Способ определения температуры и устройство для его осуществления
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности определения температуры . Внутри заполненного термометрическим веществом баллона 1 размещен термочувствительный элемент 6. Баллон 1 через штуцер 2 соединен с внутренней полостью сильфона 3. Центр сильфона 3 соединен с индуктивным преобразователем 8. Выход термочувствительного элемента 8 и выход индуктивного преобразователя подключены к входу вычислительного блока. Производят замеры выходных сигналов на трех стационарных тепловых режимах и определяют температуру. Приведена зависимость для определения температуры, 1 ил.а
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН цц4 G 01 К 5/32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4124166/24-10 (22) 05,06.86 (46) 30. 12.88. Бюл. Р 48 (72) Ю,Е.Крылов и В.Н.Иистрис (53) 536.53 (088.8) (56) Иванова Г,И. и др. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 43-46.
Иванова Г.М. и др. Теплотехнические измерения и приборы.,N. Энергоатомиздат, 1984, с.2?-24. (54) СПОСОБ ОПРЕЛЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения„„SU 1448219 А1 повышение точности определения температуры. Внутри заполненного термометрическим веществом баллона 1 размещен термочувствительный элемент 6. Баллон
1 через штуцер 2 соединен с внутренней полостью сильфона 3. Центр сильфона 3 соединен с индуктивным преобразователем 8. Выход термочувстви тельного элемента 8 и выход индуктивного преобразователя подключены к входу вычислительного блока. Производят замеры выходных сигналов на трех стационарных тепловых режимах и определяют температуру. Приведена зависимость для определения температуры.
1 ил.
1448219
Изобретение относится к измерительной технике.
Цель изобретения — повышение точности определения температуры.
На чертеже изображен датчик температуры в составе схемы измерительного устройства.
Чувствительный элемен датчика выполнен в виде заполненного газом бал- 1О лона i герметично соединенного штуцером 2 с внутренней полостью сильфона 3 и приваренного штуцером 4 к корпусу 5. Внутри баллона 1 размещен чувствительный элемент 6 (например, термосопротивление) для измерения температуры газа.
Центр сильфона 3 соединен штоком с плунжером 7, являющимся подвижным элементом магнитопровода индуктивного 2О преобразователя 8 и размещенным в приваренном к корпусу стакане 9, образующим с полостью 10 датчика герметичную отвакуумированную до остаточного давления 0,4 Па полость.
Выход чувствительного элемента о температуры и выход индуктивного преобразователя 8 подключен к входу вычислительного блока, к блокам электронных преобразователей 11, сигналы которых через аналого-цифровые преобразователи 12 и коммутатор 13 поступают в память вычислительного устроиства 14 а результат вычисления измеряемой температуры выводится на
35 блок 15 индикации. Блок 16 управления управляет работой измерительного устройства в целом. Блоки 14-16 состоят
Hs типовых функциональных модулей систем автоматизации (тип У1, «2, ТП).
Зависимость между давлением газа
Р и объемом термометрической системы
V (величиной перемещения центра сильфона Ь ) определяется законом j
Бойля-Мариотта.
Р Ч +Ч„. (Н+Ь„+h ) S где Р— давление rasa при величине объема V
5О
Р„ — давление газа при величине объема V+77-;, 8 — эффективная площадь сильфона;
Н вЂ” высота термометрической системы датчика, приведенная к эффективной площади сильфона при t--0;
h -. величина остаточной деформа-. ции сил ьфо на .
Тогда зависимость .между давлением P и температурой t газа в термометрической системе датчика с переменным объемом определяется следующим выражением
P - =------- Р /1+ р ° t
Н (2)
P+h +Ь где - температурный коэффициент расширения газа;
P — давление газа при t--0.
Выражение давления газа Р через величину перемещения центра сильфона
h определяется из уравнения равновесия сил
Fð Р S=F с Ъ|1 (3) где Fp — сила, развиваемая давлением газа;
Гс — сила упругости сильфона; с — коэффициент упругости сильфона.
