Способ измерения температуры термопарами, измерительная информационная система для его осуществления и температурный переходник

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях конструкций для определения их поверхностных температурных полей. Заявлен способ измерения температуры термопарами, в котором располагают в районе свободных концов термопар терморезистор. Измеряют электрическое напряжение термопар и измеряют электрическое сопротивление терморезистора. Определяют температуру терморезистора и электрическое напряжение термопар свободного конца по соответствующей их типу температурной характеристике и температуре терморезистора. Суммируют результат измерения электрического напряжения термопар с их электрическим напряжением свободного конца и определяют температуру рабочего конца термопар. Вторым объектом изобретения является измерительная информационная система для измерения температуры термопарами с каналами измерения электрического напряжения термопар и электрического сопротивления терморезисторов универсального измерителя, в которой один или несколько терморезисторов канала измерения сопротивления установлены в местах расположения свободных концов термопар. Также заявлен температурный переходник с входным разъемом и выходным разъемом ответного типа, в пространстве между которыми расположен терморезистор. Технический результат: повышение точности измерений. 3 н.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретения относятся к технике измерения температуры термопарами и предназначены, например, для использования в многоканальных и многоточечных измерительных информационных системах тепловых испытаний конструкций при определении их поверхностных температурных полей, в частности в авиационно-космической отрасли.

Современный летательный аппарат имеет весьма сложную конструкцию, которая при минимальном весе должна обладать необходимой прочностью. Приходится проводить специфические экспериментальные исследования (испытания) в широком диапазоне воздействий (сил и температур) [Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. М., «Машиностроение», 1974]. Воспроизведение полетных температурных режимов крупных натурных конструкций в лабораторных условиях при создании новых современных объектов авиакосмической техники является чрезвычайно важной и сложной научно-технической задачей. Для целей измерения температур здесь широко используют термоэлектрические преобразователи, называемые термопарами [ГОСТ Р 8.585-2001]. В таком эксперименте одновременно может быть использовано до 500÷2000 штук термопар, сигналы с которых измеряют с помощью крупных измерительных информационных систем и комплексов [«Информационно-измерительная система «Прочность». Сборник работ по измерительным и вычислительным системам для исследования аэродинамики, динамики и прочности летательных аппаратов. Труды ЦАГИ, выпуск 2105, Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 1981].

Известно использование при испытаниях конструкций летательных аппаратов измерительных информационных систем для измерения температуры термопарами [Измерительное устройство системы СИТ-ЦВС. А.И.Беклемищев, В.М.Бреннерман. Приборы, установки и методы испытаний на прочность (сборник работ). Труды ЦАГИ, выпуск 1289, Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 1971], что характеризует следующие широко известные объекты, аналогичные защищаемым.

Широко известен способ измерения температуры термопарами, при котором температуру свободных концов компенсируют с помощью температурнозависимого резистивного моста тем, что его выходной сигнал суммируют с сигналом термопары на входе измерительного усилителя системы.

Широко известна измерительная информационная система «СИТ-ЦВС», в которой на входе ее измерительного усилителя последовательно с подключенной термопарой своим выходом включен температурнозависимый резистивный мост, запитанный от источника постоянного напряжения.

Недостатками этих объектов являются: возможность измерения температуры только хромель-алюмелиевыми термопарами, обязательное наличие источника питания моста, необходимость индивидуальной калибровки моста, внесение дополнительного сопротивления (моста) на вход измерительного усилителя, что определяет существенную трудоемкость подготовки системы для работы, вызывает дополнительные погрешности измерения при ограничении использования только одного типа термопар.

Широко известно обычное соединение (пайкой) свободных концов термопар с медными проводниками на входе измерительного оборудования, которое может быть рассмотрено (в широком смысле) как конструктивный элемент - температурный переходник между термопарами и измерительным оборудованием [Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. М., «Машиностроение», 1974, Рис.6.26, стр.226] [Серьезнов А.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М., «Машиностроение», 1976, Рис.7.1а, стр.126], однако здесь нет возможности разъемной коммутации термопар и получения информации о температуре их свободных концов, сложно обеспечить одинаковую температуру свободных концов для группы термопар.

