Устройство для измерения и регулирования температуры поверхности объекта

 

Изобретение относится к технике регулирования и автоматического управления температурными режимами испытаний изделий и образцов. Цель изобретения - повышение точности устройства. Новым в изобретении является применение блока формирования сигнала, пропорционального температуре поверхности, и измерителей температуры, размещенных в объекте на разной глубине от поверхности нагрева. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ HSOEPETEHHH

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4420138/24-24 (22) 03 ° 05.88 (46) 23.09.90. Бюл. N - 35 (72) Г.Н.Середа и Ю.А.Грациаиский (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 528551, кл. G 05 D 23/19, 1976.

Авторское свидетельство СССР и 999029, кл . G 05 D 23/19, 1981.

Изобретение относится к технике автоматического управления температурными режимами испытаний объектов.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик 1 температуры, элемент 2 сравнения, блок

3 регулирования, исполнительный орган 4, источник 5 тепла, а также первичный преобразователь температуры, состоящий из первого 6, второго

7 и третьего 8 измерителей температуры, устанавливаемых в объекте 9 испытаний или рабочем теле 10, изго товленном из материала объекта, обеспечивающем вместе с окружающим его теплозащитным корпусом 11 адекватные объекту условия теплопередачи в нем и закрепляемом на объекте или вблизи него, блок формирования сигнала, про„„80„„15 4501

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к технике регулирования и автоматического управления температурными режимами испытаний изделий и образцов. Дель изобретения ; повышение точности устрой- . ства. Новым в изобретении является применение блока формирования сигнала, пропорционального температуре поверхности, и измерителей температуры, размещенных в объекте на разной глу бине от поверхности нагрева. 1 ил. порциональный температуре поверхности, состоящий из первогб 12, второго

13 и третьего 14 масштабирующих элементов и сумматора 15, и нормирующий преобразователь 16.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал рассогласования с выхода элемента 2 сравнения поступает на блок 3, далее после преобразования— на исполнительный орган 4, управляющий работой источника тепла (нагревателями) 5. Часть теплового потока, поглощаемая объектом 9, создает в последнем температурное поле, величины которого в отдельных точках измеряются измерителями 6-8. Их сигналы, пройдя через масштабирующие элементы

2-14, поступают на первый, второй итретий входы сумматора 15 преобразо-. ванными по каждому каналу до величин, К,Т, K T, К Тз соответственно.

1594501

Тэ-Т

Т (Х) х, — х, тогда

40 или

Х

К (ХЗ Х ) (Х -Х1) 50

Xg

К

Х-Х 2Хт- Хэ

Х -Х

3 2

2Х -Хэ

Х,:Х, Хг

Х -Х э 1 где Х <Х С".

При этом для повышения точности определения температуры поверхности объекта для различных режимов нагрева можно применять методы восстановления температуры по ограниченному числу точек контроля, в частности метод формальной экстраполяции.

Сущность метода заключается в том, что по известным температурам Т,, Т, ТЭ в трех точках внутри объекта и:спытаний или образца его материала, расположенных на расстояниях Х (Х Хэ соответственно от точки восстанавливаемой температуры Т (нагреваемая поверхность), методом разложения в ряд функции температуры в окрестнос- " ти точки выводится экстраполяционная формула, устанавливающая зависимость между Т и Т, Т, Тэ, которая может быть реализована в виде измерительного устройства, включаемого в цепь обратной связи устройства регулирования температуры.

По формуле Тейлора 25

Т,=Т,-T, (Õ)Õ,+T,(Х)- +o (0-Х,).

Перейдя к конечным разностям, получают, ц Тз-Т ) Tz — Т1 2

,(Х) („ „ X „ ) „ . „ i

2 1 э

Тэ- Т1

Т T — — — - — -7

О 2 Х вЂ” Х

Э 1

Тд-Tg Т, — Т,, Х

+ (Хэ — ХХ -Х,Х-Х, Т вЂ” КТ КТ +К

Х 2Х -Х где К

2в в1 е

Х -Х, Х вЂ” Х

2 1

На выходе сумматора 15 формируется сигнал К 1 1 — К Т + Кэ Гэ, соответствующии по величине температуре нагреваемой поверхности Т объекта 9, идущий на вход нормирующего преобразо вателя 16 и далее на второй вход элемента 2 сравнения.

Применение измерителей температуры, помещенных в рабочее тело, окруженное защитным корпусом, позволяет точно устанавливать их электроды на заданной глубине, улучшая этим метрологические характеристики, ускоряет подготовку к испытаниям, повышает их надежность и качество. формула изобретения устройство для измерения и регулирования температуры поверхности объекта, содержащее последовательно соединенные задатчик температуры, элемент сравнения, блок .регулирования, исполнительный орган и источник тепла, а также нормирующий преобразователь, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, и первичный преобразователь температуры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок формирования сигнала, пропорционального температуре поверхности, состоящий из первого, второго и третьего масштабирующих элементов, подключенных к соответствующим входам сумматора, второй вход которого является инвертирующим, а первичный преобразователь температуры выполнен в виде установленных в объекте на разной глубине от поверхности нагрева и смещенных относительно друг друга по горизонтали на расстояния, исключающие их взаимное тепловое экранирование, измерителей температуры, подключенных выходами к входам соответствующих масштабирующих элементов, выход сумматора соединен с входом нормирующего преобразователя, при этом коэффициенты К<, К, К масштабирования масштабирующих элементов соответственно определяются как

Ху. 2Х - Х

Д, е

X-X. ° Х-X э т

Х2 (X>- Х,)(Х,: Х,$ координаты расположения первого, второго и третьего измерителей температуры соответственно по глубине отно" сительно поверхности нагрева.

1594501

Составитель Л. Птенцова

Техред Л.ОЛийнык Корректор Т Иалец

Редактор О. Головач

Заказ 2828 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101