Способ измерения температуры

 

З т

Оп ИСАН*ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (), 446773

Союз Советскнн

Социал ыстн нескин

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЙЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено2003. 72 (2(}I76ITB9/Х8-I с присоединением заявки И- (51) М Кл.

&0Ik 7/I6

Гасударственный наынтат

Сааата Мнннстрав СССР аа далаы нзосретеннй н атнрытнй (32) Г)риоритет—

Опубликовано 5 0. 74юллетень № (46),Дата опубликования описания 14Л1.74 (53) УДК

536. 53I (OSB. 8) 1 (72) Авторы Б.И.Гиль,Р.Я.Мазурак,В.И.#ах,И.Ф.Паляныця и Б.И.Стаднык изобретения (71) Заявитель (54)СПОСОБ ИЗ .ПРЕБИ ТЕЛПРАТУРЫ

Изобретение относится к области измерения высоких температур.

Известно, что для измерения высоких температур в лабораторных и про .ышленных условиях, а также для воспроизведения междуйародной температурной шкалы широко используют термометры сопротивления, включенныв по четырехпроводной схеме. С целью изоляции выводов термометров сопротивления применяется изоляционная керамика из окиси алюминия, ультрафарфора, окиси бериллия и других изоляцйонных материалов.

При измерении высоких температур (свыше 8D0-900 С) происходит понижение электроизоляционных свойств керамических изоляторов выводов термометра, что приводит к шунтированию токовых и потенциальных выводов и, следовательно, к возникновению погрешностей измерения температуры. Эта погрешность с повышением верхнего предела измеряемой температуры увеличивается и может достигать недопустимо большого значения.

"Э

Для повышения точности измерения температуры предлагается способ, согласно которому измеряют сопротивление термометра при расположении пар токовых и потенциальных выводов в каналах изоляторов в перпендикулярных плоскостях, затем измеряют сопротивление термометра при расположении этих же пар выводов в параллельных плоскостях, после чего измеряют сопротивленйе любой пары выводов и по полученным величинам и известным параметрам линии определяют истинное значение сопротивления термометра, а сле 5 довательно, и искомую температуру.

На фиг.I показана электрическая схема описываемого термометра сопро.тивления; на jar.2 — керамический изолятор выводов; на фиг.3 — - собран-20 ный пакет термометра; на иг.4— электрическая схема выводов в виде распределенных параметров Г и g на фиг.5 — схема расположения термометра сопротивления по координатвМ.

Процесс измерения температуры

Используя граничные условия !.,(О) = !.!! (О) = О „() = uz()

),(L) 4й)=+- (5) гдв и — действительное значение сопротивления чувствительного элемента при температуре t, найдем после решения дифференциальных уравнений (I) постоянные коэффициенты. Измеренное значение сопротив. ления чувствительного элемента и равно:

К = ° ()

После алгебраических преобразований найдем для первого вариан45 та:

44677 по : редложенному способу заключается в том что на токовыв выводы (I, 2) или (3, 4) подается ток часть которого проходит через шунтирующее сопротивление (керамические изоляторы) в линии токовых и потенциальных выводов, а остальная часть проходит по чувствительному элементу R< .

В результате на потенциальных выводах (3, 4) или (2, 3) имеется некоторое напряженйе U 0, через которое определяется сопротивление чувствительного элемента R

Uо )5

П

В зависимости от степени шунтирования оно больше и и меньше . отличается от действительного значения Rw °

Керамические изоляторы выводов имеют четыре симметрично расположенных отверстия (продольные каналы), по которым проходят токовые и потенциальные выводы (фиг.2).

Очевидно, что собраннйй йакет термометра сопротивления (фиг.3) может быть выполнен в двух вариантах:

I) токовые выводы I и 3, потенциальные 2 и 4;

2) токовые выводы Х и 2, потенциальные 3 и 4.

В первом варианте токовые и потенциальныв выводы находятся пространственно во взаимно перпендикулярных плоскостях, а во втором варианте - в параллельных плоскостях. Эти два возможных варианта отличаются друг от друга, поскольку поперечная проводимость между точками I и 2 больше проводимости между точками Х и 3 и т.д., что приводит к различному взаимному влиянию различных пар проводов.

Выводы термометра сопротивления можно представить как линии с равномерно распределенными параметрами (о)иг.4), где !. - сопротивление единицы длйны вывода; у - попе- ао речная проводимость единицы длины изоляции между линиями I-3 и 2-4;

g - поперечная проводимость единицы длины изоляции между линиями

I-2 и 3-4, связанная с величиной ) м зависймостью

9 у2! ! 9

Для математического описания электрической схемы термометра

его располагают так, чтобы точки

I, 2, 3, 4 имели координату 0, а точкй 5 и С вЂ” координату (фиг.5).

Прйнимая во внимание, что для первого варианта . = -с,; !. = г q(<) — Us(<) = !-!z. (x) l)R (x) — ))4)) - l)g Ix) на основании известных выоажвний ьз теоретических основ элЬктротехники можно записать следующие уравнения

B -. () . Жт@)

8х — 3 г (х) „ =--2у О (x);

Вх

И Ь) . эй(х) — =.-2r i (х) — — =-2qUg"х).

Зх ex

Здесь 2g =)+g или 9+ г % 9 )г - д)= г) (2) Аналогично значение сопротивления

R< > можно определить как:

g Н р й(2 гд К) ) ( с )= RR

Зто сопротивление математически

5 выражается как сопротивление линии с распределенными электрическими параметрами г и g г, = Яц,(„ .g); (б) Таким образом, измерйв три ввли4MHH R gag К,, и j,2 и NC пользуя зависимость (2), путем решения системы уравне йй (Ф,5,6," определяем действительное значение измеряемого сопротивления чувствительного элемента термометра R .

Систему трех уравнениИ, (4,5

6) можно решить на вычислительйой машине, получая при этом с достаточной точностью значение сопротивления чувствительного элемента

R, а следовательно, и искомую температуру.

446772

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ измерения температуры с помощью четырехпроводных термометров сопротивления, заключающийся в измерении их сойротивлвний, отличающийся тем, что, 1о с целью повышения точности измерения температуры, измеряют сопротивление термометра при расположении пар токовых и потенциальных выводов в каналах изоляторов в nep)5, пендикулярных плоскостях, затем измеряют сопротивление термометра при расположении этих же пар выводов в параллельных плоскостях, после чего измеряют сопротивление любой пары выводов и по полученным величинам и известным параметрам линии определяют истинное значение сопротивления термометра, а следовательно, и искомую темйвз ратуру.

44 6 773

Сост авитель Г. БЮНЩ

РелакторС.ХЕЙфиц Тепрел H.Сенина

Ц!НН!!!И 1 осу.iарсгвенного коынiега Совета Министров (:CCP но делам нзобрспннй н открьинй

Москва, 1И035, Раушская наб., 4

Illa ÷íðíöòíñ «lier >i>., Москва, l 59, Б ре:кконская наб, 24

Заказ 3 3

Цз, М f18 т р 7i6

Полонское