Функция преобразования каналов измерения давления и температуры в датчике (Р; и t; соответственно) определяется выражением
Up; = à P>, (4)
Ug; = Ь (5) где С,,Ut„. — численные значения выходных сигналов каналов давления и температуры, регистрируемые в памяти вычислительного устройстваа, а, Ь вЂ” параметры функций преобразования, С учетом выражений (4) и (5) для функций преобразования измерительных каналов давления и температуры rasa и выражения (3), выражение (2) принимает вид
Р с Н 1
--,„-- -=Р, (1+aUq, -) с а или (Н+Ъ ) +U2 (— ) П . P Н
=Р, H. (7)
Выражение (7) описывает зависимость между неизвестными, отличными от номинальных, действительными значениями параметров а,Ъ,с на i-м тепловом режиме.
Производя замеры выходных сигналов датчика U p,, П ; на трех стационарных тепловых рея-имах, получают систему уравнений с неизвестными а с 1 —. - (Н + h ), — -, —:
Sa 0 $а2 с с
U — (JJ+Q ) +1 г . (— -)-UJ . Р,-.. з -
Р (Яа о Р 5аг 11
=P H, 1 = 1,3, (8) имеюшую единственное решение относительно параметра Ь (9) (Up -Up ) (U рг-U р„) (U рз -U рг) I
Решение уравнения (5) относительно10 ее значения, не зависящий от параметизмеряемой температуры с учетом выра- ров а,Ь,с,Ь, а также от нестабииьжения (9) дает алгоритм вычисления ности объема термометрической системы (10) мометрической системы датчика, связанной с тепловыми расширениями элементов конструкции, с изменением давления газа в термометрической системе датчика и с возможной остаточной деформацией чувствительного элемента датчика давления. При этом повышается точность измерения.
Ф о р и ул а и з о б р е т е н и я
Р:" Р1) (Рг Р ) (П РЪ П Р1) П+э
t р„ рг +з р3 ) р1(р р Р Бg )+U p (U U Up Uy„) 45
Измерительное устройство работает следующим образом, 20
Выходные сигналы измерительных каналов давления и температуры, соответствующие трем отличным друг от друга стационарным тепловым режимам объекта контроля, преобразуются в численные значения U p,, U
U q, U Р, U, регистрируются в памяти вычислительного устройства 14 (значение температурного коэффициента расширения газа р хранится в памяти вычислительного устройства посто30 янно). Затем по команде блока 16 управления в вычислительном устройстве производится вычисление значений измеряемой температуры по алгоритму (10) и результат вычислений выводится 35 на блок 15 индикации.
Исключается влияние на результат измерения нестабильности объема тер40 где БР„,Up,U» — значения выходных сигналов, соответс ствующие давлению термометрического вещества в термо 50 системе на 1,2 и 3 тепловых режимах соответственно; ,П,U — значения выходных
9 г э сигналов, соответствующие температуре-термометрического вещества в термосистеме на 1, 2
1. Способ определения температуры посредством измерения давления термометрического вещества в замкнутом объеме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры, одновременно с измерением давления термометрического вещества измеряют его температуру на трех последовательных тепловых режимах и по измеренным величинам вычисляют температуру tg no формуле и 3 тепловых режимах соответственно; р — температурный коэффициент термометрического вещества.
2, Устройство для определения температуры, содержащее заполненный термометрическим веществом баллон, герметично соединенный с упругим чувствительным элементом, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено термочувствительным элементом, расположенным в баллоне, индуктивным преобразовате1448219
Составитель Л.Балянина
Редактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай
Заказ 6838/47 Тираж 607 Подписное
ВНЯКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лем и вычислительным блоком, а упругий чувствительный элемент выполнен в виде нежесткого сильфона, причем выход упругого чувствительного элемента через индуктивный преобразова-i тель, а выход термочувствительного элемента непосредственно соединены с входом вычислительного блока.
