Способ определения нестационарной температуры

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ посредством пропуска5шя через термопреобразователь постоянного тока известной величины и регистрации падения на нем напряжения и его первой производной через фиксированные промежутки времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры на участках ее возрастания , через термопреобразователь на отрезках времени, на которых выполняется условие сдЪ Л. и где и - падение напряжения на термопреобразователе при пропускании через него постоянного тока известной величины fo ; ипервая производная этого напряжения; d постоянная величина, определяемая из выражения -J где С - теплоемкость термопреобразователя; oi- температурный коэффициент сопротивления термопреобразователя j RQ- сопротивление термопреобразователя при 0°С, пропускают дополнительный постоянньй (Л ток величиной где и и и - соответственно величины ел ел падения напряжения на термопреобразователе и его первой производной 00 в начале каждого из фиксированных промежутков времени, а искомую температуру определяют по регистрируемом в конце каждого промежутка времени значениям тока и падения напряжения на термопреобраэователе .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 01 К 7/00! о где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3586784/24-10 (22) 27.04.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) Ал.П.Коровниченко и Ан.П.Коровниченко (71) Донецкий государственный университет (53) 536 ° 532(088.8) (56) 1. Азизов А.И., Гордов А.Н. Точность измерительных преобразователей.

И., "Энергия", 1975, с. 239-241.

2. Авторское свидетельство СССР № 645038, кл. G 01 К 7/00, 1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ посредством пропускания через термопреобразователь постоянного тока известной величины и регистрации падения на нем напряжения и его первой производной через фиксированные промежутки времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры на участках ее возрастания, через термопреобразователь на отрезках времени, на которых выполняется условие — падение напряжения на термопреобразователе при пропускании через него постоянного тока известной величины о ь

„„SU„, 1155871 А — первая производная этого напряжения, 6 — постоянная величина, определяемая из выражения где С вЂ” теплоемкость термопреобразователя; — температурный коэффициент сопротивления термопреобразователя, g, — сопротивление термопреобразователя при 0 С, о пропускают дополнительный постоянный ток величиной

1 где U1 и Ug — соответственно величины падения напряжения на термопреобразователе и

его первой производной в начале каждого из фиксированных промежутков времени, а искомую температуру определяют по регистрируемым в конце каждого промежутка времени значениям тока и падения напряжения на термопреобраэователе.

1155871

Изобретение относится к тепловым

1 измерениям и может быть использовано для измерений нестационарных температур жидкостей или газов.

Известен способ определения нестационарной температуры, применяе мый при измерениях в турбулентных потоках газов и жидкостей, заключающийся в регистрации показаний двух термопреобразователей и определении

t0 по ним искомого значения температуры 1 1Д.

Недостатком данного способа является низкая точность определения температуры при наличии значительных пространственных ее градиентов.

Наиболее близким к изобретению является способ определения иестацнонарной температуры посредством пропускания через термопрербразователь постоянного тока известной вЕличины и регистрации падения на нем напряжения и его первой производной через фиксированные промежутки времени и определения по полученным значениям указанных величин искомого значения температуры Г 23.

Недостатком этого способа является низкая точность определения температуры из-за значительных дина- >0 мических погрешностей на участках возрастания температуры, обусловленных инерционностью термопреобразователей.

Цель изобретения - повышение точ- 35 ности определения температуры на участках ее возрастания, Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения нестационарной температуры посредст- 40 вом пропускания через термопреобразователь постоянного тока известной величины и регистрации падения на нем напряжения и его первой производной через фиксированные промежутки вре- 45 меня, через термопреобразователь на отрезках времени, на которых выполняется условие

0 а ц О 50 где U — падение напряжения на термопреобразователе при пропусканни через него постоянного тока известной величины 1

U — первая производная этого на-. 55 пряжения, c(— постоянная величина, определяемая из выражения где C — теплоемкость термопреобразователя о — температурный коэффициент сопротивления термопреобраэователя;

9 — сопротивление термопреобразователя при 0 С; пропускают дополнительный постоянный ток величиной

gòФ p= =( /О

6 put о ! где Ug и " — соответственно величины падения напряжения на термопреобразователе и его первой производной в начале каждого из фиксированных промежутков времени, а искомую температуру определяют по регистрируемым в конце каждого промежутка времени значениям тока и падения напряжения на термопреобраэователе.

