SU1500859A1 - Устройство дл измерени мгновенных значений пульсирующих температур потоков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и может быть использовано дл  изменени  быстромен ющейс  температуры потока газа или жидкости. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение диапазона измер емых температур. Напр жение на помещенном в исследуемый поток проволочном терморезисторе 1, один вывод которого подключен к общей шине устройства, а второй соединен с источником посто нного тока 3, пропорционально низкочастотной составл ющей изменени  температуры потока. Это напр жение через усилитель 4 подаетс  на первую из вершин диагонали питани  измерительного моста 6. Второй размещенный в потоке проволочный терморезистор 2 включен в плечо моста 6. Одна из вершин измерительной диагонали моста 6 соединена с первым входом дифференциального усилител  12, второй вход которого св зан с выходом сумматора 10. Друга  вершина измерительной диагонали моста 6 св зана с первым входом сумматора 10, второй вход которого подсоединен через переменный резистор 9 к первой вершине диагонали питани  моста 6. Выход усилител  12 подключен к регистратору 14 и второй вершине диагонали питани  моста 6. Ток через проволочный терморезистор 2 обеспечивает небольшой перегрев его относительно температуры потока. За счет обратной св зи через усилитель 12 по цепи питани  моста 6 величина перегрева поддерживаетс  посто нной. При этом сигнал в цепи обратной св зи пропорционален высокочастотной составл ющей изменени  температуры потока за счет малой инерционности такой схемы преобразовани . В сумматоре 10 потенциал с проволочного терморезистора 1 накладываетс  на сигнал разбалланса моста 6. На выходе усилител  12 формируетс  сигнал, пропорциональный сумме высоко- и низкочастотных составл ющих изменени  температуры, отражающий мгновенное значение текущей температуры потока. 2 ил.

Description

3150

нали моста 6 соединена с первым входом дифференциального усилител  12, второй вход которого сд зан с выходом сумматора 10. Друга  вершина измерительной диагонали моста 6 св зана с первым входом сумматора 10, второй вход которого подсоединен через переменный резистор 9 к первой вершине диагонали питани  моста 6. Выход усилител  12 подключен к регистратору 14 и второй вершине диагонали питани  моста 6. Ток через проволочный терморезистор 2 обеспечивает небольшой перегрев его относи- тельно температуры потока. За счет обратной св зи через усилитель 12

по цепи питани  моста 6 величина перегрева поддерживаетс  посто нной. При этом сигнал в цепи обратной св зи пропорционален высокочастотной составл ющей изменени  температуры потока за счет малой инерционности такой схемы преобразовани . В сумматоре 10 потенциал с проволочного терморезистора 1 накладываетс  на сигнал разбалланса моста 6, На выходе усилител  12 формируетс  сигнал, пропорциональный сумме высоко- и низкочастотных составл ющих изменени  температуры, отражающий мгновенное значение текущей температуры потока. 2 ил.

Изобретение относитс  к термометрии и может быть использовано дл  из- мерени  быстромен ющейс  температуры потока газа или жидкости.

Цель изобретени  - повьшгение точности и расширение диапазона измер емых температур.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма его работы.

Устройство содержит проводники 1 и 2, представл ющие собой тонкопро- волочные термосопротивлени . Проводник 1 соединен с источником посто нного тока 3 и с усилителем 4, коэффициент усилени  которого регулируетс  с помощью переменного резистора

5.Проводник 2 включен в одну из ветвей измерительного моста 6. В другой ветви измерительного моста находитс  магазин сопротивлений 7. Выход усилител  4 соединен через переклю- чатель 8 с одной из вершин диагонйли питани  измерительного моста 6 и через регулируемый резистор 9 с одним

из входов сумматора 10. Другой вход сумматора 10 соединен с одной из. вершин измерительной диагонали 11 моста

6.Друга  вершина измерительной диагонали и выход сумматора 10 соединены со входами дифференциального усили- тел  12. Выход дифференциального УСИлител  св зан второй вершиной диагонали питани  13 моста бис регистратором 14. Выход усилител  4 может

быть соединен через переключатель 8

с выходом 15, который используетс  при градуировке устройства.

Устройство работает следующим образом .