Известны также объекты, информация о которых представлена в специализированной литературе: Информационно-измерительная система «Прочность». Сборник работ по измерительным и вычислительным системам для исследования аэродинамики, динамики и прочности летательных аппаратов. Труды ЦАГИ, выпуск 2105, Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 1981. Здесь в разделе «Измерительная часть системы» на страницах 20-К31 подробно изложен метод, принцип и особенности измерения температуры термопарами при теплопрочностных испытаниях авиационных конструкций, что характеризует следующие объекты, наиболее близкие защищаемым.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу измерения температуры термопарами является способ, при котором температуру свободных концов компенсируют с помощью температурнозависимого компенсационного резистивного моста, который располагают в каждом входном блоке фильтров, к которому непосредственно подключают группу однотипных термопар, с сигналом которых суммируют сигнал компенсационного моста соответствующей группы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой измерительной информационной системе является система с коммутаторами датчиков на входе, управляемыми контроллером по сигналам компьютера и измерителем на выходе коммутаторов датчиков, результаты измерения которого через контроллер передаются в компьютер. На входе каждого коммутатора датчиков установлен свой блок фильтров, который имеет свой компенсационный резистивный мост и к которому подключена группа однотипных термопар. Компенсационный мост запитывается от источника постоянного напряжения измерителя, и его выходная цепь включена последовательно с подключаемой коммутатором датчиков термопары из своей группы. Измеритель имеет перестраиваемую структуру для измерения электрического напряжения термопар и электрического сопротивления терморезисторов.

Для этих объектов имеется возможность использовать различные типы термопар, и температура свободных концов группы и температура соответствующего компенсационного моста достаточно близки. Однако требуется группировка однотипных термопар по блокам фильтров и свой компенсационный мост (разный для разных типов), который требует специальной индивидуальной калибровки и регулировки, что вызывает значительную трудоемкость подготовки системы к работе и ограничивает универсальность использования. Требуется источник постоянного напряжения для каждого компенсационного моста, вносится дополнительное сопротивление (выходной цепи моста) на вход измерителя, что усложняет выполнение системы и вызывает дополнительные погрешности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому температурному переходнику является устройство соединения термопар к измерительному оборудованию, представляющее собой многоконтактный разъем, на котором термопары объединяются в группу (по 8 штук) с одной температурой свободных концов [Измерительное устройство системы СИТ-ЦВС. А.И.Беклемищев, В.М.Бреннерман. Приборы, установки и методы испытаний на прочность (сборник работ). Труды ЦАГИ, выпуск 1289, Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 1971, стр.36], однако здесь при возможности разъемной коммутации термопар и обеспечении одинаковой температуры свободных концов для группы термопар нет возможности получения информации о температуре их свободных концов.

Задачей и техническим результатом настоящих изобретений является уменьшение затрат на их реализацию, уменьшение трудоемкости подготовки их к работе, упрощение и универсализация при использовании различных типов термопар, повышение точности измерения.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в способе измерения температуры термопарами, заключающемся в том, что рабочий конец термопар размещают в измеряемой зоне, а свободные концы выводят из измеряемой зоны и подключают к измерительному оборудованию, располагают в районе свободных концов термопар терморезистор, измеряют электрическое напряжение термопар, измеряют электрическое сопротивление терморезистора, определяют температуру терморезистора по его температурной характеристике и результату измерения его сопротивления, определяют электрическое напряжение свободных концов термопар по соответствующей их типу температурной характеристике и температуре терморезистора, суммируют результат измерения электрического напряжения термопар с их электрическим напряжением свободных концов, определяют температуру рабочего конца термопар по соответствующей их типу температурной характеристике и результату соответствующего суммирования.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в измерительной информационной системе для измерения температуры термопарами с каналами измерения электрического напряжения термопар и электрического сопротивления терморезисторов универсального измерителя, через контроллер связанного с компьютером, один или несколько терморезисторов канала измерения сопротивления установлены в местах расположения свободных концов термопар, преимущественно в разъеме подключения термопар к системе.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в температурном переходнике в непосредственной близости с входным разъемом установлен выходной разъем ответного типа, в пространстве между разъемами расположен терморезистор, подключенный к определенным контактам выходного разъема, все или кроме подключенных к терморезистору одноименные контакты разъемов электрически запараллелены.

Фиг.1 иллюстрирует измерительную информационную систему, осуществляющую заявляемый способ измерения температуры термопарами, Фиг.2 - температурный переходник.

