PL65120B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.111.1969 (P 132 355) 20.VH.1972 65120 KI. 42 o, 15 MKP GOlp 5/12 CZYTELNIA) Twórca wynalazku: Zbigniew Smólski Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób kompensacji bledów spowodowanych zmiennoscia parametrów a zwlaszcza temperatury badanego osrodka i rozrzutem charakterystyk czujników w pomiarach termoanemometrycznych Przedmiotem wynalazku jest sposób kompensacji ble¬ dów spowodowanych zmiennoscia parametrów, a zwla¬ szcza temperatury, badanego osrodka i rozrzutem cha¬ rakterystyk czujników w pomiarach termoanemometrycz- nych.W pomiarach predkosci przeplywu badanego plynu wykonywanych przy pomocy termoanemometrów opo¬ rowych, dokladnosc uzyskanego wyniku pomiaru zalezy w duzym stopniu od niezmiennosci fizycznych parame¬ trów badanego osrodka w stosunku do warunków w ja¬ kich odbywalo sie wzorcowanie przyrzadu. Najwiekszy wplyw na wielkosc bledów pomiarowych ma róznica temperatur osrodka w warunkach dokonywanego pomia¬ ru i w warunkach wzorcowania przyrzadu.Inne parametry jak cisnienie i wilgotnosc (gazu), jesli nie ulegaja duzym zmianom, maja wplyw niewielki w stosunku do wplywu temperatury. Poza zmiennoscia pa¬ rametrów osrodka, zródlem bledów jest takze zmiennosc parametrów czujnika, na przyklad opornosc zimnego czujnika i jego punkt pracy wyrazony wartoscia nagrza¬ nia.Wiekszosc termoanemometrów oporowych nie posiada urzadzen umozliwiajacych kompensacje temperatury.Znane rozwiazanie tego zagadnienia uzyskano przez spe¬ cjalna konstrukcje przyrzadu i czujnika w którym prócz czynnego drutu pomiarowego umieszczone jest uzwoje¬ nie kompensacyjne podlegajace takiemu samemu tempe¬ raturowemu oddzialywaniu osrodka jak drut czynny. Po¬ niewaz czujnik umieszcza sie przewaznie w obwodzie ukladu mostkowego, uzwojenie kompensacyjne, zaleznie 10 15 20 25 od znaku wspólczynnika temperaturowego opornosci, wlaczane jest w sasiednia, lub przeciwlegla galaz ukladu mostkowego.Rozwiazanie takie wymaga specjalnej konstrukcji czuj¬ nika i przyrzadu pomiarowego, oraz polaczenia czujni¬ ka z przyrzadem pomiarowym kablem wielozylowym.Stala czasowa takiego czujnika jest wielokrotnie wieksza niz czujnika bez kompensacji, co kwalifikuje cale urza¬ dzenie do pomiarów jedynie statycznych. Zwiekszenie ga¬ barytów czujnika spowodowane umieszczeniem uzwoje¬ nia kompensacyjnego utrudnia dokonywanie punktowych pomiarów. Wreszcie koszt wykonania i regeneracji w przypadku uszkodzenia czujnika z uzwojeniem kompen¬ sacyjnym jest powaznie zwiekszony w stosunku do czuj¬ ników prostych zaopatrzonych tylko w drut czynny. Nie¬ watpliwa zaleta opisywanego wyzej rozwiazania tech¬ nicznego jest automatyzm kompensacji.W termoanemometrach o stalej temperaturze czujnika mozliwa jest czesciowa kompensacja wplywu zmiennosci temperatury badanego osrodka przez reczna zmiane na- stawów przyrzadów polegajaca na zmianie nagrzania Q czujnika, wyrazajacego sie wzorem: Q = Rg — Rz gdzie Rg jest oporem goracego czujnika, a Rz — zim¬ nego.Celem wynalazku, jest opracowanie takiego rozwiaza- 30 nia technicznego,. w którym kompensacje wplywu tem- 651203 peratury badanego osrodka i innych jego parametrów mozna by przeprowadzic