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熱式氣體環室孔板流量計的電路設計介紹

作者: 來源: 發布時間:2017-12-16 13:37:00

 熱式氣體環室孔板流量計的電路設計介紹

    熱式環室孔板流量計測量電路的總體框圖,其中A/D轉換器、查表計算和顯示(或傳輸)由單片機實現。橋式電路實現了保持ΔT/RH為定值的目的,當流體的環室孔板流量發生變化時,電橋失去平衡,控制電路測量出不平衡電壓,通過改變加熱電流,使電橋重新處于平衡狀態,加熱電流通過電流測量電路轉化成電壓信號,送入A/D轉換器,轉換后的數據經查表、計算,求出對應的環室孔板流量,再顯示(或傳輸)給其他設備。
 
    熱式環室孔板流量計橋式電路包括運算放大器OP07-1、三極管9014、測溫鉑電阻RT、測速鉑電阻RH和精密電阻R1,R2,R3,R4,R5.測速鉑電阻RH位于橋式電路的一臂,其通以較大的電流,使之加熱。測溫鉑電阻RT位于橋式電路的另一側,為了使它自身不產生熱量,以保證測量溫度與流體溫度相等,通過它的電流必須很小,因此RT的電阻值應較大,但如果RT值過大,則測量的熱慣性也增大,儀表的響應速度減慢。為了解決此問題,在電路中采用了副電橋(副電橋由OP07-1,9014,RT,R3,R4,R5組成),副電橋相當于一個等效大電阻。
 
    由儀表的工作原理可知,比值ΔT/RH應保持恒定。這一點可以通過以下計算來證明:設在工作狀態1的情況下,流體溫度為t1,測速鉑電阻溫度為T1,熱式環室孔板流量計測速鉑電阻的阻值為RH1,測溫鉑電阻的阻值為RT1;在工作狀態2的情況下,流體溫度為t2,測速鉑電阻溫度為T2,測速鉑電阻的阻值為RH2,測溫鉑電阻的阻值為RT2。
 
    熱式環室孔板流量計選擇RT0=100Ω,RH0=20Ω,經過實驗驗證,測速鉑電阻的溫度與環境溫度相差70~80℃,測量效果較好,一般環境溫度在20℃左右,若測速鉑電阻工作選為100℃。
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