На чертежах показаны: термопары 1, терморезисторы 2, входные разъемы 3, удлинитель 4, ключевые элементы 5, коммутатор 6 датчиков, программируемый измеритель 7, контроллер 8, компьютер 9.

Термопара 1 состоит из двух проводников (термоэлектродов) из разнородных материалов и имеет соединенный рабочий конец (горячий спай), располагаемый в точке измерения температуры конструкции, и свободные концы (холодный спай), выводимые из зоны измерения температуры в зону подключения к измерительному оборудованию.

Терморезистор 2 (термометр сопротивления) представляет собой резистор, имеющий известную зависимость электрического сопротивления от его температуры и предназначенный для измерения температуры объектов. Подключается к измерительному оборудованию, как правило, по четырехпроводной схеме.

Входной разъем 3 является многоконтактным конструктивным элементом, к которому с одной стороны подсоединяются (припаиваются) необходимые гибкие электропроводники, с другой - имеются разъемные контакты для механического соединения с ответным элементом разъема измерительного оборудования. Имеет, как правило, защитный корпус. В данном случае к разъему припаяны термоэлектроды используемых термопар.

Удлинитель 4 - это медный многожильный кабель определенной (необходимой) длины с припаянными разъемами на его концах для сопряжения двух электрических устройств, находящихся на расстоянии друг от друга, в данном случае входных разъемов с термопарами и измерительного оборудования.

Ключевой элемент 5 имеет электрически несвязанные четыре канала коммутации (4 входа и 4 выхода) и управляющий вход и является многоканальным (здесь четырехканальным) коммутирующим элементом, по сигналу его управления «замыкающим» ключи каналов.

Коммутатор 6 датчиков имеет определенное число аналоговых четырехканальных входов, один четырехканальный выход, дискретный управляющий вход, состоит из ключевых элементов (по одному для каждого входа) и предназначен для выборочного (последовательного) подключения датчиков к измерительному оборудованию системы.

Программируемый измеритель 7 имеет четырехпроводный аналоговый вход, цифровой выход результатов измерений, управляющий режимом измерения вход и предназначен для выработки цифрового сигнала результатов измерений электрического напряжения термопар и электрического сопротивления терморезисторов.

Котроллер 8 имеет двунаправленный компьютерный шинный вход, цифровой вход результатов измерений, управляющий режимом измерения выход, управляющий коммутацией датчиков выход и предназначен для организации взаимодействия и формирования сигналов функционирования системы.

Компьютер 9 имеет двунаправленный компьютерный шинный выход и по программе выполняет функции выдачи команд управления работой системы, приема и обработки результатов измерений, их хранения, отображения и оформления (печати).

Работа заявленных технических решений основана на следующем.

Государственный стандарт Российской Федерации, ГОСТ Р 8.585-2001 Государственной системы обеспечения единства измерений «ТЕРМОПАРЫ» устанавливает номинальные статические характеристики (НСХ) преобразования термопар (13 типов). НСХ термопары - это номинально приписываемая термопаре данного типа зависимость ТЭДС «Е» (термоэлектродвижущая сила) от температуры рабочего конца «Т» при постоянно заданной 0°C температуре «То» свободных концов, выраженная в милливольтах. Стандарт для всех типов термопар определяет НСХ в двух формах: прямая - «E(T)» и обратная - «T(E)».

Выходное напряжение термопары «Евых» есть разность напряжений в рабочем конце «Ераб» (относительно другого конца при Т=0°C) и свободных концах «Есвоб» (относительно другого конца при Т=0°C) [Серьезнов А.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М., «Машиностроение», 1976, стр.126]:

Евыхраб - Есвоб.

Зная величину «Ераб»: Ерабвыхсвоб, по обратной НСХ «T(E)» можно определить искомую температуру Траб рабочего конца термопары: Траб=Т(Ераб).

Для этого выходное напряжение термопары «Евых» определяется измерением напряжения измерителем на свободных ее концах, а напряжение «Есвоб» может быть определено по прямой НСХ:

Есвоб=Е(Тсвоб), зная температуру «Тсвоб» свободных концов.

Следовательно: Траб=Т(Ераб), где: Ерабвых + Е(Тсвоб).

