CS233234B1 - Zapojenia na meranie lokálnyeh rýchlosti prúdiacich médii - Google Patents

Description

(54) Zapojenia na meranie lokálnyeh rýchlosti prúdiacich médii

Vynález patří do odboru meracej techniky a rieši zapojenie na meranie lokálnyeh rychlostí prúdiacich médií. Jeho podstata je v tom, ze termistor na meranie teploty je cez prvý oddělovací zosilnovač připojený na prvý eumátor,_na ktorý je připojené prvé referenčně napatie, pričom termistor na meranie rýchlosti je připojený oes druhý oddělovací sosilnovač na druhý sumátor, na ktorý je připojený aj prvý sumátor a druhé referenční napatie.

Výstupné napatie z druhého sumátora je úměrné meranej rýchlosti média.

Vynález je znázorněný na priloženom výkrese.

CM

Vynález sa týká zapojenia analogového merania lokálněj rýchlosti prúde/ila média pomocou dvojice lineárnych termistorov, cez ktoré přetéká prúd o rozdielnej intenzitě, s možnosťou použitia v laboratornych alebo priemyselných podmienkach.

Na odevzdaní tepla z elektricky zahrievaného telesa do okolia jě založená jedna z metod merania lokálnych rýchlosti tekutin. Tok tepla z tohto telesa sa určuje změřením odporu a intenzity elektrického prúdu. So zvačSujúcou sa rýchlosťou obtekania telesa, pri danej tekutině a jej teplote sa tok tepla zvačSuje.

Telesom,cez ktoré preteká elektrický prúd a zahrieva ho, zvyčajne bývá odporový drňt, vodivý film na nevodivom nosiči, alebo termistor. Z hradiska merania lokálnych rýchlosti výhodou použitia posledného telesa - termistore oproti predchádzajúeim dvom je predovSetkým vel’ká změna odporu pri zmene jeho teploty, z čoho vyplývá velké citlivost na změnu rýchlosti tekutiny a prakticky úplná odolnost voči chemikáliém a abrázii.

Nedostatkom je malý rozsah teplCt, v ktorom je termistor citlivý na změnu teploty a nelineárnu závislost odporu térmistora od teploty. Posledný z uvedených nedostatkov podstatné zťažuje použitie termistorov na meranie lokálnych rýchlosti médií.

Pri použití žeraveného drčtu alebo filmu ako snímača rýchlosti sa vplyv změny teploty média na změnu ich odporu dá poměrně jednoducho kompenzovat. Zapojením dvoch snímačov do mčstika, pričom jedným snímačom preteká velmi malý podstatné menší prúd ako snímačom druhým. Prvý snímač slúži na meranie teploty, druhý snímač na meranie rýchlosti a teploty súčasne. Príkladom je DISA kompenzátor.

Pri termistorovom snímači rýchlosti je kompenzácia vplyvu teploty zapojením do mčstika možná iba vtedy ak sa nájdu dva termistory s presne rovnakými priebehmi závislosti odporu od teploty při rozdielnych prúdoch, ktoré nimi pretekajú. Vepřek uvádza příklady takýchto zapojení. Pře svoju malú přesnost, vyplývájúcu z rozdielov uvedených závislostí sa termistorové anemometre s elektrickou kompenzáciou vplyvu změny teploty nerozšířili.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie na meranie lokálnych rýchlosti prúdiacioh médií pomocou dvojice lineárnych termistorov podlá vynálezu, ktorého podstata je v tom, že termistor na meranie teploty je připojený cez prvý oddělovací zosilňovač na vstup prvého sumátora, na ktorého vstup je připojená aj svorka prvého referenčného napatia, pričom termistor na meranie rýchlosti je připojený oez druhý oddělovací zosilňovač na vstup druhého sumátora, na ktorého vstup je připojený aj výstup prvého sumátora a aj svorka druhého referenčného napatia, pričom výstup druhého sumátora je spojený so svorkou výstupného napatia.

Zapojenia podlá vynálezu má predovšetkým výhodu v tom, že umožňuje meranie lokálnych rýchlosti tekutin a plynov ovela presnejSie ako je to u doteraz známých spfisoboV, pričom vylučuje časovo náročnú kompenzéciu vplyvu změny teploty média výpočtom zo známých vzťahov. Okrem toho snímače teploty a rýchlosti, to je termistory, v případe poSkodenia možno vyměnit' a zapojenie 1’ahko znovu nestavit.

Na priloženom výkrese je schematicky znázorněné zapojenie na meranie lokálnych rýchlosti prúdenia média pomocou dvojice lineárnych termistorov, cez ktoré preteká prúd o rozdielnej intenzitě. Signál z termistore J. na meranie teploty, ktorým preteká konštantný prúd 1^ sa privádza na vstup prvého oddelovacieho zosilňovača £, ktorý odděluje termistor J, na meranie teploty od áalších stupňov zosilňovaoieho reťazca.