На чертеже показана функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство для реализации способа содержит источник 1 постоянного тока известной величины 1О, масштабирующие усилители 2 и 3, преобразователь 4 напряженйе — ток, сумматор 5 токов, аналоговый ключ 6, дифференциатор 7, масштабирующий усилитель

8, делителя 9 и 10 напряжения, устройство 11 извлечения квадратного корня, регистрирующее устройство 12, устройство 13 выборки-хранения, генератор 14 импульсов, компаратор 15, усилитель 16 напряжения, вычитатель

17 напряжений.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Через термопреобразователь R пропускается постоянный ток известной величины от источника 1 постоянного тока. Напряжение 0, снимаемое с термопреобразователя, подается на функциональный преобразователь, состоящий из блоков 7,9,11 и 16, выходной сигнал которого равен кой It

Этот сигнал подается на входы компаратора 15 и вычитателя напряжений

17, на другие входы которых подается сигнал с масштабирующего усилителя 2.

1155871

В блоке вычитателя 17 напряжений предусмотрено деление выходного напряжения на величину, равную сопротивлению масштабного резистора Ro

Выходной сигнал вычитателя 17 на./ пряжений, равный б V U-Io через устройство 13 выборки-хранения и аналоговый ключ б подается на преобразователь 4. При этом генератор 14 им10 пульсов вырабатывает импульсы с минимальными промежутками и длительност ью, требуемыми условием получения минимальной погрешности измерения температуры и, в то же время, !

5 находящимися в пределах, необходимых для нормальной работы устройства выборки"хранения, а аналоговый ключ 6 открывается выходным сигналом компаратора 16 при условии, если d дyI

;/ о го

При этом хранящееся в устройстве

13 выборки-хранения напряжение поступает на преобразователь 4 напряжениеток, с выхода которого дополнитель25 ный ток через сумматор 5 токов поступает на термопреобразователь.

Поэтому через последний в течение ЗО отрезка времени, на котором выполняется условие

LI а т — )с1 Io Ф

О пропускается сумма токов Th? и Io

35 причем конкретное значение дополнительного тока 1 Ь1 определяется величинами падение напряжения 0 на термопреобразователе и его первой

1 40 производной 0, зарегистрированными в начале каждого из фиксированных промежутков времени.

Таким образом осуществляется пропускание через термопреобразователь дополнительного тока I a t определяеФ мого по формуле t t=d -1ц Причем этот

i дополнительный ток протекает через термопреобразователь только в те отрезки времени, когда а, >1О, поЧ—

U скольку аналоговый ключ 6 открыт только в эти отрезки времени.

Падение напряжения на масштабном

4 резисторе К подается на масштабирующий усилитель 3, выходной сигнал которого подается на одни из входов делителя напряжений 10, на другой вход которого через масштабирующий усилитель 8 подается напряжение U от термопреобразователя.

Выходное напряжение делителя 10, UR равное — = и подается на . регистра1й тор.

Таким образом регистрируется сопротивление термопреобразователя, которое ставится в соответствие изме ряемой температуре.

Предложенный способ определения температуры позволяет ликвидировать отставание в нагреве термопреобразова, теля на участках, соответствующих росту. измеряемой температуры, за счет компенсации динамических погрешностей термонреобразователя путем пропускания через него на этих участках дополнительного тока. Способ наиболее эффективен при измерении температур крупномасштабных турбулентных потоков, когда определяющие размеры термопреобразователей должны быть много меньше пространственного масштаба турбулентности исследуемого потока.

1155871

Составитель Н.Макаров

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред С.Мигунова Корректор М, Самборская

Заказ 3129/36 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4