Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ , заключающийся в подаче температурного скачка на термопреобраэова тель, измерении выходного сигнала термопреобраэователя, определении момента равенства выходйого сигнала термопреобразователя заданному опорному уровню и изменении в этот момент времени в п раз коэффициента преобразования сигнала термопреобра- : зователя, знак изменения которого выбирается противополо 1сным знаку сиг- ,нала под влиянием скачка температуры Определении второго момента равенства выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню, нахождения промежутка времени At между первым и вторым моментами равенства выхрдно го сигнала термопреобразователя опор-; ному уровню и вычислении показателя тепловой инерции термопреобразовате-. ля V по формуле, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения показателя тепловой инерции, при вторичном равенстве выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню повторно в «2 изменяют коэффициент преобразования выходного сигнала термопреобразователя , причем знак измео нения коэффициента преобразования выбирают противоположным по., знаку изСП менения сигнала под влиянием скачка температуры, определяют второй промежуток времени вторым и третьим моментами равенства выходного сигнала те{Яи1опреобразователя опорному уровню, а показатель тепло . вой инерции вычисляют по формуле: -l(V) 4 (n,и)лt2-(, 00 оо со о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ъ М

РЕСПУБЛИК

3C5D G 0 К 15 00,".,, чайф ) ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! Г.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3441015/18-10 (22) 24. 05. 82 (46) 15.10.83. Бюл. 9 38 (72) Б.В,Дунец, Н.Г.Ковальчук, Е.С.Полищук, Б.В.Пучинский, И.Д.Пытель и Л.М.Тищенко (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 536 53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 267123, кл. G 01 К 15/00, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 669227, кл. G 01 К 15/00, 1977

° (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАВ"

ЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЭОВАТЕЛЯ, заключающийся в подаче температурного скачка на термопреобразова-. тель, измерении выходного сигнала термопреобразователя, определении момента равенства выходного сигнала термопреобразователя заданному опорному уровню к изменении в этот момент времени в и„ раэ коэффициента преобразования сигнала термопреобра-;, эователя„ знак изменения которого выбирается противоположным знаку скг ,нала под влиянием скачка температуры, ч

„.Su„„1048336 A определении второго момента равенства выходного сигнала термопреобраэователя опорному уровню, нахождения промежутка времени Д1. между первым и вторым моментами равенства выходного сигнала термопреобразователя опор-: ному уровню и вычислении показателя тепловой инерции термопреобразовате-: ля ь по Формуле, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения показателя тепловой инерции, при вторичном равенстве выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню повторно в п2 раз изменяют коэффициент преобразования выходного сигнала термопреобраэователя, причем знак изме- g кения коэффициента преобразования выбирают противоположным по,знаку изменения сигнала под влиянием скачка температуры, определяют второй промежуток времени а42между вторым и третьим моментами равенства выходкого сигнала термопреобраэователя опорному уровню, а показатель тепловой инерции вычисляют по формуле:

1048336 . 2

Изобретение относится к электроизмеритвльной технике, точнее к теплотехническим измерениям, и может быть использовано при измерении показателя тепловой инерцни промышленных термопреобразОвателей (термо- 5 электрических преобразователей, термопреобраэователей сопротивления) в лабораторных и заводских. условиях, Известен способ определения показателя тепловой инерции термопреобра-)0 зователя (1), заключающийся в подаче . температурного скачка на термопреобразователь, регистрации сигналов термопреобразователя U1 и И2 в два момента времени 1 и t =21 -p где М—

1 2 константа характеризующая термопреобразователь и вычислении показателя тепловой инерции по формуле

2 1

Ь

«f . и„

Иии и

2 1

Недостатками способа являются значительные погрешности, обусловленные необходимостью регистрации сигналов термопреобразователя на различных уровнях кривой переходного процесса, где наклон кривой переходного процесса различен, в также необходимость определения параметра М.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя, заключающийся в подаче температурного скачка на термопреобразователь, измерении выходного сиг- З5 нала термопреобразователя, определении момента равенства выходного сиг" нала термопреобраэователя заданному опорному уровню и измерении в этот момент времени в и1 раз коэффициента 40 преобразования сигйала термопреобра" эователя, знак изменения которого выбирается противоположным знаку сигнала под влиянием скачка температуры, определении втоРого момента равенст- 45 ва выходного сигнала термопреобразователя.опорному уровню, нахождению. промежутка времени а<< менду первым и вторым моментами равенства выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню и вычислении покаэа5 теля тепловой инерции по формуле

"-= t„(e ., (2).

