Способ определения погрешности контактных термодатчиков

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность определения погрешности контактных термодатчиков , обусловленной теплоотводом по их выводам. Способ заключается в регистрации показаний двух термодатчиков и их разности, различающихся вдвое общим погонным тепловым сопротивлением их выводов , для двух заведомо различных значений температуры контролируемого объекта, в изотермической зоне которого установленытермодатчики. При этом второе значение температуры объекта выбирают таким, чтобы показание термодатчика с меньшим тепловым сопротивлением выводов совпало с первым показанием другого термодатчика, имеющего большее тепловое сопротивление выводов. Проверяют соответствие полученных разностей показаний термодатчиков линейной зависимости их от температуры и, если такая зависимость выполняется, то разность показаний термодатчиков для второго значения температуры объекта принимают за погрешность термодатчика с большим тепловым сопротивлением выводов. Способ реализован с использованием двух термопар, различающихся вдвое количеством термоэлектродных проводов. 6 ил. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 4635275/10 (22) 17;10.88 (46) 23.04.91. Бюл. М 15 (72) А,И.Брюшинин (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство ЧССР

N 213668, кл. 6 01 К 7/02, 01.04.84.

Ярышев Н.Я. Теоретические основы измерения нестационарных температур. — Л.:

Энергия, 1967, с. 244 — 246. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ КОНТАКТНЫХ ТЕРМОДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность определения погрешности контактных термодатчиков, обусловленной теплоотводом по их выводам. Способ заключается в регистрации показаний двух термодатчиков и их разности, различающихся вдвое общим погонным тепловым сопротивлением их вывоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры поверхности тонкостенных и неметаллических объектов, проволочных нагревательных элементов, а также температуры потока газа или жидкости в пристенном слое.

Цель изобретения — повышение точности определения погрешности, обусловленной теплоотводом по выводам контактных термодатчиков, путем учета ее зависимости от температуры.На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, с использованием двух термопар; на фиг. 2— размещение термопар на токопроводящей основе сетчатого нагревательного элемен„„5U „„1643955 А1 дов, для двух заведомо различных значений температуры контролируемого объекта, в изотермической зоне которого установлены. термодатчики. При этом второе значение температуры объекта выбирают таким, чтобы показание термодатчика с меньшим тепловым сопротивлением выводов совпало с первым показанием другого термодатчика, имеющего большее тепловое сопротивление выводов. Проверяют соответствие полученных разностей показаний термодатчиков линейной зависимости их от температуры и, если такая зависимость выполняется, то раз- . ность показаний термодатчиков для второго значения температуры объекта принимают за погрешность термодатчика с большим тепловым сопротивлением выводов. Способ реализован с использованием двух термопар, (/ различающихся вдвое количеством термоэлектродных проводов, 6 ил. та; на фиг, 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4 — вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 — размещение термопар пластинчатого типа на поверхности теплоизоляционного материала. разрез; на фиг. 6.— вид 8 на фиг. 5.

Устройство (фиг. 1) содержит две термопары 1 и 2, различающиеся вдвое количест80М отведенных от спаев термоэлектродных проводов 3 и 4, одинаковых по материалу, диаметру и ориентации относительно поверхности контролируемого объекта 5. т.е. погонным тепловым сопротивлением их выводов, и подключенные к регистрирую-. щим приборам 6 и 7. Для подключения четырехэлектродной термопары 1 к регистрирующему прибору 6 используется любая пара ее разнородных проводов 3. При

1643955 этом два оставшихся провода обеспечивают только дополнительный (по отношению к термопаре 2) тепловой поток через ее спай и на достаточно большом (более 100 мм) расстоянии от спая размещаются произвольно без электрического контакта между собой или обрываются. Обе термопары 1 и

2 размещают в изотермической зоне контролируемого объекта 5.

Способ осуществляют следующим образом.

При фиксированной (но не известной) температуре Т контролируемого объекта 5, при которой необходимо определить погрешность термопары 2, регистрируют показания

11 и т2 термопар 1 и 2 соответственно и определяют разность показаний Л t = t2—

-t1, Затем регистрируют разность показаний Лt = 1г — t1 термопар 1 и 2 и

I I I показание t1 термопары 1 при другой температуре контролируемого объекта 5 Т, 1 при которой показание t1 термопары 1 равно ранее полученному показанию t2 термопары 2, После этого проверяют соответствие полученных значений разностей Л t и At соотношению

ht t1 t1

= — г =

Ж 11 12 и при выполнении этого соотношения значение разности At принимают за погрешI ность термопары 2, При значительной величине отношения — — — погрешность термопары 2 боAt At

11 лее точно может быть расчитана по формуле йл .i) Af. Ь

6 -Лс г — Л!