Температура «Тсвоб» термопар определяется здесь с помощью терморезистора, располагаемого в зоне свободных концов соответствующих термопар, по обратной НСХ термосопротивления, установленной Государственным стандартом российской федерации ГОСТ Р 8.625-2006 Государственной системы обеспечения единства измерений «ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗ ПЛАТИНЫ, МЕДИ И НИКЕЛЯ» (4 типа). НСХ термосопротивления - это номинально приписываемая терморезистору конкретного типа зависимость его сопротивления «R» от его температуры «Т», выраженная в Ом. Стандарт для всех типов терморезисторов определяет НСХ в двух формах: прямая - «R(T)» и обратная - «T(R)».

Измеряя сопротивление «Rсвоб» терморезистора в зоне свободных концов термопар, по обратной НСХ определяется его температура «Тсвоб»:

Тсвоб=T(Rсвоб).

В итоге температура рабочего конца термопары определена:

Траб=Т(Ераб),

где: Ерабвых + Е(Тсвоб); Тсвоб=T(Rсвоб);

Евых - результат измерения напряжения термопары;

Rсвоб - результат измерения сопротивления терморезистора.

Необходимые соответствующие температурные характеристики используемых термопар и термосопротивлений могут быть получены также соответствующими индивидуальными их калибровками, что (в конечном итоге) повышает точность измерения температур.

Поскольку температуру свободных концов термопар в данных изобретениях определяют вне зависимости от типа применяемых термопар, допускается одновременно использовать в одном эксперименте разные типы термопар (при известности НСХ этих типов), что обеспечивает высокую универсальность работы изобретений без дополнительных материальных затрат и отражается только в расчетах температур.

Заявляемые технические решения работают следующим образом.

Термопары, рабочие концы которых устанавливают для измерения температур в интересующих точках конструкций, как правило, группируют в территориальные группы и припаивают свободными концами к специальным компактным колодкам, чаще к разъемам, для дальнейшего подключения к измерительному оборудованию. В районе мест припайки (на колодке или внутри разъема) располагают для измерения температуры терморезистор. В этих условиях места припайки электродов этих термопар, образуя так называемые свободные концы термопар, и терморезистор имеют практически одинаковую температуру, что необходимо для реализации положительного эффекта.

Далее эти термопары и терморезистор подсоединяют к коммутатору датчиков, обеспечивающему сигналами управления контроллера по командам компьютера последовательное подключение их к измерителю, результаты измерения которого через контроллер передаются в компьютер, где по программе происходит определение значений интересующих температур.

Многолетний опыт построения и эксплуатации измерительных информационных систем для испытаний конструкций авиакосмической техники выявил некоторые широко используемые в настоящее время оптимальные конструктивно-функциональные особенности:

- четырехпроводное (как универсальное для термосопротивлений, тензорезисторов, тензорезисторных мостов и др.) подключение датчиков к измерительному оборудованию;

- опрос сигналов датчиков внешним коммутационным полем на 1000 и более входов;

- организация коммутационного поля отдельными универсальными выносными четырехканальными (четырехпроводными) коммутаторами, на 64 входа каждый: 8 разъемов по 8 датчиков;

- построение коммутаторов на базе четырехканальных ключевых элементов (микросхемы: 590КН2, 590КН5, 590КН10, 590КН13 и др.).

См. подробную информацию по рассматриваемым системам:

- Информационно-измерительная система «ПРОЧНОСТЬ». Сборник работ по измерительным и вычислительным системам для исследования аэродинамики, динамики и прочности летательных аппаратов. Труды ЦАГИ, выпуск 2105, Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 1981.

- Автономная передвижная тензометрическая система «ПРОЧНОСТЬ-А». А.И.Беклемищев, В.В.Шевчук, Ю.С.Ильин и др. Приборы и системы управления. Научно-технический журнал, №2, 1988.

- Опыт применения и перспективы развития сети измерительных информационных систем «ПРОЧНОСТЬ». А.И.Беклемищев, Е.Г.Зубов, Ю.С.Ильин, В.М.Ордынцев, В.В.Шевчук. Проектирование и расчет на прочность авиационных конструкций. Сборник статей. Труды ЦАГИ, выпуск 2628, Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 1997.

- Измерительная информационная система «ПРОЧНОСТЬ-2000» для испытаний на прочность современной авиакосмической техники. Е.Г.Зубов, Ю.С.Ильин, В.В.Шевчук. Авиакосмическая техника и технология. Научно-технический журнал, №3, 2003.