Предположим, что температура потока измен етс  по случайному закону (фиг. 2, лини  1)..Проводники 1 и 2, установленные друг от друга на близком рассто нии, помещают в поток. С помощью источника посто нного тока 3 через проводник 1 пропускают посто нный малый ток, не вызывающий перегрева проводника относительно температуры потока. В этом случае изменени  сопротивлени  проводника 1 и выходного сигнала усилител  4 будут пропорциональны медленным (низкочастотным ) изменени м температуры поток ( фиг. 2, лини  2)

Проводник 2 работает в режиме посто нной температуры с небольшим перегревом относительно температуры газа. Дл  этого магазин сопротивлений 7 устанавливает в проводнике 2 требуемый начальный ток перегр ева. Напр жение перегрева второго проводника регулируют относительно потенциала усилител  4, выход которого соединен через сумматор 10 с дифференциальным усилителем 12. Назначение сумматора 10 - поддерживать сигнал рассогласовани  моста в пределах необходимых дл  эффективной компенсации с помощью дифференциального усилител  12 в цепи обратной св зи мостовой схемы 6 высокочастотных ко51500859

лебаний температуры потока при медленном (низкочастотном) изменении температуры потока в широких пределах . Сигнал, пропорциональный низкочастотной составл ющей пульсаций тем- щературы потока, проходит по всей измерительной схеме с первого проводника 1 через переменное сопротивление 9 и сумматор 10 к дифференциальному усилителю I2, в котором сигналы различной частоты суммируютс ,

На выходе дифференциального усилител  12 формируетс  сигнал, пропорциональный сумме низкочастотной и вы- 15 ных д анных составл ют градуировоч- сокочастотной составл ющих пульсаций ную зависимость температуры потока

последовательным переключением пер ключател  8, Фиксируют полученное на регистраторе 14 напр жение, наг пример,.6 Вт. Устанавливают в терм стате другую температуру, например 360 К. С помощью резистора 5 уравни вают напр жение выхода усилител  4 напр жением выхода усилител  12, д бива сь таким образом одинаковой чувствительности проводников 1 и 2 температуре. Фиксируют полученное регистраторе 14 напр жени , например , 3 В. С использованием получен

10

температуры потока, который регистрируетс  с помощью регистратора 14,

Таким образом, регистратор 14 измер ет сигнал, пропорциональньй изме- нению мгновенной температуры потока и полученньш суммированием низкочастотной и высокочастотной составл ющих

Резисторы 5 и 8 необходимы дл  согласовани  работы проводников 1 и 2 и используютс  при градуировке устройства по температуре.

Градуировку и настройку устройства обычно производ т перед началом измерений . Пусть, например, предварительно известно что температура измер емого потока измен етс  приблизительно в диапазоне 300-360 К, При

градуировке и настройке производ т следующие операции. Помещают проводники 1 и 2 (фиг, 1) в термостат, и устанавливают в нем известную температуру . Устанавливают переключатель 8 в нижнее положение. Источником тока 3 устанавливают малый ток в проводнике 1 (например, дл  проводника из вольфрамовой проволоки диаметром 5 мкм устанавливают ток 1 мА). С по- МОЩЬЮ-магазина сопротивлений 7 устач

40 волочного терморезистора подключен к общей щине устройства, а второй вьгоод св зан с источником посто нного тока и с входом усилител , выход которого подключен к второй верщине

,. . .. 45 диагонали питани  измерительного моспечиваклций требуемый перегрев относительно температуры термостата (на пример, устанавливают ток 5 мА). Ре

зистором 9 уравнивают напр жение Ьых ода усилител  12 с напр жением

.выхода усилител  4, что контролируетс  по регистратору 14 и выходу 15

50

та, св занной через переменный резистор с одним из входов сумматора, второй вход которого подключен к второй вершине измерительной диагонали измерительного моста, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилител .

5 ных д анных составл ют градуировоч- ную зависимость температуры потока

последовательным переключением переключател  8, Фиксируют полученное на регистраторе 14 напр жение, на г пример,.6 Вт. Устанавливают в термостате другую температуру, например 360 К. С помощью резистора 5 уравнивают напр жение выхода усилител  4 с напр жением выхода усилител  12, добива сь таким образом одинаковой чувствительности проводников 1 и 2 по температуре. Фиксируют полученное на регистраторе 14 напр жени , например , 3 В. С использованием получен0

Т от напр жени  V на регистраторе 14:T 420-20V. После этого устройство готово к работе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  мгновенных значений пульсирующих температур

   потоков, содержащее два проволочных терморезистора, один из которых включен в плечо измерительного моста, дшЪференциальньй усилитель, один из входов которого подключен к одной из

   вершин измерительной диагонали, а выход св зан с одной из вершин диагонали питани  измерительного моста и с регистратором, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности и расширени  диапазона измер емых температур, в него введены источник посто нного тока, усилитель , переменный резистор и сумматор, причем, один из выводов второго про-.

   волочного терморезистора подключен к общей щине устройства, а второй вьгоод св зан с источником посто нного тока и с входом усилител , выход которого подключен к второй верщине

   иагонали питани  измерительного мос

   та, св занной через переменный резистор с одним из входов сумматора, второй вход которого подключен к второй вершине измерительной диагонали измерительного моста, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилител .

   Te nff/jomypo

   1

   фиг, 2

   2

   Врем