SU736003A1 - Термоанемометр посто нной температуры - Google Patents

Description

(54) ТЕРМОАНЕЛАОМНТР ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в гидродинамических исследовани .х, в геологических исследовани х (изучение ветровой эрозии почвы) и т. д.

Известны термоанемометры посто нной температуры, содержа Н1ие измерительный мост с включенным в одно из его плеч термодатчиком и усилитель, вход которого нодк.почен к выходной диагонали моста, а выход к 1итаюн1.ей диагонали моста 1. Дл  уменьн1ени  ногрен1ности измерени  скорости, обусловленной изменением темнератур1 1 потока, в плечо моста, с.межное с датчиком скорости, включают термокомненсанионн1 )1Й датчик.

Однако така  схема термокомпенсании Г ри|-одна jiHHib дл  нров()лочн1)х и пленочных металлических термодатчиков, сопротивление KOT() измен етс  с температурой но ли)1еЙ11ому закону. При использовании но.л у проводниковых терморезисторов, сопротивление которых зависит от температуры по более сложному закону подобна  схема не обеспечивает компенсации i-емпературной noipeiHHOCTH.

2

Наиболее близким по технической cyniности к нредлагаемому  вл етс  термоанемометр , содержап1ий мост с термодатчиком в одном из его плеч, усилитель обратной св зи, нитаюпщй мост и подключенное к мосту термокомпенсационное устройство 2. Анемометр обеспечивает компенсацию температурной погрепжости дл  любого типа термодатчика (как ироволочного, так и iio.iyпроводникового ).

Однако он сложен по конструкции и не

10 обеспечивает высокой точности измерений, так как каждый из вход щих в термокомненса 1иопное устройство узлов (квадратор, дифференцируюн а  цепь, детектор, устройство делени  напр жений, генератор пр моугольных импульсов с транзисторным к.1ю15 чом) обладает заметной 11О1-рен1ностыо, в результате чего обща  по|-ре1нность да11но|-о термоанемометра достаточно велика.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции термоанемометра и понышение

20 точности измерений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что термокомпенсационное ycTpoiicTBO выполнено в виде четырехполюсника с козффипиептом передачи, обратно пропорциональным корню квадратному из величины перегрева термодатчика относительно окружающей среды. Четырехполюсник может быть выполнен в виде делител  напр жени , выходным плечом которого  вл етс  линейный резистор, а входное плечо состоит из двух параллельных ветвей, одной из которых  вл етс  линейный резистор, а другой - соединенные последовательно линейный резистор и терморезистор . На фиг. 1 представлена схема предложенного термоанемометра посто нной температуры; на фиг. 2 - схема четырехполюсника , выполненного в виде делител  напр жени  и содержащего терморезистор и три линейных резистора. Термоанемометр содержит мост, образованный резисторами 1-4 и термодатчиком 5, усилитель 6 обратной св зи, входные клеммы 7 и 8 которого подключены к измерительной диагонали моста, а выходные клеммы 9 и 10 - к диагонали питани , и термокомпенсационный четырехполюсник 11 с входными клеммами 12, 13 и выходными - 14, 15. Четырехполюсник, выполненный в виде делител  напр жени , содержит в своем входном плече терморезистор 16, включенный последовательно с ним резистор 17 и пунктирующий их линейный резистор 18. Резнстор 19  вл етс  выходным плечом делител . Термоанемометр работает следующим образом. Термодатчик 5 разогреваетс  протекающим по нему током до температуры Т. Причем усилитель 6 поддерживает сопротивление термодатчика и, следовательно, его температуру посто нными, компенсиру  изменением питающего мост напр жени  изменение условий теплоотдачи от термодатчика .

Зависимость температуры Тд. термодатчика от протекающего по нему тока 1 определ етс  системой двух уравнений:

уравнением теплового балапса термодатчика

H(.V)(rs-rc) (i)

уравнением, характеризующим температурную зависимость сопротивлени  .датчика

RT fR(Tj),(г

где Я(у) - коэффициент рассе ни  термодатчика , завис щий от скорости потока v; 7с -температура окружающей среды.

В общем случае (например, при использовании в качестве термодатчика полупроводникового терморезистора) зависимость Та f(l} сложна и не может быть определена аналитически. Однако дл  частного случа , когда температура датчика Т, а

следовательно, и его сопротивление Т тподдерживаетс  посто нными, т. е.

7о 0 const;(3)

f -RO const(4)

может бЕз1ть выполнен (см. фиг. 2) в виде делител  напр жени , выходньг.и плечом которого  в;1 етс  линейный резистор 19, а входное плечо состоит из дву.ч параллельных ветвей, одной пз которых  вл етс  линейный резистор 18. а дру1ой --- соединенные последовательно лпнейный резистор 17 и терморезистор 16. Наличие терморезистора 16 обусловливает зависимость коэффициента передачи делител  от те.мпературы 7и потока. Подбором же величин вход щих

в делитель линепных резисторов гчожно реализовать необходимую .тл  термокомпенса- ции зависимость

г.- ее Д Гг

Claims (2)

1. Термоанемометр посто нной температуры , содержащий измерительный мост с включенным в одно из его плеч теомодатчичерез термодатчик, неМОЖНО вычислить ток обходимый дл Ш.Я условий (3) и (4) (5J Этот ток зависит не только от скорости потока У, но и от его температуры 7с, что и обусловливает температурную погрещность измерени  скорости. На четырехполюсник 11 с резистора 3 моста подаетс  напр жениеLJ, пр мо пропорциона;1ьнос току i , протекающему через датчик (так как ток, ответвл ющийс  на вход усилител  6, пренебрежительно мал), и UnCS -Тс tj , в том случае, если коэффициент передачи /( четырехполюсника 1 1 зависит от температуры потока Гс и измен етс  по закону д- А ( А const). то напр жение на выходе четырехно.посниот темде|2атуры потока 7с ка не зависит и-К-1 и определ етс  тол15ко его скоростью /, что и свидетельствует об эффективности компенсации температурной погреп1ности в предложенном устройстве. Входные клеммы 12 и 13 четырехполюсника могут бьггь подключены к любому из fuie4 моста, так как мост работает в режиме автоматического уравновеп1ивапи , и, следовательно , напр жение на любо.м из плеч пр мо пропорципналыю напр жению на датчике скорости (и току, текуще.му через него). Четырехполюсник с коэффициентом передачи /С, завис щим от тем11е)атуры потока и измен ющимс  по закону

ком, усилитель, вход которого подключен к выходной диагонали моста, а выход - к питающей диагонали моста, и подключенное к мосту термокомпенсационное устройство , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции термоанемометра и повыщени  точности измерений, термокомпенсационное устройство выполнено в виде четырехполюсника с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным корню квадратному из величины перегрева термодатчика относительно окружающей среды.

2. Термоанемометр по п. 1, отличающийс  тем, что четырехполюсник выполнен в виде

делител  напр жени , выходным плечом которого  вл етс  линейный резистор, а входное плечо состоит из двух параллельных ветвей, одной из которых  вл етс  линейный резистор, а другой - соединенные последовательно линейный резистор и терморезистор .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.«DISA Information, 1973, № 14, 45- 46.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 505964, кл. G 01 Р 5/12, 1974 (прототип).

П

п

J9

15 -о