Автоматический электротермоанемометр постоянного тока

()!)877442

Союз Сонетскик

Социалмстическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+.

/ —." м (61) Дополнительное к ввт, свнд-ву (22) Заявлено 11,07. 78 (213 2644364/18- 0 с присоединениевт заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30. 10. 81; . Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30. 10. 81 (5I)M. Кл.

G 01 Р 5/12

Государствеииый комитет ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК533,6, .08(088.8! (7I) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕРМОАНЕМОМЕТР

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения средних скоростей, пульсаций скоростей и давлений, -температур и их пульсаций в стацио5 нарных потоках газов при аэрогидродинамических исследованиях.

Известны термоанемометрические устройства для измерения средней скорости газового потока, содержа10 щие преобразователь скорости в напряжение, блок первичной обработки с развязывающим повторителем, два RCфильтра, циклический коммутатор и дно тно-емкостное звено 11) .

Ф

Недостатками этих устройств являются большой объем ручной наст-. ройки аппаратуры и малая точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический э)тектротермоанемометр постоянного тока, содержащий термодатчик, измерительный мост с переключателем фиксированных перегревов, источник питания, компен сирующий усилитель, регулируемый ста-. билизатор тока моста, интегрирующий усилитель следящей системы регулировки тока моста и фильтр низких частот En.

Недостатками известного устройства являются малая точность я большое время измерения.

Цель изобретения — повьпоение точности и сокращение времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в электротермоанемометр введен блок автоматической настройки постоянной времени, входы которого соединены с регулируемым стабилизатором тока моста и измерительным мостом, а выход связан с компенсирующим усит. лителем, снабженным цепью компенсации постояннот1 времени, выполненной в виде двухцепного релейного суммирующего магазина емкостей, соеди877442!

15 ненного с выходом блока автоматической настройки постоянной времени.

На фиг. 1 приведена блок-схема автоматического электромермоанемометра; на фиг. 2 — принципиальная схема компенсирующего усилителя с управлением (от цепи компенсации блока автоматической настройки постоянной времени); на фиг. 3 — принципиальная схема управляемого релейного магазина емкостей.

Автоматический электротермоанемометр содержит источник 1 питания, термодатчик 2, включенный в измерительный мост 3, в котором имеется два регулируемых плеча.: одно для определения электрического сопротивления, другое - для задания десяти фиксированных перегревов относительно средней температуры потока, генератор 4 прямоугольных импульсов, .подключаемый переключателем 5 к регулируемому стабилизатору тока моста 6.

К измерительной диагонали моста

3 подключены вход компенсирующего усилителя 7 с управляемой цепью компенсации постоянной времени и выход ным фильтром 8, а через переключатель 9 вход интегрирующего усилителя 1О, выход которого подключается переключателем 11 к регулирумому стабилизатору тока моста 6, и измерительный гальванометр 12.

К компенсирующему усилителю 7 подключен блок 13 автоматической настройки постоянной времени, один из входов которого подключен к измерительному мосту 3, а второй — к регулируемому стабилизатору тока моста,б. С выходом фильтра 8 связаны осциллограф 14 и среднеквадратичный вольтметр.15. Компенсирующий усилитель состоит иэ четырехкаокадного балансного усилителя 16, охваченного двумя одинаковыми цепями перекрестной обратной связи,. образованной Т-образными RC-цепями (Rq, Rq, С1и Rg, Кб, С ) . К конденсаторам С1 и Cg с помощью контактов реле Р1-Р1 последовательно подключеются конденсаторы Ñ - С 7и С4, - СОЕмагазина емкостей в зависимости от напряжения, поступающего с блока 13 на вход магазина емкостей, содержащего компараторы 17 (А„- А4 ), нагрузкой которым служат реле 18 (Р„- Р„ ).

Один из входов всех компараторов

17 подключен на выход блоха 13, а

4 другой вход каждого подсоединен к делителям опорного напряжения К

Rg и 1ь- RfgАвтоматический электротермоанемометр работает следующим образом.

В исходном состоянии переключа— тели 5,9 и 11, замыкающие цепь обратной связи, не замкнуты.

