Способ термоанемометрических измерений
Способ термоанемометрических измерений относится к измерительной технике. В способе термоанемометрических измерений путем коммутации энергетического состояния терморезистора при его нагреве и остывании до фиксированных температур и регистрации характеристик изменения энергетического состояния терморезистора при фиксированных температурах коммутации энергетического состояния терморезистора регистрируют значение угла наклона кривой изменения энергетического состояния терморезистора после каждого момента коммутации на интервале длительности импульса изменения энергетического состояния терморезистора. Техническим результатом изобретения является снижение инерционности при термоанемометрических измерениях. 2 ил.
Предложенное техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости движения газовой или жидкой среды, ее состава, плотности, а также плотности и состава твердых теплопроводных сред.
Известен способ термоанемометрических измерений путем изменения условий теплообмена терморезистора и регистрации установившегося значения его электрического сопротивления. Недостатком данного способа являются большие температурные погрешности при измерении характеристик движущихся газовых или жидких сред [1]. Известен способ термоанемометрических измерений путем разогрева терморезистора до характеристической температуры за счет тока разогрева, отключения тока разогрева и регистрации времени остывания терморезистора до температуры окружающей среды. Недостатком данного способа является необходимость ожидания времени окончания переходного процесса остывания терморезистора от характеристического значения температуры до температуры окружающей среды, что обуславливает большую инерционность при измерениях [2]. В качестве прототипа выбран способ термоанемометрических измерений путем коммутации энергетического состояния терморезистора при его нагреве и остывании до фиксированных температур и регистрации длительности импульса изменения энергетического состояния терморезистора [3]. Недостатком данного способа являются недостаточные динамические свойства (большая инерционность) при измерениях, обуславливающие большие динамические погрешности при измерении быстроменяющихся газодинамических процессов. Действительно, время измерения значения, например скорости движения среды, в известном способе термоанемометрических измерений не может быть меньше длительности импульса изменения температуры терморезистора, т.к. длительность импульса функционально связана с условиями теплообмена терморезистора, а следовательно, и с характеристиками окружающей терморезистор среды. При регистрации длительности импульса осуществляется однократное измерение значения входного параметра. Целью изобретения является снижение инерционности измерений за счет обеспечения на интервале длительности импульса изменения температуры терморезистора возможности регистрации нескольких значений входных воздействий. Данная цель достигается за счет того, что в способе термоанемометрических измерений путем коммутации энергетического состояния терморезистора при его нагреве и остывании до фиксированных температур и регистрации характеристик изменения энергетического состояния терморезистора при фиксированных температурах коммутации энергетического состояния терморезистора регистрируют значения угла наклона кривых изменения энергетического состояния терморезистора в моменты коммутации на интервале импульса изменения энергетического состояния терморезистора. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, реализующего предложенный способ термоанемометрических измерений, на фиг.2 - диаграмма изменения температуры терморезистора в процессе измерения. Терморезистор 1 соединен с источником питания 2 через ключ 3. Выход терморезистора соединен с входом дифференцирующего звена 4. Работа устройства, реализующего предложенный способ измерения, осуществляется следующим образом. При подключении терморезистора 1 к источнику питания 2 с помощью ключа 3 через терморезистор начинает протекать электрический ток I, который начинает разогревать (изменять температуру Т) терморезистор. При достижении температуры нагрева терморезистора значения T1 ключ 3 по сигналу с терморезистора (см. фиг. 1) отключает источник питания 2, тем самым прерывая электрический ток I через терморезистор. Терморезистор начинает остывать и при достижении его температуры значения Т2 ключ 3 по сигналу с терморезистора снова подключает источник питания 2 к терморезистору, после чего разогрев терморезистора под действием протекающего через него электрического тока до температуры T1 повторяется. Время разогрева t1 терморезистора от температуры Т2 до T1, a следовательно, и крутизна нарастания температуры целиком определяется условиями теплообмена терморезистора с окружающей средой (контролируемыми характеристиками среды). При фиксированных значениях Т2 и T1 время t1 целиком определяется углом




Формула изобретения
Способ термоанемометрических измерений путем коммутации энергетического состояния терморезистора при его нагреве и остывании до фиксированных температур и регистрации характеристик изменения энергетического состояния терморезистора, отличающийся тем, что при фиксированных температурах коммутации энергетического состояния терморезистора регистрируют значение угла наклона кривой изменения энергетического состояния терморезистора в моменты коммутации на интервале длительности импульса изменения энергетического состояния терморезистора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2