Соотношения (1) и (2) получены, исходя иэ предположения, что вызываемый установкой термопары перепад температур в объекте может быть принят линейно зависящим от величины теплового потока по ее выводам (термоэлектродам), а величина этого теплового потока — линейно зависящей от температуры спая термопары в пределах варьирования температуры объекта. Тогда выполнение соотношения (1) с точностью до инструментальной погрешности средств измерения температуры объекта позволяет пренебречь зависимостью от температуры теплофизических свойств объекта, термопар и их выводов, условия теплообмена выводов с окружающей средой, геометрических параметров объекта и выводов.

При размещении термопар 1 и 2 на сетчатом нагревательном элементе с токопроводящей основой 8 (фиг. 2-4) они устанавливаются в разных ячейках сетки, 5 При этом термоэлектродные провода 3 и 4 термопар 1 и 2 привариваются контактной электросваркой к проволокам основы 8 на равных расстояниях от проволок "утки"

ЖЖ 9 и образуют спаи, распределенные

10 по периметру поперечных сечений проволок,основы. Однородные термоэлектродные провода 3 и 4 термопар 1 и 2 отводятся от сетки под одинаковыми углами и прокладываются вдоль сетки на равных расстояниях

15 от нее на длине, существенной для теплообмена с сеткой излучением и конвекцией.

Электроизолирующее покрытие термозлектродных проводов снимается на одинаковых грилега:ощих к спаям участках, При

20 одних и тех >ке условиях теплообмена с обеих сторон .сетки термоэлектродные провода термопары 1 могут быть отведены попарно на обеих сторонах сетки (фиг. 3, пун кти р).

25 При измерении температуры тонкостенного листа (фиг, 5 и 6) термопары 1 и 2 размещаются на наружной поверхности мягкого теплоизоляционного мата 10, покрывающего обечайку 11, и выполняются в

30 виде одинаковых металлических пластин 12 с приваренными к ним термоэлектродными проводами 3 и 4. Пластины 12 могут быть приклеены или пришиты к теплоизоляционному мату 10 в изотермической зоне так, 35 чтобы расстояние между ними было достаточно большим для исключения взаимного влияния вносимых ими возмущений температурного поля теплоизоляционного мата

10. Примыкающие к пластинам 12 участки

40 однородных термоэлектродных проводов оасполагаются по отношению к поверхности теплоизоляционного мата 10 геометрически подобно на существенной для теплообмена с этим же матом длине. При

45 пренебрежимо малом градиенте температур на пластинах 12 геометрическое подобие в размещении термоэлектродных проводов на пластинах не обязательно.

Необходимая идентичность термоэлек50 тродных проводов, например, в случае их принадлежности к различным партиям материала может быть установлена путем сравнения показаний изготовленных из них термопар при измерении заведомо однои и

55 той же температуры объекта.

Формула изобретения

Способ определения погрешности контактных термодатчиков, заключающийся в регистрации показаний двух размещенных

164395Г в изотермической зоне контролируемога объекта однотипных термодатчиков, различающихся вдвое погонным тепловым сопротивлением их выводов, одинаково о риентиро ванн ых относител ьно поверхности контролируемого объекта, при одном значении его температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определяют разность At показаний термодатчиков для данного значения температуры контролируемого объекта и дополнительно регистрируют разность Лt показаний терI модатчиков и показаний ti термодатчика с меньшим тепловым сопротивлением выводов для другого значения температуры контролируемого объекта, при котором показание ц совпадает с первым показанием

I другого термодатчика, и при выполнении

5 соотношения

Лт tr

Ж" где 1 — первое показание термодатчика с

1О меньшим тепловым сопротивлением выводов, величину Лt принимают за погрешность

Ф

-, термодатчика с большим тепловым сопротивлением выводов.

1643955

Составитель В. Голубев

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор О. Головач

Заказ 1233 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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