Пристрій для вимірювання швидкості та температури потоку

Пристрій для вимірювання швидкості та температури потоку, що містить високостабільний постійний резистор, з'єднаний нижнім виводом через перетворювач швидкості-температури з землею та виходом ключа, вхід керування якого з'єднано з виходом генератора опорної частоти, перший і другий підсилювачі змінного струму, відрізняється тим, що в нього додатково введено джерело змінного струму, джерело постійного струму, ди 30477 ційного підсилювача, другий вхід якого з'єднаний з нижнім виводом високостабільного постійного резистора та входом підсилювача постійного струму, вихід якого з'єднаний з другим входом другого ключа та через другий підсилювач змінного струму - з другим індикатором, вихід диференційного підсилювача з'єднаний з першим входом другого ключа, вхід керування якого з'єднаний з виходом генератора опорної частоти, а вихід - через перший підсилювач змінного струму з'єднаний з першим індикатором. За рахунок використання джерела постійного струму замість джерела напруги зникає похибка, зумовлена зміною значення струму від значень опору терморезистора, яке змінюється з температурою та за рахунок відсутності запам'ятовуючих конденсаторів, що мають ненульові значення струмів витоку, підвищується точність вимірювання швидкості і температури потоку, порівняно з прототипом. На фіг. 1 зображено блок-схему пристрою, де: 1 - генератор змінного струму; 2 - перший ключ; 3 - генератор опорної частоти; 4 - джерело постійного струму; 5 - високостабільний постійний резистор; 6 - перетворювач швидкості-температури; 7 - диференційний підсилювач; 8 – підсилювач постійного струму; 9 - другий ключ; 10, 11 перший, другий підсилювач змінного струму; 12, 13 - перший і другий індикатори. На фіг. 2 зображені епюри напруг у деяких точках блок-схеми. В пристрої для вимірювання швидкості і температури потоку високостабільний постійний резистор 5 з'єднано нижнім виводом черев перетворювач швидкості-температури 6 з землею і виходом ключа 2, вхід керування якого з'єднано з виходом генератора опорної частоти 3, вихід генератора змінного струму 1 з'єднаний з входом першого ключа 2, вихід джерела постійного струму 4 з'єднаний з верхнім виводом високостабільного постійного резистора 5 та першим входом диференційного підсилювача 7, другий вхід якого з'єднано з нижнім виводом високостабільного постійного резистора 5 і входом підсилювача постійного струму 8, вихід якого з'єднано з другим входом другого ключа 9 та через другий підсилювач змінного струму 11 - з другим індикатором 13, вихід диференційного підсилювача 7 з'єднано з першим входом другого ключа 9, вхід керування якого з'єднано з виходом генератора опорної частоти 3, а ви хід - через перший підсилювач змінного струму 10 з'єднано з першим індикатором 12. Пристрій працює наступним чином. На півперіоді І перший ключ розімкнено, а другий вхід другого ключа 9 під'єднано до виходу підсилювача постійного струму 8. Через резистор 5 та перетворювач 6 протікав постійний струм І0. На виході підсилювача постійного струму 8 значення напруги: UI8 = K 8 × I0 × R0 × (1 + a × Q ) , (1) де: a - температурний коефіцієнт опору перетворювача 6; К8 - коефіцієнт передачі ППС 8; Q - вимірюване значення температури (в °С). При цьому на виводах першого 10 і другого 11 підсилювачів змінного струму (ПЗС) значення напруг UІ10 та UІ11 дорівнюватимуть значенню (1). На півперіоді ключ 2 замкнено, а перший вхід ключа 9 під'єднано до виходу диференційного підсилювача 7. Через перетворювач 6 протікає змінний струм І та постійний І0, що спричиняє його нагрів на величину ∆Q, пропорційну швидкості потоку, тобто на виході ППС 8 значення напруги: UII8 = K 8 × I0 × R 0 × (1 + a × ( Q + DQ )) . (2) При цьому на входах першого 10 і другого 11 ПЗС значення напруг, відповідно: UII10 = K 7 × I0 × R 0 , (3) UII11 = K 8 × I0 × R 0 × (1 + a × ( Q + DQ )) , (4) де К7 - коефіцієнт передачі диференційного підсилювача 7. При завданні ідентичних значень К7 і К8: К7=К8=К , на виході ПЗС 10 і 11 отримаємо на півперіоді І: UвихI10 = K × K 10 × I0 × R 0 × (1 + a × Q ) , (5) UвихI11 = K × K 11 × I0 × R 0 × (1 + a × Q ) , на півперіоді II: UвихII10 = K × K 10 × I0 × R 0 , (6) (7) UвихII11 = K × K 11 × I0 × R 0 × (1 + a × (Q + DQ)) . (8) Отже: UвихI10 - UвихII10 = K × K10 × I0 × R0 × a × Q = , (9) = C1 × Q UвихII11 - UвихI11 = K × K11 × I0 × R 0 × a × DQ = , (10) = C2 × Q » C 2 × V тобто покази індикаторів 12 і 13 пропорційні, відповідно температурі та швидкості потоку. Пристрій можна реалізувати на мікросхемах К140УД17 (1, 4), К1401УД1 (7, 8, 10, 11), ключах К590 (2, 9), мікросхемах К561 (3), резисторі МРХ або С2-29 (5). 2 30477 Фіг. 1 Фіг. 2 3 30477 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4