Термоанелюметр широкополосный

o n v< с А-тги а

3!60)6

Союз Советтбких

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.Ъ 11.1969 (№ 1352699/18-10) МПК G 01р 5/12

Комитет оо делам ивобретеиий и открытий ари Совете Министров

СССР

Опубликовано 01.Х.!971. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 15.XI.1971

УДК 532.576 (088.8) Авторы изобретения

Н. С. Йомилуйко и М. С. Херсонский центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт

Заявитель

ТЕРМОАНЕМОМЕТР ШИРОКОПОЛОСНЫИ с присоединением заявки №

Приоритет

Изобретение относится к области электрических приборов для измерения скорости потоков газов и жидкостей и может быть использовано при измерении скоростей и структуры турбулентных потоков при исследовании турбин, ДВС, аэродинамики летательных аппаратов, автомобилей и т. п.

Известны термоанемометры широкополосные с датчиками в виде металлических нитей или пленок, содержащие измерительный мост, в одно из плеч которого включен регулируемый дроссель, а входная диагональ, подключена на выход суммирующего усилителя, и образующий контур автоматической стабилизации температуры датчика усилитель обратной связи с параллельно друг другу включенными низкочастотным и высокочастотным каналами с усилителями в каждом из них и фильтром низкой частоты в низкочастотном канале, включенном на его входе, причем вход усилителя обратной связи подключен к выходной диагонали измерительного моста, а его выход — ко входу суммирующего усилителя. недостаткам известных устройств относятся сложность обеспечения устойчивости системы автоматического регулирования, особенно в приборах на транзисторах, что приводит либо к снижению предельного коэффициента усиления, либо к необходимости применения специальных стабилизирующих уст- ЗО ройств, и большой уровень шумов,при высоком коэффициенте усиления.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено генератором спнусоидального напряжения, включенным в контур автоматической,стибилизации температуры, при этом в низкочасготном канале на вход усилителя переменного тока подсоединен выход дополнительного фильтра низких частот, ко входу которого подключен выход двухполупериодного модулятора, на выходе усилителя переменного тока включен синхронный демодулятор, а выход каждого канала связан с регулятором коэффициента усиления.

Это,чозволяет улучшить устойчивость работы, снизить уровень шумов, повысить точность измерений.

Электрическая схема описываемого термоанемометра представлена на чертеже. 1 ермоанемометр состоит из четырехплечего измерительного моста 1, усилителя 2 обратной связи и генератора 8 синусоидального напряжения меняющейся частоты. Плечо моста

1 составляет датчик 4 вместе с соединительной линией. Резисторы б и б,постоянные, последовательно с резистором б включен регулируемый дроссель 7. В противоположноедатчику плечо моста включен магазин проводимостей 8. Усилитель обратной связи 2, состоягций из параллельно включенных низкочастот

3!6016

d ного 9 и высокочастотного 10 каналов и суммирующего усилителя 11,,подключен на выхо моста 1. Мост 1, в свою очередь, является нагрузкой суммирующего усилителя 11.

Низкочастотный канал 9 выполнен по схеме модулятор — усилитель переменного тока-— демодулятор. Модулятор 12 Вк.почает два компенсированных транзисторных ключа на транзисторах 18, 14 и 15, 16. Фильтры 17, 18 низких частот и трансформатор 19. Кс входу 10

cp ìú1Hp) ющеГÎ усилитеrlsl 11 при HBcTpor!Ке подключается гснератор 8.

Прибор работает в режиме стабилизации

7емпературы датчика 4. Это достигается тем, чг0 мост! и усилитель 2 образуют контур ав- 15 томатического регулирования с отрицатель1-;ОЙ ÎÎPBTHUH c}5HBb)U. rloÎUe HBile.li-. нп! Те ипературы датчика 4 (следовательно, и его сопротивления) приводит к,появлению напряжения небаланса моста 1, которое подается 20

113 Вход у сплите:1я 2. Это HprIB03HT ir и,3)ilellcнию выходного напряжения усилителя 2, служаlцеГО напряжением Ilитания iiocTB 1. Ф 333 усилителя 2 обратной связи такова, что напряжение питания аоста 1 увеличивается r)pH Вь уменьшенли температуры дат плка 4 и уз!сньшается при ее увеличении. 1аки;! ооразом, система стремится поддержать постоянной температуру датчика 4. 1емпература датчика 4 тем О 7!Iже к,псстОЯпной, чеil Оольше КОэффициепт усиления усилителя 2 обратной связи. Вел)гчипа расочеи температ,р=l ат li:— ка устанавливается набором х;агазипа проводпх!Остей 8, На входе усилителя обратной связи сигнал

llPO3. 72ÍC3 МОСТ2 ДЕЛИТСЯ П2 ДВЕ COCTBBË5110 щHp. — низкочастотную и высокочастотнуl0, усиливаемые соответственно усилителями (20 и ID).

Прохождение высокочастотной составляю- 1О щей в низкочастотный канал предотвращается фильтром 17 нижних частот.

В зависимости от условий измерения производится регулировка коэффициентов усиления низкочастотного 9 и высокочастотного 1!) каналов усилителя 2 осратной связи. Коэффициент уcHлен;!я низксчастстнсг0 канал 9 уcтанавливается минима IbHQ возможным, с точки зрения статизма.

