к источнику питающего напряжения, измерительный вход — к выходу усилителя, а выхсд— к второму входу вычислительного блока.

На фиг. 1 показано изменение амплитуды и фазы выходного сигнала при воздействии на термоанемометр газового потока со скоростью 7 и температурой Т; на фиг. 2 — структурная схема устройства для градуировки термоанемометра.

Сущность способа заключается в том, что физические свойства чувствительного элемента термоанемометра изменяются под действием ряда параметров.

При этом выходные сигналы схемы являотся функциями этих параметров".

A = A(V, Т); Ср =ср (V, Т), где А — амплитуда выходного сигнала термоанемометра;

Q — фазовый сдвиг на выходе электрической схемы по отношению к питающему синусоидальиому напряжению.

Лмплитуда и фаза выходного сигнала по-разному зависят как от скорости, -.àê и от температуры. Математическая обработка градуировочных характеристик дает возможность определить зависимость амплитуды А и фазы (f регистри3 11246 руемого сигнала термоанемометра от измеряемых параметров Ч и Т.

Устройство содержит блок 1 = дания и контроля скорости и температуры потока газа, чувствительный элемент 2, включенный в плечо мостовой схс.1, состоящей из нерегулируемых 3 и 4 и регулируемого 5 (узел регулировки) элемента. Источник питающего электрического напряжения 6 включен в одну ди- 10 агональ моста. Ко второй диагонали моста подключена цепь последовательно соединенных ускпителя 7, например операционного усилителя с функциональным входом, амплитудного детек- 35 тора 8 вычислительного блока 9 и регистратора 10. В качестве вычислительного блока в предложенном устройстве целесообразно использовать цифровой вычислитель, состоящий из 20 входных аналого-цифровых преобразователей, синхронизатора и собственно вычислителя. Фазовый детектор

f1 подключен своим опорным входом к источнику 6 питающего напряжения, а 25 измерительным входом - к выходу усилителя 7. Выход фазового детектора 11 подключен к второму входу вы". числительного блока 9. Фазовый детектор может быть выполнен, например З0 в виде двух компараторов напряжения, 21 4 объединенных своими выходами на схеме совпадения, выход которой яв" ляется выходом фазового детектора.

Устройство работает следующим образом.

Источник .синусоидального напряжения 6 питает диагональ измерительного моста. Блок задания и контроля скорости и температуры газового потока 1 создает градуировочное воздействие, которое изменяет параметры чувствительного элемента 2.

Амплитуда и фаза этого сигнала являются функциями скорости Ч и температуры Т. Усилитель 7 и амплитудный детектор 8 выделяют изменения амплитуды, а фазовый детектор— изменения фазы выходного напряжения по отношению к питающему напряжению. Напряжения с выходов амплитудного детектора 8 и фазового детектора 11 поступают на вход вычислительного блока 9, где осуществляется обработка согласно вьппеуказанному алгоритму.

Предложенный способ и устройство для его реализации повышают в

5 10 раэ точность измерения скорости в условиях изменения температуры газового потока, тем самым расширяется область применения.

1121621

ПИ Зайаз 7974/35

822 Подпнсное

an ШШ Ъатенч", Ф УжГофодф, л 4 П9оек анан ф