1 Изобретение относитс к измерительной технике к может быть исполь вано дл измерений скорости и темпе ратуры газовых и жидкостных потоков Целью изобретени вл етс повышёние быстродействи термоанемометр На чертеже представлена схема те моанемометра. . Термоанемометр содержит чувствительньй элемент 1, изолирующую подложку 2, нагреватель 3, дополнитель ную Изолирующую пленку 4 и подложку 5 . При этом в теле подложки 5, изго товленной из изoл циoннo oматериала , располагаетс термоэлектрически охлаждающий элемент 6 таким образом что охлаждающий спай находитс на поверхности подложки. Поверх охлаждающего спа термоэлектрического элемента нанесена дополнительна изолирующа пленка 4 в виде сло ди электрика, на котором, располагаютс чувствительный элемент 1 и нагреватель 3 (пленки), разделенные слоем аналогичного диэлектрика 2 и выполненные из металла с высоким температурным коэффициентом сопротивлени . Выводы термоэлектрического охлаждающего элемента подключены к выходу стабилизатора тока, выполнен ного на операционных усилител х А2, А5, транзисторе Т2, диоде Д2 и резисторах R2, R9, R10, R15, R16, R20. Выводы пленки чувствительного элемента 1 подключены к выходу стабилизатора тока, выполненного на операционных усилител х А1, А4, тра зисторе Т1 и резисторах Rl, R7, R8, R13, R14, R19.Выводы металлической пленки 3, выполн ющей функции нагре вател , подключены к выходу схемы управлени температурой, выполненной на операционных усилител х A3, А6, транзисторе .ТЗ и резисторах R3-R6, R11, R12, R17, R18. Операционньй .усилитель AJ включен по обычной дифференциальной схеме, причем один из его входов подключен к плен ке чувствительного элемента 1, а второй - к пленке нагревател 3. Выходной сигнал усилител служит в качестве опорного напр жени , задак дего величину выходного тока ста билизатора, выполненного на операционном усилителе А6, транзисторе ТЗ и резисторах R11, R12, R17, R18 R21. Выходным током этого стабили48 затора и питаетс пленка нагревател 3 . Термоанемометр работает следующим образом. В исходном состо нии через термоэлектрический элемент 6 протекает неизменный по величине ток от стабилизатора , вызывающий охлаждение выход щего на поверхность подложки спа элемента. За счет этого от пленки нагревател 3 отбираетс посто нное количество тепла, которое компенсируетс за счет джоулева тепла, выдел емого в пленке нагревател электрическим током, подводимым от схемы управлени температурой. При равенстве количества тепла, поглощаемого от пленки 3 термоэлектрическим элементом 6 и выдел емого проход щим по пленке 3 электрическим током, температура пленки нагревател равна температуре окружающей среды и пленка нагревател не оказывает вли ни на пленку чувствительного элемента 1, с помощью которой ведетс измерение , например, температуры потока. Через пленку чувствительного элемента пропускаетс электрический ток от стабилизатора. Величина тока выбрана такой, чтобы не вызывать нагрева пленки чувствительного элемента 1, зависит от ее сопротивлени и несет информацию о ее температуре . Это напр жение прикладьшаетс к одному из входов операционного усилител A3, к второму входу которого прикладываетс напр жение с выхода управл емого стабилизатора тока (А6, ТЗ, R11, R12, R17, R18, R21), которое несет информацию о сопротивлении пленки нагревател 3. При неизменной температуре потока сопротивлени пленок 1 и 3 неизменны и на выходе операционного усилител A3 устанавливаетс напр жение, задающее ток управл емого стабилизатора (А6, ТЗ...) на уровне, необходимом дл выполнени баланса тепла в пленке нагревател 3. При изменении температуры потока, например повьшении, увеличиваетс сопротивление пленки 1, это приводит к увеличению напр жени на ней, а следовательно , и увеличению напр жени на выходе усилител A3. Это приводит к увеличению тока, протекающего через нагреватель 3 и, как следствие , Кповышению его температуры, которое продолжаетс до тех пор.1 The invention relates to a measurement technique that can be used to measure the speed and temperature of gas and liquid streams. The aim of the invention is to increase the speed of a hot-wire anemometer. The drawing shows a diagram of a tem-anemometer. . The thermoanemometer contains a sensitive element 1, an insulating substrate 2, a heater 