Способ измерения температуры

 

Изобретение относится к области температурных измерений и позволяет повысить точность измерения температуры. В исследуемую среду помещают термопреобразователь с начальной температурой, меньшей температуры среды. Выходной сигнал термопреобразователя интегрируют в течение двух последовательных равных интервалов времени длительностью ΔТ каждый, а температуру среды T<SB POS="POST">с</SB> вычисляют по формуле T<SB POS="POST">с</SB>=K<SB POS="POST">2</SB>J<SB POS="POST">2</SB>-K<SB POS="POST">1</SB>J<SB POS="POST">1</SB>, где J<SB POS="POST">1</SB>, J<SB POS="POST">2</SB> - измеренные значения интегралов от выходного сигнала термопреобразователя на первом и втором временном интервалах времени

K<SB POS="POST">1</SB>=K<SB POS="POST">т</SB><SP POS="POST">.</SP>E @ /[ΔТ(1-E @ )]

K<SB POS="POST">2</SB>=K<SB POS="POST">T</SB>/[ΔТ(1-E @ )]

K<SB POS="POST">т</SB> - коэффициент преобразования термопреобразователя

&Tgr; - тепловая постоянная термообразователя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 К 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

to + 4t to

+Т, Лт+г е — е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4416238/24-10 (22) 15.02.88 (46) 07.10.90. бюл. М 37 (72) В.Н, Умников и И.А. бугаков (53) 536,53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1064161, кл, G 01 К 7/32, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 501298, кл. G 01 К 7/02, 1974, (54) СПОСОб ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений и позволяет повысить точность измерения температуры. B исследуемую среду помещают термопреобразователь с начальной температурой, меньшей температуры среды, Выходной

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для измерения температуры жидких и газообразных сред, в том числе и в случае, когда измеряемая температура превышает допустимую температуру нагрева термочувствительного элемента термои реобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.1 приведен график зависимости выходного сигнала термопреобразователя от температуры; на фиг.2,и 3 — схемы устройств, реализующих предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Уравнение нагрева термочувствительного элемента термопреобразователя после

„„ Ж,„, 1597597 Al сигнал термопреобразователя интегрируют в течение двух последовательных равных интервалов времени длительностью Лt ка>кдый, а температуру среды Тс вычисляют по формуле Те = Кг!2 — Ktlt, где ltlg — измеренные значения интегралов от выходного сигнала термопреобразователя на первом и втором временном интервалах времени; — Лс — Л1

К|=К, е /(Л1(1 — е )), — Лс к =к, (At+(1 — e ), Кт — коэффициент преобразования термопреобраэователя; т — тепловая постоянная термообразователя, 3 ил. размещения его в исследуемой среде имеет вид:

Тл = Tn e +Т (1 — е ; (1) где Тп, Ton, Tc — начальная и текущая температура термопреобразователя (ТП) и температура среды соответственно;

z - тепловая постоянная(ТП);

t — текущее время.

Значение интегралов от текущей температуры для двух последовательных равных интервалов времени (фиг,1) соответственно равны

1597597 к2=к/ At 1 — е где A t — длительность каждого временного интервала.

Решая систему уравнений (2), находят выражение для определения Тс

Tc = K212 К11г, Лс Л где К> Кт е б / Л (1 — e б } )(3) K> — коэффициент преобразования термопреобразователя.

Устройство (фиг.2) содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, например термочувствительный резонатор, схему 2 управления положением термопреобразователя, ключ 3, источник 4 питания, кварцевый генератор 5, выход которого подключен к распределителю 6 импульсов, элементы И 7 и 8, счетчики 9 и 10, выходы которых через блоки 11 и 12 масштабирования подсоединены к сумматору 13.

Устройство работает следующим образом.

С началом очередного цикла работы сигнал с распределителя 6 импульсов открывает ключ 3, обеспечивая подачу питания от источника 4 питания на схему 2 управления, с помощью которой термопреобразователь 1 вводится в исследуемую среду. Распределитель 6 импульсов формирует временные интервалы At, в течение первого из которых через открытый на это время элемент И 7 импульсы с выхода термопреобразователя подаются на счетчик 9, а в течение второго интервала через элемент И 8 — на счетчик 10. Набранное в счетчиках 9 и 10 количество импульсов соответствует интегралам I> и 12. Коды интегралов 1> и 1р умножаются на масштабные коэффициенты К> и Кг в блоках 11 и 12 мас- . штабирования, Код окончательного результата находится в сумматоре 13. При

5 закрытии ключа 3 схема 2 управления выводит термопреобразователь из исследуемой среды, обеспечивая его охлаждение.

Устройство, приведенное на фиг.3, отличается от устройства, приведенного на

10 фиг,2, тем, что вместо счетчиков 9 и 10 в нем используются делители 14 и 15 частоты с коэффициентами деления К> и Кр соответственно, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика 16, форМирующего

15 выходной код.

Формула изобретения

Способ измерения температуры, заключающийсяя в размещении термопреобразо20 вателя, имеющего начальную температуру меньшую, чем измеряемая, в исследуемой среде, преобразовании температуры исследуемой среды в выходной сигнал,-гермопреобраозвателя, отличающийся тем, что, 25 с целью повышения точности измерения, интегрируют выходной сигнал термопреобразователя в течение двух равных последовательных интервалов времени, а значение температуры среды Тс определяют по фор30 муле

Тс = К212 К111т где 11,12 — измеренные значения интегралов от выходного сигнала термопреобразователя на первом и втором временных интерва35 лах соответственно;

Л Л

Кг = Кт е /(At(t — е )), Л

Кг = К /(At+(г — е т /) — масштабные коэффициенты;

Кт — коэффициент преобразования термопреобразователя;

b, t — длительность каждого из временных интервалов;

t — тепловая постоянная термопреобраэователя.

1597597 т„

Фие.5

Составитель В.Куликов

Техред М,Моргентал Корректор С,Шекмар

Редактор А.Коэориз

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

Заказ 3042 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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