Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной нелинейностью статической характеристики термопреобразователя (Т). После снятия переходных характеристик Т путем графической обработки снятых переходных характеристик определяют интервал времени t с момента начала воздействия тепловых скачков до момента равенства переходных характеристик Т, а в других случаях показатель тепловой инерции определяют по приведенной математической формуле. Точность измерения зависит от точности интервала времени t и не зависит от вида статической характеристики Т. 1 ил. со ьо со 00 ot 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 К 15 00
1 f, % l, Гд) ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3961190/24-10 (22) 08.10.85 (46) 5.07.87. Бюл. ¹ 26 (7! ) Омский политехнический институт (72) h. П. Ионов (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .Ь" !030670, кл. G 01 К 15/00, 1982. !!!а иков А. Г. Терморезисторы и их применение. М.: Энергия, 1967, с. 64 — 65. (54) С11ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗА11 .Л51 ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМО11РЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение
„„SU,» 1323868 А 1 точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной нелинейностью статической характеристики термопреобразователя (Т). После снятия переходных характеристик Т путем графической обработки снятых переходных характеристик определяют интервал времени t с момента начала воздействия тепловых скачков до момента равенства переходных характеристик Т, а в других случаях показатель тепловой инерции определяют по приведенной математической формуле. Точность измерения зависит от точности интервала времени t и не зависит от вида статической характеристики Т.
1 ил.
1323868
15
20 (7) откуда т = At"" /1п 2. (8) 25
И. об1«тение относится к измерительной
<ох!<
«,и л IIIISl теплофизических параметров терн !. р<. об!1!;!.<ователей, а именно показателя ! <::!. << <<о
1!,<.<ью изобретения является повышение
"
11а чертеже приведены переходные тепловые характеристики термопреобразователя
ll1)H его нагреве и охлаждении. (;угцность способа заключается в следующем.
При перенесении термопреобразователя из среды с постоянной начальной температурой Т» в среду с температурой, отличной от начальной, например большей
Т, т.е. при подаче первого теплового скачка температура термопреобразователя изменяется по экспоненциальному закону
Т! (At) = (Т. — - Т ) (1 — — ехр (- -Л1) т) ) + Т, где T! (At) — текущее значение температуры при III. .рвом переходном тепловом процессе;
T» — начальная температура первого температурного скачка;
Т вЂ” конечная температура первого теплового скачка;
At — время с момента начала первого переходного теплового процесса.
Выходной сигнал термопреобразователя
U! (t) изменяется во времени по закону, учитывающему его статическую температурную характеристику:
U,(1) = U,(.Л1) = Г((Т,— Т.) (1 — ехр(— At/т) ) + T», (2) где Ul(At) — первая переходная тепловая характеристика термопреобразователя.
Г (Т) — статическая температурная характеристика термопреобразозователя.
При подаче второго теплового скачка температура термопреобразователя изменяется по закону
Tq(At) = (T« — T») ехр(— Л1)т) + Т», (3) где Т (Л1) — текущее значение температуры при втором переходном тепловом процессе;
At — время с момента начала второго переходного теплового процесса.
Выходной сигнал термопреобразователя
U2(t) изменяется при этом по закону
14(1) = U (At) = F ((Т вЂ” Т ) ехр(— At/т)+
+Т ), (4) 30
50 где Ug(At) — — вторая переходная тепловая характеристика термопреобразователя.
После снятия переходных характеристик определяется момент времени At*, при котором
UlI(At*) = U2(Л1Ф). (5)
Из условия однозначности отсчета температур термопреобразователем следует монотонность его температурной характеристики F (T) . Поскольку для монотонных функций значение функции и значение аргумента связаны однозначно, то из равенства функций в момент времени At следует равенство значений их аргументов в тот же момент времени:
Т! (At* ) — Tg (At* )
Подставляя в (6) выражения (1), (3), получим (Т<, — Т.) (1 — ехр(†-At*/T)) + Т. = (T«вЂ” — -T») ехр(— At" /т) + T».,, Определение показателя тепловой инерции по предлагаемому способу производится следующим образом.
Термопреобразователь, находящийся в среде (воде, масле и т и ) с температурой T и имеющий соответствующее данной температуре значение выходного сигнала U», переносят в среду с температурой Т», в момент перенесения включают регистрирующий измерительный прибор, например cBMQHHcE . который измеряет и регистрирует значение выходного сигнала термопреобразователя во время первого переходного теплового процесса (на чертеже зависимость Ul (At) . После окончания первого переходного теплового процесса, когда прекращается изменение выходного сигнала термопреобразователя и значение выходного сигнала становится равным U, регистрирующий измерительный прибор выключают, а термопреобразователь переносят в среду с температурой Т.. При этом измеряют и регистрируют вторую переходную тепловую характеристику U2(At). После снятия переходных характеристик путем графической обработки снятых переходных характеристик определяют интервал времени At с момента начала воздействия тепловых скачков до момента равенства переходных характеристик термопреобразователя, а в двух случаях показатель тепловой инерции определяют по формуле (7) .
Точность измерения в основном зависит от точности определения интервала времени
At и не зависит от вида статической характеристики термопреобразователя.
1323868
Формула изобретения
Составитель В. Куликов
Редактор Н. Слободяник Техред И. Верес Корректор А. Ильин
Заказ 2954 44 Тираж 776 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !! 3035, Москва, >К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя, заключающийся в перенесении термопреобразователя из среды с постоянной начальной температурой Тн в среду с температурой Tê, отличной от начальной Т., измерении переходной тепловой характеристики термопреобразователя и последующем вычислении показателя тепловой инерции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной нелинейностью статической характеристики термопреобразователя, после окончания измерения переходной тепловой характеристики термопреобразователь переносят в среду с температурой T., измеряют вторую переходную тепловую характеристику, определяют интервал времени от начала каждого переходного теплового процесса до момента равенства выходных сигналов термопреобразователя, а значение показателя тепловой инерции термопреобразователя определяют по формуле
10 т = At*/1п2, где At* — интервал времени от начала каждого переходного теплового процесса до момента равенства выходных сигналов термопреобразова15 теля.