3, an additional Insulating film 4 and a substrate 5. In this case, a thermoelectrically cooling element 6 is arranged in the body of the substrate 5, which is made of the material of the material, so that the cooling junction is located on the surface of the substrate. On top of the cooling spa of the thermoelectric element, an additional insulating film 4 is applied in the form of an electrician layer on which the sensitive element 1 and the heater 3 (films) are separated by a layer of similar dielectric 2 and made of metal with a high temperature coefficient of resistance. The leads of the thermoelectric cooling element are connected to the output of a current stabilizer made on operational amplifiers A2, A5, transistor T2, diode D2 and resistors R2, R9, R10, R15, R16, R20. The terminals of the film of the sensing element 1 are connected to the output of a current stabilizer made on the operational amplifiers A1, A4, the transistor T1 and the resistors Rl, R7, R8, R13, R14, R19. the output of the temperature control circuit implemented on the operational amplifiers A3, A6, the transistor. T3 and the resistors R3-R6, R11, R12, R17, R18. Operational amplifier AJ is connected in the usual differential circuit, with one of its inputs connected to the film of sensing element 1, and the second to the film of heater 3. The output signal of the amplifier serves as a reference voltage, the value of the output current of the stabilizer made on the operational amplifier A6, transistor TZ and resistors R11, R12, R17, R18 R21. The output current of this jamming stabilizer 48 and feeds the heater film 3. Thermoanemometer works as follows. In the initial state, a constant current from the stabilizer flows through the thermoelectric element 6, causing cooling of the spa element coming to the surface of the substrate. Due to this, a constant amount of heat is removed from the heater film 3, which is compensated by the Joule heat generated in the heater film by the electric current supplied from the temperature control circuit. If the amount of heat absorbed from the film 3 by thermoelectric element 6 and emitted by the electric current passing through film 3 is equal, the temperature of the heater film is equal to the ambient temperature and the heater film does not affect the film of sensing element 1, which is used to measure, for example , flow temperatures. An electric current is passed through the film of the sensing element from the stabilizer. The magnitude of the current is chosen so as not to cause the film of the sensing element 1 to heat up, depends on its resistance and carries information about its temperature. This voltage is applied to one of the inputs of the operational amplifier A3, to the second input of which a voltage is applied from the output of the controlled current regulator (A6, TZ, R11, R12, R17, R18, R21), which carries information about the resistance of the film of the heater 3. At a constant flow temperature, the resistance of the films 1 and 3 are unchanged and the output of the operational amplifier A3 sets the voltage setting the current of the controlled stabilizer (A6, TK ...) at the level required to achieve heat balance in the heater 3 film. flow povshenii e.g., increased resistance of the film 1, this leads to an increase in voltage on it, and hence increase the voltage at the output of amplifier A3. This leads to an increase in the current flowing through the heater 3 and, as a result, to an increase in its temperature, which continues until then.
311777484311777484
пока температура нагревател не ры пленок чувствительного элемента станет равной температуре пленки 1 и нагревател 3. равны и тёплоотвод чувствительного элемента 1. Таким от пленки чувствительного элемента образом, при любых изменени х тем- в подложку отсутствует, что повышает пературы окружакщей среды температу- s быстродействие устройства.until the temperature of the heater of the film of the sensing element becomes equal to the temperature of the film 1 and the heater 3. the heat sink of the sensing element 1 is equal. In this way, there is no substrate from any film of the sensitive element, which increases the temperature of the surrounding medium. devices.