Термоанемометр

 

O n И С А Н И " "" "

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сееа Соеетсими

@Фциьлмстнмвсим»

Реапублми (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 05 pg.77(21) 2550581/18-10 е присоединением заявки №Гкудзрвтеенный иеюет

СССР не делам изобретений и вткрытнй (23) ПриоритетОпубликовано 05.03.79оюллетень N 9

Дата опубликования описания 09.03.79 (72) Авторы изобретения

Г. К, Шеметун и В. А. Ермаков (71) Заявитель (54) ТЕРМОАНЕМОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может бьИгь использовано в приборостроении.

Известны термоанемометры, сопержащие два термочувствительных элемента, включенных в смежные плечи измерительного моста в режиме прямого подогрева (1 .

Недостатком их является малая чувствительность и точность измерения.

Ближайшим по технической сущности является термоанемометр, содержащий два.терморезистора, включенных в два измерительных моста, к измерительным диагоналям которых подключены входы дифференциальных усилителей, выходы которых соединены с соответствующими aMH tran ass мостов (2J . Однако это устройство имеет недостаток, связанный с недостаточной точностью измерения скоростей потоков при изменении температуры окружаккцей среды из-за большого изменения коэффициента преобразования при изменении температуры . окружающей среды.

В предлагаемом термоанемометре к точкам питания измерительных мостов подключен потенциометр, подвижный контакт которого соединен с одним входом дополнительно введенного функционального преобразователя, второй вход которого подключен к общей точке питания двух мостов, а третий и четвертый — к другим точкам питания мостов.

На чертеже показана блок- хема термоанемометра, Термоанемометр состоит из измерительных мостов 1 и 2, содержащих по одному терморезистору; усилителей 3 и 4, потенциометра 5, функционального преобразователя, состоящего, например, из широтноимпульсного модулятора 6 и

20 ключа 7. Выход функционального преобразователя является выходом устройства.

Термоанемометр работает следующим образом.

651255

Работа термоанемометра происходит ,при постоянной температуре термореэисторов к cone%, Терморезистор с другими тремя постоянными резисторами моста образует мостовую схему 1(2), работающую в балансном режиме за счет обратной оърицательной связи измерительной диагонали и диагонали питания мосте, Эте связь осуществляется за счет усилителя 3(4), Обозначим конвективный коэффициент рассеяния термореэисторое при скорости потоков \Г через Н, Тогда мощность, отдаваемая терморезнстороь окружающей среде конвекционным путем, будет равна где T - температура тела полупроводнике .

à — температура потска обтекания, о

Подводимая электрическая мощность

02

Ъ = — з

R где Π— напряженке на термореэисторе

Я - сопротивление термореэистора, При динамическом равновесии можно записать:

1J

w — = H $ -т,) .

При увеличении скорости потока на одном иэ терморезнсторов на Ь Ч для первого термореэистора имеем

2 (Uv-av)

V дч- -Нч,д (Т- „1. (3)

При уменьшении скорости потоке на втором терморезисторе на hV для второго терморезистора получаем

«(ч av) ч-ьч =" V-üv ((о1 (4)

Я

Изменение мощности, рассеиваемой термореэистором нз- зе всличения скорости потока, определяется как

Ла„hv -(и м- Н ч)(Т 7о) (5)

Изменение мощности, рассеиваемой терморезистором вследствие у-мекьшекия скорости потока, определяется выражением

ДВ„. =(й-й,» )(Т -Т„1, (6)

Сйожим правые к левые части ра,венств (5) и (6): ч+ич ч-av к v av м (-7) (7-т,) (н„-н,„)(т-",, где Н Нч и H Нч-ьм измене ч+ьч ч кие конвекционного коэффицйекта рассеяния, обусловленное изменением скорости потока.

"ч ьч ч="ч HHv-ьч " к.

Тогда уравнение (7) примет вид "чч+йч чч- ч=2 Н к (-То) (8)

10 Подставив в (R) значения М/ч+е и Wv,„ к заменив (T-То) через Ц„/Н, Я получаем

2КдНк1-(ч 1 ч ач ч-ьч)7

Б Hv IUv ьч, v-м

Uv+ +ч Uч- v

Пч 7 где Uv — среднее напряжение питания мостов, Это напряжение выделяется с помощью потенциометра, включенного между точками питания мостов. Действительно. если напряжение питания мостов меняется одинаково и противофазко, то можно установить подвижный контакт потенциометра так, что изменение напряжения на кем по отношению к оощей точке питания мостов не зависит от разности скоростей потоков обтекания. Если мосты одинаковые, то это будет середина потенцнометра, и потенциал на нем равен среднему напряжению питания двух мостов.1Jv+, -П „, — это разность питающих напряжений двух мостов, обусловленная изменением скорости потока на hV.

Окончательно можно записать Ч

4е +v+zy v-4Л

Н

V то есть ко.: ффициент преобразования ско рости в напряжение прямо пропорционален непряжению питания мостов.

Б термоакемометре разность напряжений с движка потенцнометра и общей точки питания мостов поступает на первый и второй входы функционального преобразователя, на широтноимпульсный модулятор 6, который управляет ключом

7 таким образом, что при увеличении разности напряжений на первом н втором входах время открывания ключа 7 уменьшается, что приводит к уменьшению коэффициента передачи выходного напряжения с мостов. И наоборот, при уменьшении напряжекия время открывания ключе увеличивается, что приводит к увеличению коэффициента передачи. При соотвеъч

651255 с

2 !

j !

Составитель В. Куприянов

Редактор E. Филиппова Техред М. Петко Корректор С. Патрушева

Заказ 796/41 Тираж 1089 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ствующем выборе масштаба регулирования можно полностью компенсировать изменение коэффициента преобразования в зависимости от напряжения питания мосте.

Формула изобретения

Термоанемометр, содержащий два терморезистора, включенных в два измерительных моста, к измерительным диагоналям которых подключены входы дифференциальных усилителей, выходы которых соединены с соответствующими точками питания мостов, о т л и ч а ю щ и .

С я тем, .что, с целью уменьшения погрешности термоанемометра при изменении температуры окружающей среды, к точкам питания измерительных мостов подключен потенциометр, подвижный контакт которого подключен к одному входу дополнительно введенного функционального преобразователя, второй вход которого подключен к общей точке питания двух мостов, а третий и четвертый - к другим р точкам питания мостов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 175318, кл. Cj 01 Р 5/10, 1969.

2. Патент США N. 3597676, кл. 73/517, 1972.