Archiwum - SENSORY 6

Archiwum - SENSORY 6
Anemometer
Miniaturowa zarowka znajduje w elektronice rozne zastosowania.  Wolfram z ktorego zrobione jest wlokno zarowki ma, tak jak kazdy metal, dodatni wspolczynnik temperaturowy.
Zaroweczka sluzy jako element elektro - termicznej petli sprzezenia zwrotnego stabilizujacej amplitude drgania sinusoidalnego w generatorze RC z mostkiem Wiena.
Zaroweczka sluzy do kompensacji temperaturowej wzmocnienia wzmacniacza logarytmujacego na parze tranzystorow bipolarnych czy innego parametru gdziekolwiek.
Moze byc sensorem temperatury.

Temperatura wlokna zarowki przy napieciu nominalnym jest wieksza dla zarowek wiekszej mocy i na mniejsze napiecia. Po prostu grubszy drut zarnika  jest bardziej wytrzymaly mechanicznie i toleruje wyzsza temperature. Zimna zarowka ma ponad 10 razy nizsza opornosc niz nominalnie.

Szklana banieczke zarowki mozna usunac i zastosowac zarowke bez banki do aneomometru.

Schemat powyzej pochodzi od firmy Linear Technology. Wzmacniacz operacyjny A1 ( jako regulator calkujacy z kondensatorem 0.1uF ) wraz z tranzystorowym wtornikiem Q1 zasila mostek z zarowka i opornikami. Uklad jest stabilny tylko przy dodatnim napieciu zasilajacym mostek i stad uzycie diody 1N4148 na wyjsciu wzmacniacza oraz opornika 2k rownolegle do E-C tranzystora.
Bez tych elementow chimeryczny start zalezy od znaku napiecia niezrownowazenia wzmacniacza.
Amerykanska zarowka typu 328 na napiecie 6V ma moc nominalna 1W i opornosc nominalna 36 Ohm oraz opornosc na zimno ca 3.5 Ohm.
Na mostek zostanie regulatorem podane takie napiecie zeby byl on zrownowazony co ma miejsce gdy opornosc zarowki wyniesie 27*100k/500k =5.4 Ohma . Czyli wlokno zarowki ma temperature ca 200C. Wybor optymalnej temperatury nie jest prosty. Im nizsza jest temperatura wlokna tym wiekszy jest wplyw temperatury otoczenia.
Oczywiscie im mniejszej mocy zarowka tym delikatniejsze wlokno o czym trzeba pamietac.
Im wieksza jest szybkosc chlodzacego strumienia powietrza w ktorym umieszczono wlokno tym wieksza musi byc podane napiecie do mostka aby byl zrownowazony bowiem wlokno jest intensywniej chlodzone.
Wartosc opornika zasilajacego zarowke 27 Ohm przy napieciu zasilania ukladu 15V jest nieprzypadkowa. Zapobiega tez uszkodzeniu zarowki.

Dalej na schemacie jest linearyzujacy charakterystyke uklad kwadratora.
NB W niektorych zastosowaniach nie jest on konieczny a charakterystyka pierwiastkowa moze byc wrecz pozadana. Uklad CA3046 z tranzystorami uzytymi w kwadratorze to krajowy uklad UL1111. 
Potencjometr 2M sluzy do skalowania przy pelnej szybkosci strumienia powietrza 1000 stop / minute.
Sam uklad bez kwadratora moze byc zasilany tylko pojedynczym napieciem dodatnim ( w przyrzadzie przenosnym zasilanym bateryjnie ) ale zakres napiec wspolnych wzmacniacza A1 musi byc odpowiednio szeroki.

Majac do porownan wiarygodny anemometer regulowany strumien powietrza uzyskujemy zasilajac odkurzacz przez autotransformator. Uzyteczna jest suszarka do wlosow. Pamietac trzeba o jednorodnosci strumienia.
Mostek z zarowka  i regulator sa wdziecznym polem do eksperymentow.
Pomiar zalezy od polozenia wlokna wzgledem strumienia powietrza. Mozna wiec uzyc dwoch prostopadlych zarowek anemometrow i mierzyc szybkosc i kierunek wiatru !
Taki anemometer nadaje sie przykladowo do pomiaru strumienia powietrza pobieranego przez silnik spalinowy w systemie wtrysku paliwa.

Anemometr dobrze pokazuje "szybkosc"  przeplywu powietrza przez szczeliny w oknach, zwlaszcza w bardzo zimny i wietrzny dzien. W tym wypadku brak kompensacji temperatury jest plusem !