Поместив термодатчик 2 в заданную точку исследуемого сверхзвукового изотермического стационарного, в среднем по времени потока газа, задают с помощью регулируемого стабили-. затора тока моста б малый ток через термодатчик 2, крторый практически не нагревает нить относительно температуры потока. При этом термодатчик 2 работает как малоинерционный термометр сопротивления. Сбалансировав мост 3 по гальванометру 12, с помощью регулируемого плеча измерительного моста 3, служащего для измерения электрического сопротивления термодатчика 2, определяется средняя температура торможения потока.

Флуктуации температуры торможения измеряются среднеквадратичным вольтметром 15, включенным на выходе фильтра 8, при соответствующей установке компенсации постоянной времени компенсирующего усилителя 7, осуществляемого для заданного типа термодатчика, ручной настройкой блока 13 .,Чля измерения средних скоростей и флуктуаций массового .расхода термодатчик

2 необходимо перегреть относительно средней температуры потока, поэтому после настройки на малом токе, измерительный мост 3 искусственно разбалансируют уже с помощью плеча, служащего для установки фиксированных перегревов термодатчика 2. После этого баланс восстанавливается нагревом термодатчика путем увеличения тока через измерительный мост 3 с помощью регулируемого стабилизатора тока моста 6, и затем замыкается контур отрицательной обратной связи переключателями 9 и 1 1. При этом интегрирующий усилитель 10 и регулируемый стабилизатор тока моста б автоматически поддерживают среднйй по времени баланс напряжения в диагонали измерительного моста 3; не воздействуя на тепловую инерцию термодатчика 2 и не изменяя полосы воспроизведения частот компенсирующего усилителя 7, иэ-за выбора верхней границы частотной характеристики интег877442 рирующего усилителя 10, при замкнутом контуре отрицательной обратной связи, меньше частоты, при которой усиление на нижнем спаде частотной характеристики усилителя 7 по напряжению составляет 0,707.

В дальнейшем при измерении либо скорости потока, либо положения термодатчика 2 в пространстве, либо перегрева, автоматическая схема балан- lo сировки измерительного моста 3, установит необходимое значение тока, а на выходе блока 13 автоматической настройки постоянной времени установится соответствующее значение напря- 15 жения, которое поступит на вход релейного сумматора и подключит необходимую емкость из магазина емкостей в цепи компенсации усилителя 7, следующим образом. Когда входное напряжение 0- превысит опорное напряже81 ние компаратора 17 (А„)-Ug îí сработает и ток пройдет через обмотку реле 18 (Р„), которое своими нормально незамкнутыми контактами 25 подключит конденсаторы.С и С,1.

При дальнейшем повышении входного напряжения последовательно будут срабатывать компараторы 17 (А ), (А ) и т. д. до А>, которые, в свою очередь, посредством реле 18 (Р -Р9) подключают конденсаторы С г С - С уС о. Наконец, когда напряжение превзойдет опорное напряжение компаратора 17 (Р10)- Оап„о, он сработает и замкнутся контакты реле 18 (А 1, подключится сопротивление Р и; этим самым, увеличится в 10 раз каждое из опорных напряжение компараторов 17 (А — А ) и одновременно отключится l реле 18 (Р„- Р9).

Дальнейший рост напряжения Ug вновь будет включать последовательно компараторы А„- А 9 . При максимальном напряжении Us могут быть подключены все конденсаторы С3- С и С -С 8 параллельно друг к другу.

Формула изобретения

Автоматический электротермоанемо-. метр постоянного тока, содержащий термодатчик, измерительный мост с переключателем фиксированных перегревов, источник питания, компенсирующий усилитель, регулируемый стабилизатор тока моста, интегрирующий усилитель следящей системы регулировки тока мос" та и фильтр низких частот, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения, в него введен блок автоматической настройки постоянной времени, входы которого соединены с регулируемым стабилизатором тока моста и измерительным мостом, а выход связан с компенсирующим усилителем, снабженным .цепью компенсации постоянной времени, выполненной в виде двухцепного релейного суммирующего магазина емкостей, .соединенного с выходом блока автоматической настройки постоянной времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 399784, кл. G 01 Р 5/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 526828, кл. 6 : 01 P 5/12, 1976 (прототип).