- Измерительная информационная система «ПРОЧНОСТЬ-4000». Е.Г.Зубов, Ю.С.Ильин, В.В.Шевчук. Материалы XVIII школы-семинара «Аэродинамика летательных аппаратов». Москва, Издательский отдел ЦАГИ, 2007.

- Измерительная система. Зубов Е.Г., Ильин Ю.С, Шевчук В.В. Патент РФ №2253842, 2005 г.

Коммутатор датчиков имеет несколько входных разъемов, по несколько четырехпроводных входов каждый, четырехпроводный выход и управляющий вход для выборочного подключения входов к выходу с помощью четырехканальных ключевых элементов. Сигналы управляющего входа могут быть дешифрированные или предпочтительно цифровые двоичные с дешифрацией сигналов управления четырехканальными ключевыми элементами в самом коммутаторе. Коммутаторы для реализации данных изобретений могут быть выполнены по любой известной схеме.

Коммутационное поле датчиков может быть образовано несколькими блоками коммутаторов любыми известными способами, преимущественно магистральным. Для управления коммутацией датчиков по сигналам шины компьютера контроллер формирует в коммутаторы соответствующие управляющие сигналы.

Выход коммутатора подключают ко входу программируемого измерителя, который по сигналам управления от контроллера устанавливает соответствующий режим измерения: электрического напряжения термопар или электрического сопротивления терморезисторов. Результаты измерений с выхода измерителя поступают на соответствующий вход контроллера и далее на шину обмена с компьютером для соответствующих (описанных) расчетов температур рабочих концов термопар.

Компьютерная программа работы системы естественно перед получением результатов измерений для правильного расчета температур должна заранее располагать следующей вводной информацией:

- количество, типы и соответствующие адреса подключения к системе используемых термопар и термосопротивлений;

- номинальные или индивидуальные обратные температурные характеристики всех используемых терморезисторов;

- номинальные или индивидуальные прямые и обратные характеристики всех используемых термопар.

Результаты расчетов измеряемых температур фиксируются в компьютере, отображаются на его дисплее и в соответствующих протоколах на печати.

Входные разъемы с подсоединенными к ним термопарами и терморезисторами (один для каждого разъема) можно подключать к соответствующим входным разъемам коммутатора непосредственно или через кабельный медный удлинитель, что позволяет в этом случае уменьшить общую длину используемых термопар и исключить дополнительные удлинительные компенсационные провода, применяемые для этого при соединении свободных концов термопары с измерительным оборудованием [Термопары и термометры сопротивления. Сводный каталог. М., Отделение НТИ по приборостроению, средствам автоматизации и системам управления, 1965] [Серьезнов А.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М., «Машиностроение», 1976, Рис.7.1а, стр.128], что, естественно, значительно снижает соответствующие затраты.

Поскольку на группу термопар применяется один терморезистор, удобней выполнить его в виде сменного (съемного) конструктивного узла, механически подключаемого по мере необходимости использования к конкретному в данный момент входному разъему с термопарами, что, кроме того, упрощает индивидуальную его калибровку.

Если имеется возможность обеспечить одинаковую температуру всего коммутатора (или даже группу коммутаторов) с входными разъемами термопар (например, помещением их в теплоизолированный объем), предпочтительней использовать один терморезистор для определения температуры свободных концов термопар. Этот терморезистор можно установить в отдельном входном разъеме и использовать такую конструкцию в качестве сменного (съемного) узла, механически подключаемого к любому входному разъему любого коммутатора датчиков.

Основная функциональная задача рассматриваемого температурного переходника - обеспечить подключение группы термопар к измерительному оборудованию с возможностью измерения измерительным оборудованием температуры в районе расположения свободных концов этой группы термопар. Температурный переходник представляет собой компактную конструкцию из двух взаимносочленяемых (вилка - розетка) разъемов с термосопротивлением в качестве датчика температуры. Разъемы расположены в непосредственной близости симметрично задними частями друг к другу, терморезистор - между ними. Вся конструкция может быть заключена в соответствующий кожух.

Входной измерительный кабель здесь представляет собой только группу термопар, припаянных свободными концами к входному разъему. Благодаря массивности контактов разъемов кабеля и переходника и жесткости их взаимного соединения температура свободных концов термопар и термосопротивления переходника практически одинакова. С помощью температурного переходника легко обеспечивать наращивание длины входных соединительных линий, используя его по назначению собственно переходника.