bez zmiany konstrukcji czuj¬ ników termoanemometrycznych i przy niewielkich zmia¬ nach w konstrukcji przyrzadów. Dalszym celem wynalaz¬ ku jest zapewnienie kompensacji wplywu rozrzutu nomi¬ nalnych opornosci czujników.Istota wynalazku polega na przeksztalceniu charakte¬ rystyki sondy pomiarowej przez wlaczenie w obwód son¬ dy ze zwyklym czujnikiem dodatkowego regulowanego oporu szeregowego, którego wartosc recznie nastawiana przed pomiarem, lacznie z tak zwanym zerowaniem ustalajacym punkt pracy czujnika, spowoduje kompen¬ sacje omówionych wyzej bledów. W ten sposób na wej¬ sciu ukladu pomiarowego prócz nieliniowego oporu mierniczego czujnika zmieniajacego swa wartosc zalez¬ nie „od intensywnosci wymiany ciepla z chlodzacym go osrodkiem, znajdzie sie szeregowo polaczony z czujni¬ kiem opór liniowy, praktycznie staly, skladajacy sie z opornosci kabla laczacego czujnik z ukladem pomiaro¬ wym i z dodatkowego regulowanego opornika kompen¬ sacyjnego.Zmiana wartosci opornosci kompensacyjnej, recznie nastawiana przed pomiarem, bedzie wplywala na nagrza¬ nie czujnika i na wartosc calkowitej opornosci sondy przez co spowoduje przemieszczenie jej charakterystyki na wykresie opornosci w funkcji predkosci przeplywu, analogiczne jak przemieszczenie od zmiany temperatury lub innego parametru badanego osrodka.Sposób kompensacji bledów w pomiarach termoane¬ mometrycznych wedlug wynalazku nadaje sie szczegól¬ nie do przyrzadów pracujacych na zasadzie stalego pra¬ du, moze on byc równiez zastosowany w termoanemo- metrach pracujacych na zasadzie stalej temperatury czujnika, oraz innych niz mostkowy ukladach pomiaro¬ wych przyrzadów.Przedmiot wynalazku wyjasniony jest blizej na pod¬ stawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia charakte¬ rystyki czujnika zdjete w urzadzeniu wzorcujacym w po¬ wietrzu, fig. 2 — charakterystyki tego samego czujnika zdjete w urzadzeniu wzorcujacym przy niezmiennej tem¬ peraturze osrodka wynoszace} 20°C, fig. 3 — charakte¬ rystyki dwóch róznych czujników zdjete w tej samej temperaturze osrodka 20°C.Na fig. I krzywa 1 jest charakterystyka zdjeta w tem¬ peraturze osrodka wynoszacej 20°C, krzywa 2 — w temperaturze 10aC, krzywa 3 — w temperaturze 30aC.Charakterystyki w temperaturach posrednich od 10ftC do 30°C mieszcza sie zatem miedzy krzywymi 2 i 3. Krzy¬ we na fig. 2 dotycza tego samego czujnika przy róznych krancowych nastawach oporu kompensacyjnego: krzy¬ wa 4 — przy minimalnym, krzywa 5 — przy maksymal¬ nym. Krzywa 1 zdjeta jest tak samo jak na fig. 1 przy srodkowym ustawieniu wartosci oporu kompensacyj¬ nego.Na fig. 3 krzywa 1 jest charakterystyka tego samego czujnika co na poprzednich fig., zas krzywa 6 — czuj¬ nika rózniacego sie od poprzedniego wartoscia oporno¬ sci na zimno o 0,02 oma przy tej samej jak na poprzed¬ nich wykresach opornosci na goraco calej sondy — wy¬ noszacej 5 omów.Z przedstawionych charakterystyk wynika, ze oporem kompensacyjnym mozna kazda z krzywych wykreslonych na fig. 1 i 3 przemiescic i sprowadzic do jednej pod¬ stawowej charakterystyki 1 na fig. 1 odpowiadajacej wy- braneniH czujnikowi i temperaturze wzorcowania na 4 przyklad 20°C. Podobnie jak w przypadku temperaturo¬ wych