Термоанемометр

 

ТЕРМОАНЕМОМЕТР, содержащий изолирующую подложку с послойно нанесенными на нее нагревателем, изолирующей пленкой и пленочньм чувствительные элементом, при этом нагре f ;.« ватель подключен к схеме управления температурой нагревателя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены термоэлектрический охлаждающий элемент, расположенный в изолирующей подложке, и дополнительная изолирующая пленка, расположенная между нагревателем и термоэлектрическим охлаждающим элементом, а также два стабилизированных источника тока , при этом схема управления температурой нагревателя и первый стабилизированньй источник тока подключены параллельно к чувствительному элементу, а второй стабилизированный (Л источник тока подключен к охлаждающему элементу. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

««««««

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3545945/24-10 (22) 20. 02. 83 (46) .07.09. 85. Бюл. В 33 (72) В,Г. Кондратенко и А. П. Коровниченко (71) Донецкий государственный университет (53) 532.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 905865, кл. G 01 P 5/12, 01 К 12/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 934390, кл. С 01 P 5/12, 1981. (54)(57) ТЕРМОАНЕМОМЕТР, содержащий изолирующую подложку с послойно нанесенными на нее нагревателем, изолирующей пленкой и пленочным чувствительным элементом, при этом нагре„„SU„„1177748 A (5 )4 G 01 P 5/12 С 01 К 13 02 ватель подключен к схеме управления температурой нагревателя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены термоэлектрический охлаждающий элемент, расположенный в изолирующей подложке, и дополнительная изолирующая пленка, расположенная между нагревателем и термоэлектрическим охлаждающим элементом, а также два стабилизированных источника то- . ка, при этом схема управления температурой нагревателя и первый стабилизированный источник тока подключены параллельно к чувствительному элементу, а второй стабилизированный источник тока подключен к охлаждающему элементу.

1177748

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости и температуры газовых и жидкостных потоков.

Целью изобретения является повышение быстродействия термоанемометра.

На чертеже представлена схема тер— моанемометра.

Термоанемометр содержит чувствительный элемент 1, изолирующую подложку 2, нагреватель 3, дополнительную изолирующую пленку 4 и подложку 5.

Пр и этом в теле подложки 5, из готовленной из изоляционного материала, располагается термоэлектрический охлаждающий элемент 6 таким образом, что охлаждающий спай находится на поверхности подложки. Поверх охлаждающего спая термоэлектрического элемента нанесена дополнительная изолирующая пленка 4 в виде слоя диэлектрика, на котором располагаются чувствительный элемент 1 и нагреватель 3 (пленки), разделенные слоем аналогичного диэлектрика 2 и выполненные из металла с высоким температурным коэффициентом сопротивления. Выводы термоэлектрического охлаждающего элемента подключены к ЗО выходу стабилизатора тока, выполненного на операционных усилителях А2

А5, транзисторе Т2, диоде Д2 и рез исторах R2, R9, R10, R15, R16, R20. Выводы пленки чувствительного элемента 1 подключены к выходу стабилизатора тока, выполненного на операционных усилителях А1, А4, транзисторе Т1 и резисторах R1, R7, R8, R13, R14, R19.Выводы металлической,щ пленки 3, выполняющей функции нагревателя, подключены к выходу схемы управления температурой, выполненной на операционных усилителях АЗ, А6, транзисторе ТЗ и резисторах

КЗ-R6, R11, R12, R17, R18. Операционный усилитель А3 включен по обычной дифференциальной схеме, причем один из его входов подключен к пленке чувствительного элемента 1, а у второй — к пленке нагревателя 3.

Выходной сигнал усилителя служит в качестве опорного напряжения, задающего величину выходного тока стабилизатора, выполненного на опера- у ционном усилителе А6, транзисторе

ТЗ и резисторах К11, К12, R17, R18, R21. Выходным током этого стабилизатора и питается пленка нагревателя 3.

Термоанемометр работает следующим образом.

В исходном состоянии через термоэлектрический элемент 6 протекает неизменный по величине ток от стабилизатора, вызывающий охлаждение выходящего на поверхность подложки спая элемента. 3а счет этого от пленки нагревателя 3 отбирается постоянное количество тепла, которое компенсируется за счет джоулева тепла, выделяемого в пленке нагревателя электрическим током, подводимым от схемы управления температурой. При равенстве количества тепла, поглощаемого от пленки 3 термоэлектрическим элементом 6 и выделяемого проходящим по пленке 3 электрическим током, температура пленки нагревателя равна температуре окружающей среды и пленка нагревателя не оказывает влияния на пленку чувствительного элемента

1, с помощью которой ведется измерение, например, температуры потока.

Через пленку чувствительного элемента пропускается электрический ток от стабилизатора. Величина тока вы-! брана такой чтобы не вызывать наУ грева пленки чувствительного элемента 1, зависит от ее сопротивления и несет информацию о ее температуре. Это напряжение прикладывается к одному из входов операционного усилителя АЗ, к второму входу которого прикладывается напряжение с выхода управляемого стабилизатора тока (А6, ТЗ, R11, R12, R17, К18, К21), которое несет информацию о сопротивлении пленки нагревателя 3. При неизменной температуре потока сопротивления пленок 1 и 3 неизменны и на выхо- де операционного усилителя АЗ устанавливается напряжение, задающее ток управляемого стабилизатора (А6, ТЗ...) на уровне, необходимом для выполнения баланса тепла в пленке нагревателя 3.

При изменении температуры потока, например повьппении, увеличивается сопротивление пленки 1, это приводит к увеличению напряжения на ней, а следовательно, и увеличению напряжения на выходе усилителя АЗ. Это приво.дит к увеличению тока, протекающего через наг,:..еватель 3 и, как. следствие, к- повьппению его температуры. которое продолжается до тех пор, Составитель Ю.Власов

Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Черни

Редактор И.Николайчук

Заказ 5547/45 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1177748 4 пока температура нагревателя не ры пленок чувствительного элемента станет равной температуре пленки 1 и нагревателя.З равны и теплоотвод чувствительного элемента 1. Таким от пленки чувствительного элемента образом, при любых изменениях тем- в подложку отсутствует, что повышает пературы окружающей среды температу- быстродействие устройства.