Недостатком способа является низкая точность в случае присутствия постоянной составляющей в выходном сигнале термопреобраэов ателя.

Цель изобретения — повышение точности определения показателя тепловой инерции термопреобразователя.

Поставленная цель достигается тем,60 что согласно способу определения показателя тепловой инерции термопреобраэователя, заключающемуся в подаче температурного скачка на термопреобразователь, измерении выходного сигнала термопреобразователя, определении момента равенства выходного сигнала термопреобраэователя заданному опорному уровню и изменении в этот момент времени s n раз коэффициента преобразования сйгнала термопреобразователя, знак изменения которого выбирают противоположным знаку сигнала под влиянием скачка температуры, определении второго момента равенства выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню, нахождения промежутка времени at меж1 ду первым и вторым моментами равенства выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню и вычислении ,показателя тепловой инерции термопреобраэователя по формуле, при вторичном равенстве выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню .повторно В h2 Раз изменяют коэффициент преобразования выходного сигнала термопреобразователя, причем знак изменения коэффициента преобразования выбирают противоположным знаку изменения сигнала под влиянием скачка температуры, определяют второй промежуток времени д12между вторым и третьим моментами равенства выходного сигнала термопреобразователя опорному уровню, а показатель инерции вычисляют по формуле

2 2

2j(и 1}и д1 (и и )dt ) Способ определения показателя теп1 ловой инерции поясняется чертежом, где U(t) — преобразованый выходной сигнал термопреобразователя, t — время, Uo- опорный уровень, sit =1 -t и„ г а4 =t - соответственно первый и втброй промежутки времени.

Определение показателя тепловой инерции термопреобразователя производится следующим образом.

При подаче температурного скачка на термопреобраэователь выходной сигнал его изменяется по экспоненциаль-< ному закону ц()=u„+(u„-о„) е ", (3>

I где U и Пн — выходные сигналы термопреоб разов ателя, соотв етств ующие исходной температуре среды и температуре среды остывания. В момент (точка A) равенства выходного сигнала опорному уровню Vo скачкообразно изменяют в и„ раэ коэффициент преобразования выходного сигнала термопреобраэователя, при этом выходной сигнал приобретает значение и„ и (точка Б) и продолжает изменяться по экспоненциальному закону, достигает вторично опорного уровня 00 (точка В).

1048336

В этот момент времени повторно скач- кообразно изменяют в п2 раз коэффициент преобразования выходного сигнала термопреобразователя, при этом вы-. ходной сигнал приобретает значение .

Пг0р(точка Г) и пРодолжает изменЯть5 ся по экспон нциальному закону, третий раз достигает опорного уровня точка D

Система уравнений, отражающая мо- менты равенства выходного сигнала термопреобразователя каждому из опор-,16 ных уровней; имеет вид

t„

"Í (К-"H J " =(1

4 баФ 15

1 1

П U„i(u„-U„)e =и„(4)

Решение системы уравнений получаем в неявном виде 20

+at +442

1 1 б

25 т (",-")лб

М г е (4-е

7б б

Решить уравнение относительно Ч" можно приближенным методом. Выбрав д1 (б ил 1 С i и используя приближение

2.

М

bt получаем решением уравнения . е л б в виде 35 (и 1)h . dt1ht

fj и-и (ë- ) и М2-bt

2 1 2 1 которое приближается к истинному зна. чению б с одной стороны. Используя

ht приолижение . yt получаем реЕ =1+, шение уравнения в виде a%1 Zt2

2 (6„-Т} и и -и 2 1

2 которое приближается к истинному значению с другой стороны, при этом находится симметрично первому приближению.

Истинное значение показателя тепловой инерции термопреобразователя определяется как среднеарифметическое двух значений б и Г

1. 2

1(2 ) 1 2

2 ) )

В случае возрастания сигнала термопреобразователя в первый и второй моменты равенства его. опорному . уровню (точки A и В) коэффициент п1с1и

o2 (1 а спадания - П1) 1 и П2 1 °

Точностэ отсчета моментов равенства И 1=0ропределяется порогом чувствительности л О устройства сравнения и углом, который образует касательная к экспоненте в точке ее пересечения с.прямой, определяющей опорный уровень. Поскольку порог чувствительности за время nt1+at не изменяется, ro угол, образованны кривой выходного сигнала и прямой опорного уровня (точки А, В и Д) один И тот же, при этом постоянное смещение Q„ a

° выходном сигнале термодатчика не влияет на результат определения б., то предлагаемый способ. позволяет повысить точность определения показателя тепловой инерции.

ВНИИПИ Заказ 7920/47

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгррод,ул.Проектная,4