RU1814731C - Способ измерени параметров газовых и жидких сред - Google Patents

Abstract

Использование: измерительна  техника , измерение скорости, давлени состава сред. Сущность изобретени ; через термочувствительный элемент (ТЭ) пропускают электрический ток, содержащий посто нную и синусоидальную составл ющие, определ ют разность фаз между переменными составл ющими сигналов по температуре ТЭ и подводимой к нему электрической мощности, по которой суд т о величине контролируемого параметра. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров газовых и жидких сред (скорости, давлени , состава).

Цель изобретени  - повышение точности измерени  параметров газовых и жидких сред за счет устранени  вли ни  на результаты измерений температурных погрешностей .

Действительно, дл  ТЭ,  вл ющегос  апериодическим звеном первого пор дка, передаточна  функци  имеет вид:

(ш ч- dT(p) - ктэ (™р) d N ( р ) Гр + 1 .

..где Т - температура ТЭ;

N - мощность, подводима  к ТЭ; Ктэ - статический коэффициент передачи;

Н - коэффициент рассе ни ;

m f

т-посто нна  времени; т -гт- ; m - масса ТЭ:

С - удельна  теплоемкость ТЭ.

Фазова  характеристика апериодического звена первого пор дка описываетс  выражением

#(у) -arctgwr,

где ty - фазовый сдвиг между выходным и входным сигналами;

(а- кругова  частота . В насто щем способе используетс  зависимость

rn f

V -arctg w-Cpp-.

При О) mC const фазовый сдвиг гр зависит только от коэффициента рассе ни  Н, зависимого от параметров среды. Значение а) наиболее целесообразно выбирать из услови - ,

,„ - НвНн Шопт- тС

00

Ј VI

CJ

со

где Нв и Нн - соответственно верхнее и нижнее значение Н в измер емом диапазоне .„

На величину (Н) не вли ют изменени  амплитуд колебаний мощности N и температуры Ттэ, поэтому предлагаемый метод измерени  коэффициента рассе ни  среды Н позвол ет полностью исключить темпера-1 турную составл ющую погрешности и тем самым повысить точность измерени  параметров газовых и жидких сред.

На чертеже показан пример конкретного выполнени  устройства дл  реализации способа измерени  параметров газовых и жидких сред в виде измерител  малых Скоростей движени  воздуха.

В качестве-ТЭ 1 использована бескорпусна  диодна  сборка типа КД901, выполненна  на одном кристалле. Один из диодов сборки VD-i через токоограничивающий ре-, зистор R2 подключен к выходу сумматора 3, на первый вход которого подаетс  синусоидальное напр жение с генератора 4 синусоидального напр жени , а на второй - напр жение посто нного тока Uon. Диод сборки VDa через токозадающий резистор RS запитан от источника посто нного тока Un. Анод диода VD2 через разделительный конденсатор Се подключен к входу усилител  7. Первый вход измерител  8 подключен к выходу усилител  7, а второй вход - к выходу генератора 4.

В рабочем состо нии устройства генератор 4 вырабатывает синусоидальное напр жение заданной частоты (3 Гц), которое в сумматоре 3 накладываетс  на посто нную составл ющую Uon. Резистор R 2 ограничивает максимальный ток через диод VDi величиной 20 мА, при этом минимальное значение тока равно 5 мА. Вольтамперна  характеристика диода VDi обеспечивает посто нство падени  напр жени  на нем, поэтому выдел ема  мощность измен етс  по синусоидальному закону без фазового сдвига относительно тока. Резистор R 5 определ ет величину посто нного тока, протека- щего через диод VDa. на уровне 0,1 мА. Колебани  напр жени  на аноде диода VD2.

вызванные изменением температуры кристалла , через конденсатор С 6 подаютс  на усилитель 7. Измеритель 8 измер ет разность фаз между выходными сигналами генератора 4 и усилител  7.

Увеличение скорости движени  воздуха приводит к увеличению коэффициента рассе ни  Н, что уменьшает посто нную времени т , а значит, и фазовый сдвиг между сигналом генератора 4 и выходным сигналом усилител  7. Медленные изменени  температуры воздуха привод т к изменению посто нной составл ющей напр жени  на аноде диода VD2 и поэтому не отражаютс  на показани х измерител  8 разности

фаз.

Использование способа, по сравнению с прототипом, при обеспечении более высокой точности измерений позвол ет примен ть в качестве датчиков элементы с более

низкой линейностью и стабильностью температурных характеристик и снизить требовани  к качеству усилител  малых сигналов, что дает возможность упростить аппаратурную реализацию способа.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  параметров газовых и жидких сред, заключающийс  в пропускании через помещенный в контролируемую среду термочувствительный элемент периодически измен ющегос  электрического тока , формировании сигнала о температуре термочувствительного элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, электрический ток содержит посто нную и синусоидальную составл ющие, при этом о контролируемом параметре суд т по разности фаз между переменными составл ющими сигналов о температуре термочувствительного элемента и подводи

   мой к нему электрической мощности.