Výstup prvého oddelovacieho zosilňovača £ sa privádza na vstup prvého sumátora £/na ktorý je súčasne připojena svorka 2 prvého referenčného napatia. Prvé referenčně napatie je tak volené/ aby pri stálej referenčnej teplote térmistora J. na meranie teploty bol výstupný signál z prvého sumátora £ nulový.

Signál z termistore £ na meranie rýchlosti, napájeného konštantným prúdom Ig, sa prlvádza na vstup druhého oddelovacleho zosilňovača g, ktorý oddel’uje termistor A ne meranie rýchlosti od dalších stupňov zosilňovačieho reťazca. Výstup druhého oddelovacleho zosilňovaša í sa prlvádza na vstup druhého sumátora g, na ktorý je súšasne připojena svorka g druhého referenšného napatia a prlvádza sa výstupný signál prvého sumétora 2·

Druhé referenčně napátie je volené tak, aby pri stálej, referenčnej teplote termistore A ne meranie rýchlosti, rovnakej ako referenšné teplota termistore 2 na meranie teploty bolo výstupné napátie druhého sumátora g rovné nule.

Na svorku g výstupného napatia sa pripája indikátor výstupného napátia. Hodnotám napátia sa potom priradia hodnoty rýchlosti média.

Zosilnenia prvého sumátora 2 a druhého oddelovacleho zosilňovaSa g sú volené tak, aby pri nehybnom médiu bolo výstupné napatle rovné nule v celom predpokladanom rozsahu zmlen teplfit média.

Popis šinnosti zapojenia je nasledovný. Oba v zapojení použité termistory 2 na meranie teploty a termistor 2 na meranie rýchlosti majú lineárny priebéh závislosti odporu od teploty. Termlstorom 2 na meranie teploty média preteká taký malý prúd, že sa iba zanedbatelné zahrieva.

Termlstorom 2 na meranie rýchlosti preteká prúd o niekolko rádov vášší a sa zahrieva na teplotu o niekolko stupňov až deslatok stupňov váššiu ako je teplota okolitého média.

Změna rýchlosti média vyvolá změnu teploty a odporu tohto termistore 2 ne meranie rýchlosti obdobné ako změna teploty okolia.

V případe, že sa změní len teplota média, změní sa odpor oboch termistorov. Napátie na termistore 2 na meranie teploty sa cez prvý oddělovací zosilňovaš £ prlvedie na prvý sumátor 2» kde ea od něho odčítá prvé referenčně napátie a vý sled ok sa zesilní tak, aby změna napátia s teplotou bola rovnaká ako změna napátia, ktorú vyvolala změna teploty na termistore 2 na meranie rýchlosti, ale opačnéj polarity. V druhom sumátora g ea tieto v absolutné j hodnotě rovnaké změny napatí zrušiβ a výsledný signál na svorke g výstupného napátia sa nezmení.

Y případe, že sa změní len rýchlosť a teplota média zostane stála, změní em signál privádzaný z termistore 2» na meranie rýchlosti, na druhý sumátor g ale nezmení sa signál privádzaný z prvého sumátora 2· Změna napátia vyvolaná změnou len rýchlosti sa zesilní a změní sa signál na svorke g výstupného napátia.

V případe, že sa zmenia rýchlosť i teplota súčasne, změní sa napátie na oboeh termistorech. Zesilněná změna napátia na termistore 2 ne meranie teploty sa v druhom sumátore g odčítá od změny napátia na termistore £ na meranie rýchloati a rozdiel zmien napatí na svorke g výstupného napátia odpovedá len zaene rýchlosti média.

Interval hodndt teplit/ v ktorom toto zapojenie kompenzuje vplyv teploty ae napátie na žeravenom termistore 2 na meranie rýchlosti je súčasne intervalem teplet, v ktorom termistory majú lineárnu závislost odporu od teploty. V súčasnosti sú známe lineárně termistory v rozsahoeh teplít od -55 do >00 °C.

Interval rýchlosti tekutin, v ktorom možno daným zapojením merať, je pre plyny 0,001 m/s až 150 m/s a pre kvapaliny 0,000 1 m/s až 15 m/s.

Claims (1)

1. PRE DME T VY NÁ LE Z U

   Zapojenie ne meranie lokálnyeh rýchlosti prúdiaeieh médií pomooou dvojice lineárnych termistorov, vyznačujúce sa tým, že termistor (1) na meranie teploty je připojený cez prvý oddělovací zosilnovač (2) na vstup prvého sumátora (3), na ktorého vstup je připojená svorka (7) prvého referenčného napatia, pričom termistor (4) na meranie rýchlosti je připojený cez druhý oddělovací zosilnovač (5) na vstup druhého sumátora (6), na ktorého vstup je připojený aj výstup prvého sumátora (3) a aj svorka (8) druhého referenčného napatia, pričom výstup druhého sumátora (6) je spojený so svorkou (9) výstupného napatia.

   1 výkres