Являясь небольшим отдельным самостоятельным изделием, такой температурный переходник позволяет проводить отдельно (что очень важно) необходимую температурную градуировку его терморезистора без подключаемых термопар, обеспечивая простую взаимозаменяемость, универсальность и сменность использования, удобность транспортировки, хранения, сохранности характеристик и надежность длительное время в процессе эксплуатации.

При использовании прямоугольных многорядных разъемов с соответствующими монтажными печатными платами (для запараллеливания одноименных контактов разъемов) между рядами и наклеенным терморезистором обладает простой технологичной малозатратной конструкцией. Переходник может быть выполнен для передачи сигналов датчиков (термопары, термосопротивления, тензорезисторы) как по двухпроводной схеме, так и по четырехпроводной схеме, что предпочтительней для универсальности использования (дополнительно резисторные мосты).

Одноименные контакты используемых в переходнике двух разъемов запараллелены. К определенным (конкретным) контактам выходного разъема, соответствующим известным контактам входного разъема измерительного оборудования присоединены выводы терморезистора переходника. При этом необходимо учитывать соответствующие (параллельные) контакты его входного разъема: не подключать к ним никакие датчики либо оставить их свободными (не запараллеливать).

Такой температурный переходник с известной температурной характеристикой входящего в его состав терморезистора можно использовать и для получения температурных характеристик других подключаемых на его вход исследуемых терморезисторов, размещая их вместе с переходником в одном температурном пространстве (термостате), задавая известные температуры, измеряя сопротивления всех терморезисторов и по результатам измерений проводя соответствующие расчеты для исследуемых терморезисторов с учетом результатов измерений и характеристики терморезистора переходника.

Включая (даже без входных кабелей) температурный переходник напрямую на вход коммутатора, можно измерить температуру коммутатора. Располагая переходник в едином температурном пространстве свободных концов большой группы термопар, можно измерить температуру этих свободных концов. Можно использовать сам температурный переходник и в качестве просто датчика температуры, располагая его в нужном месте.

В итоге сущность данного способа заключается в том, что рабочий конец термопар размещают в измеряемой зоне, а свободный конец выводят из измеряемой зоны и подключают к измерительному оборудованию, располагают в районе свободных концов термопар терморезистор, измеряют электрическое напряжение термопар, измеряют электрическое сопротивление терморезистора, определяют температуру терморезистора по его температурной характеристике и результату измерения его сопротивления, определяют электрическое напряжение термопар свободного конца по соответствующей их типу температурной характеристике и температуре терморезистора, суммируют результат измерения электрического напряжения термопар с их электрическим напряжением свободного конца, определяют температуру рабочего конца термопар по соответствующей их типу температурной характеристике и результату соответствующего суммирования.

В итоге сущность данной измерительной информационной системы для измерения температуры термопарами с каналами измерения электрического напряжения термопар и электрического сопротивления терморезисторов универсального измерителя, через контроллер связанного с компьютером, заключается в том, что один или несколько терморезисторов канала измерения сопротивления установлены в месте расположения свободных концов термопар, преимущественно в разъеме подключения термопар к системе.

В итоге сущность данного температурного переходника заключается в том, что в непосредственной близости с входным разъемом установлен выходной разъем ответного типа, в пространстве между разъемами расположен терморезистор, подключенный к определенным контактам выходного разъема, все или кроме подключенных к терморезистору одноименные контакты разъемов электрически запараллелены.

По данным предложениям на предприятии выполнены соответствующие теоретические и экспериментальные исследования по реализации конкретных измерительных информационных систем и отработки методик, которые подтверждают реализуемость рассматриваемых технических решений и заявленного технического эффекта. В приложении на фотографиях приведена одна из реализованных конструкций температурного переходника на базе прямоугольных разъемов РП15-50: без корпуса: Фото 1 - вид с верху (на терморезистор), Фото 2 - вид снизу, Фото 3, Фото 4 и Фото 5 - виды слева, спереди и справа; с корпусом: Фото 6, Фото 7 и Фото 8 - виды слева, спереди и справа.

