專利名稱：測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)速檢測(cè)設(shè)備，具體來說是一種利用溫度變化導(dǎo)致的電阻絲內(nèi)阻變化而設(shè)計(jì)的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的風(fēng)速計(jì)多是采用風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)杯對(duì)風(fēng)速進(jìn)行檢測(cè)，其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，包括風(fēng)向傳感器阻尼、風(fēng)速傳感器的距離常數(shù)往往達(dá)不到世界氣象組織的相關(guān)要求，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)和元器件的檢測(cè)靈敏度要求較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，包括由一個(gè)正溫度系數(shù)的加熱電阻絲和三個(gè)電阻構(gòu)成的電橋，所述電橋的輸出連接到一個(gè)差動(dòng)放大器的輸入端，所述差動(dòng)放大器的輸出返回到所述電橋的輸入端，還同時(shí)順次連接有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和滿刻度調(diào)節(jié)電路。
所述差動(dòng)放大器的輸出與所述電橋的輸入端還可連接有一個(gè)用于放大所述差動(dòng)放大器輸出的放大反饋電路。
所述放大反饋電路包括可一個(gè)三極管。
所述電橋的輸入端可經(jīng)過一個(gè)電阻連接到正向電源端，其中所述正溫度系數(shù)的加熱電阻絲的一端作為電橋的一個(gè)輸出端，與所述差動(dòng)放大器的反向輸入端相連，另一端接地，所述電橋的另一個(gè)輸出端連接到所述差動(dòng)放大器的同向輸入端。
所述放大反饋電路中，所述三極管的基極可經(jīng)過一個(gè)隔離電阻與所述差動(dòng)放大器的輸出相連，并同時(shí)經(jīng)過一個(gè)濾波電容連接正向電源，集電極直接連接正向電源，發(fā)射極連接到所述電橋的輸入端，同時(shí)經(jīng)過另一個(gè)隔離電阻后輸出到所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路。
所述放大反饋電路中的三極管可為NPN型達(dá)林頓管。
所述電橋的電橋值可為20～2000Ω。
所述差動(dòng)放大器的輸出端和反相輸入端之間還可連接有一個(gè)電容負(fù)反饋。
本實(shí)用新型包括由一個(gè)正溫度系數(shù)的加熱電阻絲和三個(gè)電阻構(gòu)成的電橋，所述電橋的輸出連接到一個(gè)差動(dòng)放大器的輸入端，所述差動(dòng)放大器的輸出返回到所述電橋的輸入端，還同時(shí)順次連接有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和滿刻度調(diào)節(jié)電路。通過測(cè)量能夠保持一根加熱電阻絲溫度恒定不變所需的能量，由此測(cè)量空氣或氣體的流量，由于采用了模擬電子電路來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，無需機(jī)械結(jié)構(gòu)參與，使檢測(cè)靈敏度更高，檢測(cè)結(jié)果更加精確。


圖1為本實(shí)用新型電源原理圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括由一個(gè)正溫度系數(shù)的加熱電阻絲L和三個(gè)電阻R1、R2、R3構(gòu)成的電橋，所述電橋的輸出連接到一個(gè)差動(dòng)放大器A1的輸入端，所述差動(dòng)放大器A1的輸出與所述電橋的輸入端還連接有一個(gè)用于放大所述差動(dòng)放大器A1輸出的放大反饋電路。所述電橋的輸入端經(jīng)過一個(gè)電阻R6連接到正向電源端，其中所述正溫度系數(shù)的加熱電阻絲L的一端作為電橋的一個(gè)輸出端，與所述差動(dòng)放大器A1的反向輸入端相連，另一端接地，所述電橋的另一個(gè)輸出端連接到所述差動(dòng)放大器的同向輸入端。所述放大反饋電路主要由一個(gè)NPN型達(dá)林頓三極管Q1實(shí)現(xiàn)對(duì)差動(dòng)放大器A1輸出信號(hào)的放大，所述三極管Q1的基極經(jīng)過一個(gè)隔離電阻R4與所述差動(dòng)放大器A1的輸出相連，并同時(shí)經(jīng)過一個(gè)濾波電容C1連接正向電源，集電極直接連接正向電源，發(fā)射極連接到所述電橋的輸入端，同時(shí)經(jīng)過另一個(gè)隔離電阻R5后，作為輸出順次連接零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路I和滿量程調(diào)節(jié)電路II。所述差動(dòng)放大器A1的輸出端和反相輸入端之間還連接有一個(gè)電容C2作為負(fù)反饋，使差動(dòng)放大器A1的輸出更加平穩(wěn)。所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路I和滿量程調(diào)節(jié)電路II為現(xiàn)有技術(shù)，并可采用多種電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，這里不在贅述。