zmian, kompensuje sie bledy spowodowane zmiana cisnienia i wilgotnosci badanego gazu, lub rozrzutem opornosci nominalnych zblizonych do siebie parametra- 5 mi czujników.Kolejnosc czynnosci zwiazanych z kompensacja ble¬ dów jest nizej wymieniona.W srodkowym polozeniu zakresu zmiennosci oporu kompensacyjnego sporzadza sie w urzadzeniu wzorciija- 10 cym w temperaturze 20°Q przy ustalonych pozostalych parametrach osrodka, na przyklad cisnieniu 760 mm Hg i wilgotnosci 50%, charakterystyke wg krzywej 1 (fig. 2) parametru elektrycznego czujnika w funkcji predkosci przeplywu badanego osrodka. Nastepnie zmienia sie^ 15 temperature osrodka na przyklad co 2°C w góre i w dól od temperatury nominalnej 20°C i sporzadza sie no¬ we charakterystyki czujnika zawarte na przyklad miedzy krzywymi 2 i 3 na fig. 1. Z wykresu na fig. 2 wyznacza, sie potrzebna wartosc zmiany oporu kompensacyjnego 20 konieczna do sprowadzenia nowych charakterystyk czuj¬ nika w polozenie poprzednio otrzymanej krzywej 1 (fig. l)przy temperaturze 20°C.Uzyskane wartosci oporu nanosi sie na skale zwiazana z organem regulacyjnym oporu kompensacyjnego, ska- 25 lujac ja w stopniach Celsjusza odchylki od nominalnej temperatury 20°C. Podobnie postepuje sie zmieniajac kolejno w urzadzeniu wzorcujacym pozostale parame¬ try osrodka: cisnienie i wilgotnosc. Przy dokonywaniu parametrów innym czujnikiem niz uzyty przy zdejmo- 30 waniu charakterystyki nominalnej 1 (fig. 1), nalezy zmie¬ nic srodkowe wyjsciowe polozenie oporu kompensacyj¬ nego o wartosc wyznaczona w procesie wzorcowania obu czujników taka, aby po kompensacji charakterystyka czujnika wg krzywej 6 (fig. 3) pokryla sie krzywa 1 35 (fig-D- Wartosc nastawcza szeregowego oporu kompensacyj¬ nego w warunkach pomiaru innych niz przy wzorcowa¬ niu, uzyskuje sie przez algebraiczna sume wartosci opo¬ rów wyznaczonych przy wzorcowaniu dla kolejnych 40 zmian temperatury, cisnienia, wilgotnosci gazu, oraz zmian parametrów czujników. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób kompensacji bledów spowodowanych 45 zmiennoscia parametrów a zwlaszcza temperatury bada¬ nego osrodka i rozrzutem charakterystyk czujników w pomiarach termoanemometrycznych, Enamienny tym, ze dokonuje sie przeksztalcenia charakterystyki sondy po¬ miarowej, zdjetej w warunkach pomiaru róznych od wa- 50 ranków wzorcowania, do charakterystyki w warunkach wzorcowania przez szeregowe dolaczenie do opornika mierniczego czujnika regulowanego opornika kompensa¬ cyjnego, przy czym sumaryczna wartosc opornosci tych oporników i opornosci kabli doprowadzajacych stanowi 55 opornosc sondy wlaczonej na wejscie ukladu pomiaro¬ wego przyrzadu.

2. Sposób kompensacji bledów wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze wartosc zmiany opornosci opornika kompensacyjnego konieczna do skompensowania bledów 60 wynikajacych z róznic temperatur, cisnien i wilgotnosci osrodków gazowych miedzy warunkami wzorcowania czujników i warunkami pomiaru, oraz róznic parame¬ trów czujników ezytycfe przy wzorcowaniu i dokonywa¬ nym pomiarze, wyznacza sie eksperymentalnie w urza- 65 dzeniu wzorcujacym, oddzielnie dla kazdego parametru. lKI. 42 o, 15 65120 MKP G 01 p 5/12 W~R[S$ W~RfQf W~R[QJ PL PL