Реализация предложения при теплопрочностных испытаниях конструкций в авиакосмических отраслях науки и техники позволит значительно повысить эффективность и точность выполнения программ испытаний и их результатов, а, следовательно, надежность рекомендаций, выдаваемых промышленности, по совершенствованию испытуемых конструкций летательных аппаратов.

1. Способ измерения температуры термопарами, заключающийся в том, что рабочий конец термопар размещают в измеряемой зоне, а свободные концы выводят из измеряемой зоны и подключают к измерительному оборудованию, отличающийся тем, что располагают в районе свободных концов термопар терморезистор, измеряют электрическое напряжение термопар, измеряют электрическое сопротивление терморезистора, определяют температуру терморезистора по его температурной характеристике и результату измерения его сопротивления, определяют электрическое напряжение свободных концов термопар по соответствующей их типу температурной характеристике и температуре терморезистора, суммируют результат измерения электрического напряжения термопар с их электрическим напряжением свободных концов, определяют температуру рабочего конца термопар по соответствующей их типу температурной характеристике и результату соответствующего суммирования.

2. Измерительная информационная система для измерения температуры термопарами с каналами измерения электрического напряжения термопар и электрического сопротивления терморезисторов универсального измерителя, через контроллер связанного с компьютером, отличающаяся тем, что один или несколько терморезисторов канала измерения сопротивления установлены в местах расположения свободных концов термопар, преимущественно в разъеме подключения термопар к системе.

3. Температурный переходник с входным разъемом, отличающийся тем, что в непосредственной близости с входным разъемом установлен выходной разъем ответного типа, в пространстве между разъемами расположен терморезистор, подключенный к определенным контактам выходного разъема, все или кроме подключенных к терморезистору одноименные контакты разъемов электрически запараллелены.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться, в частности, в термометрии, особенно в быстротечных технологических процессах, и там, где можно быстро отреагировать на возможную разгерметизацию защитных гильз термопреобразователей путем измерения давления.

Изобретение относится к термометрии, а именно к контактным датчикам для измерения температуры как движущейся среды-теплоносителя в трубопроводах, так и для измерения температуры любой окружающей среды, например воздуха.

Термокоса // 2448335
Изобретение относится к термометрии, а именно к датчикам температуры, и предназначено для одновременного измерения температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, а также предназначено для полевого определения температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в телеметрической системе и системе терморегулирования космических аппаратов. .

Изобретение относится к резистивному термометру, состоящему из множества компонентов, по меньшей мере, включающему: по меньшей мере, одну подложку (1), состоящую, в основном, из материала, коэффициент теплового расширения которого, в основном, выше 10.5 ppm/K; по меньшей мере, один резистивный элемент (4), расположенный на подложке (1); и, по меньшей мере, один электроизолирующий разделительный слой (2), расположенный, в основном, между резистивным элементом (4) и подложкой (1).

Изобретение относится к измерительной технике, может использоваться в системах сбора данных в технологических устройствах, а также в медицинской практике. .

Изобретение относится к термометру сопротивления с по меньшей мере одним, зависящим от температуры электрическим элементом (1) сопротивления, который имеет по меньшей мере два соединительных контакта (8), основу (3), на которой элемент сопротивления имеет возможность закрепления таким образом, что он имеет возможность вхождения в хороший термический контакт с предметом, температура которого должна быть измерена, и с электрическими подводящими проводами (2, 5), которые предусмотрены для соединений электрических соединительных контактов (8) элемента сопротивления с измерительным прибором.

Изобретение относится к устройствам для измерения скорости движения потоков флюидов и может быть использовано в трубопроводном транспорте, а также при проведении геофизических и газодинамических исследований скважин.

Изобретение относится к способам определения термофизических величин и может быть использовано для определения температуры и деформации детали при их одновременном воздействии на деталь.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при определении коэффициента излучения поверхности материалов. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к тепловым измерениям и измерениям расхода углероводородных горючих и теплоносителей. .

Изобретение относится к устройствам тепла или холода и предназначено для оценки температурных изменений параметров микромеханических модулей. .

Изобретение относится к измерению температуры поверхности. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям температуры в зоне резания лезвийным инструментом с использованием термопары. .

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при измерении температуры на контактных участках режущего инструмента в процессе обработки заготовок различных марок сталей и сплавов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданном участке температуры, теплового потока и давления

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях конструкций для определения их поверхностных температурных полей

Наверх