本實(shí)用新型通過對(duì)保持一根加熱電阻絲溫度恒定不變所需的能量進(jìn)行測(cè)量，由此測(cè)量空氣或氣體的流量。具體工作過程為一個(gè)小燈泡具有正的溫度系數(shù)，因此是一種良好的傳感器，例如采用一只328型燈泡，在將它的玻璃外殼去掉之后的燈絲(即所述正溫度系數(shù)的加熱電阻絲L)，放入受差動(dòng)放大器A1監(jiān)測(cè)的電橋電路中，所述差動(dòng)放大器A1的輸出電流信號(hào)經(jīng)三極管Q1放大，反饋回來再驅(qū)動(dòng)所述電橋電路，當(dāng)加上電源時(shí)，所述燈絲L處于低電阻狀態(tài)，所述三極管Q1的發(fā)射極趨于完全導(dǎo)通。當(dāng)電流流過燈絲L時(shí)，燈絲的溫度迅速上升，并使燈絲的電阻增加，這一變化增加了差動(dòng)放大器A1的反相輸入電位。于是，所述三極管Q1的發(fā)射極電壓下降，電路處于一個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn)。為了保持電橋平衡，所述差動(dòng)放大器A1起作用，使燈的電阻下降，從而使燈絲的溫度恒定不變。我們選用20～2000Ω的電橋值，以便所述燈絲在稍低于白熾點(diǎn)的溫度下工作。
在使用本實(shí)用新型之前，首先要把燈絲放在氣流中，使其燈絲與氣流成直角。其次，關(guān)斷氣流或者使燈與氣流隔離，然后調(diào)節(jié)零流量電位器RL1，使電路輸出為0V。接著，使燈處于1000英尺/分的氣流中，微調(diào)滿刻度流量電位器RL2，使電路輸出為10V。反復(fù)進(jìn)行上述調(diào)節(jié)，直到兩種電路輸出固定不變?yōu)橹?。完成上述操作過程之后，本實(shí)用新型便能在整個(gè)0～1000英尺/分的流速范圍內(nèi)輸出0～10V的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)精確的風(fēng)速檢測(cè)，而且能夠達(dá)到+3％～-3％精度。
以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于包括由一個(gè)正溫度系數(shù)的加熱電阻絲和三個(gè)電阻構(gòu)成的電橋，所述電橋的輸出連接到一個(gè)差動(dòng)放大器的輸入端，所述差動(dòng)放大器的輸出返回到所述電橋的輸入端，還同時(shí)順次連接有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和滿刻度調(diào)節(jié)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述差動(dòng)放大器的輸出與所述電橋的輸入端還連接有一個(gè)用于放大所述差動(dòng)放大器輸出的放大反饋電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述放大反饋電路包括一個(gè)三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述電橋的輸入端經(jīng)過一個(gè)電阻連接到正向電源端，其中所述正溫度系數(shù)的加熱電阻絲的一端作為電橋的一個(gè)輸出端，與所述差動(dòng)放大器的反向輸入端相連，另一端接地，所述電橋的另一個(gè)輸出端連接到所述差動(dòng)放大器的同向輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述放大反饋電路中，所述三極管的基極經(jīng)過一個(gè)隔離電阻與所述差動(dòng)放大器的輸出相連，并同時(shí)經(jīng)過一個(gè)濾波電容連接正向電源，集電極直接連接正向電源，發(fā)射極連接到所述電橋的輸入端，同時(shí)經(jīng)過另一個(gè)隔離電阻后輸出到所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述放大反饋電路中的三極管為NPN型達(dá)林頓管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述電橋的電橋值為20～2000Ω。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)，其特征在于所述差動(dòng)放大器的輸出端和反相輸入端之間還連接有一個(gè)電容負(fù)反饋。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)速檢測(cè)設(shè)備，具體來說是一種利用溫度變化導(dǎo)致的電阻絲內(nèi)阻變化而設(shè)計(jì)的測(cè)熱式風(fēng)速計(jì)。本實(shí)用新型包括由一個(gè)正溫度系數(shù)的加熱電阻絲和三個(gè)電阻構(gòu)成的電橋，所述電橋的輸出連接到一個(gè)差動(dòng)放大器的輸入端，所述差動(dòng)放大器的輸出返回到所述電橋的輸入端，還同時(shí)順次連接有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和滿刻度調(diào)節(jié)電路。通過測(cè)量能夠保持一根加熱電阻絲溫度恒定不變所需的能量，由此測(cè)量空氣或氣體的流量，由于采用了模擬電子電路來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，無需機(jī)械結(jié)構(gòu)參與，使檢測(cè)靈敏度更高，檢測(cè)結(jié)果更加精確。
文檔編號(hào)G01P5/10GK2886578SQ20062001251
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者田景文, 高美娟, 李瑾, 周浩, 耿旭, 王碩, 劉超 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)