Это позволяет полу шть минимальные низкочастотные шумы, уменьшить напряжен:1е поъ!ех частоты хlоду ляции и пОВыспть запас устойчивости системы. Коэффициент усиления высокочастотного капала устанавливается с псмощьlо pel у IHTop2 усиления т2К1! )1, !Toбы получить требуемую граничную частоту прибора.

Низкочастотный канал 9 усилителя сбратнсй связи вследствие при»енения в нем сипхрснного демодулятора 21 имеет фазочувствительную характеристику. Это дает возможнссть измерить сопротивление датч.гка 1 (следсВательно, и темпе")2туру потока) путем уравновешивания моста 1 с помощью магазина проводимостей 8 при раооте прибора В 65 нозвтоматическом режиме, когда мост 1 питBercsl пе от сумм.1руюп1его усилите.7я 11, а от 07дельного источника.

При изменении скорости потока меняется .;о!Пность, рас-e:132eìeÿ датчиком 4. Так как сопротивлеп !e датчика 4 поддерживается постоянных!, TO мснястся HBIIpHãêeíHe IIHTBHHH моста 1, которое является функцией скорости итока и служит ее мерой.

Н37 )1ие HH7,PH lillHOCTH H COe3HHHTP 7bHOH .!инин приводит к спаду частотной характеристики прибоса 1;р . срав:пп.ельно низки.; !ВсТотах. Д.7я выравнивания частотной хгргк7еристики в смежное с датчиком 4 плечо моста 1

,ã.ëþ÷e11 рсn л!лр ) емыи gpocceль 7, псзВОля10щпй скомпенспровать влияние индуктивности соединительной линии. Включение регулируемого дросселя 7 последовательно с постоянны» резистором б позволяет учесть;!р:,l гр д лрсвке моста 1 Велл Пину активного cÎIIpoт !Вления дросселя 7 и обеспечить компенсаци!о для датчиков различного со!1ротивления при различ:!ых раоочих температурах датчи ка 4.

Для настройки величины регулируемого .1p0cceля 7 на мост через суммирующий усилитель 11 подается напряжение с генератора снпу соидальпогo напряжения меня!Ощейся

:! астоть",.

Введение 3 систез1 синмсоидалы!ого напряжения зlеня!О"1eIrcH! -i2cToTbi 0r Генератора 3 позволяет опрсдел !ть частотную полосу прибора.

У величепие устойчивости снижс1гие уровп)I шумов В требуемом частотном диапазоне достигается включением двухполупсрподногÎ

3!одулягора 12 и синхронного д=моду;IHTOpB

- 1 В низко !1!с Отпь 1! канал 9 и ВВедениехi Отде iblibix регуляторов 22 и 28 коэффициентов усиления il н:!зкочастотный и высокочастстllblH KB!12;IbI усилителя обратной связи, I703,к.!10 IPIIHeii в 1 Онтур 3.В Оматическси cTBUH 7H3BIiHli 7.eмпср3турь! дBTчика 4 I pHepBTopB 8 сН усоидального напряжения меняющейся 1астоты при настройке прибора. Вкл!Очениг в пизкочастотпыи канал усилителя обратной связи двухполупериодпого модулятора и синхронного демодулятора, позволяет уменьшить разовые искажения и, следовательно, повысить Ироде lLHQH коэф!рициепт усилешгя системы авто»aгнческо!о регулирования, а разIe,1ы12Я pCI 111рОВ! 2 КсэффИциеНТОВ уcli,7eHHß пизкочасlот:!ОГО и Высоко-IBcrÎTiloi 0 каналоВ

;!Озво7HeT получ ITI оптимальные характсристп1си по iacrOTHOiiy диапазону и уровгпо шумов.

Использование генератора синусоидального па!7ряжения . Iеняlощеися частоты для насl рoйки прибора п03BOляет точно подобрать вел!Гчипу индуктивности регулируемого дроссе;IH и определить граничную частоту прибора.

l аким образом, становится возможным по 7прибора при подключении датчиков разнî-о сопротиb 7013п). Ii pазны . cOC3HHительных линий.

316016

Предмет изобретения

$l

9l

1 !

Составитель C. В. Иепомнястая

Редактор С, И. Хейфиц Текрсд А, А. Камыц!янкова Корректор Е. И. Усова

Заказ 3092, 17 Изд. ¹ 1277 Тпракк 173 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобрете!!пй и сткрыгпй при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раугиская паб., д. 4, 5

Типография, пр. Сап!Тнова, 2

Термоанемометр шарикополосный с датчиками в виде металлических нитей или пленок, содержащий измерите IbHbIH плеч которого включен регулируемый дроссель, а входная диагональ подключена на выход суммирующего усилителя, и образующий контур автоматической стабилизации температуры датчика усилитель обратной связи с параллельно друг другу включенными низкочастотным и высокочастотным каналами с усилителями в каждом из них и фильтром низкой частоты в низкочастотном канале, включенном на его входе, причем вход усилителя обратной связи подключен к выходной диагонали измер19тельного моста, а его выход — ко входу суммирующего усилителя, отлича1оишйся тем, что, с целью улучшения устойчивости работы, снижения Уровня шумов. пазь.шения точности, он снабжен генератором син,.соидального напряжения, Вкл!оченным в контур авто.1атической стабилизации температуры, при этом в низкочастотном канале на вход усилителя переменного тока подсоединен выход допол::1ительного фильтра низких частот, ко входу которого подключен выход двухполупериодного модулятора, на выходе усилителя переменного тока включен синхронный демодулятор, а выход каждого канала связан с регулятором коэффицие усиления,