Устройство для измерения среднеинтегрального значения температуры среды

 

Союз Советских

Сециалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (ll) г (Ь (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 240677(21) 2499783/18-10 с присоединением заявки й9(23) Приоритет(51)М. Кл.2

G 01 К 3/02

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений и открытий

Опубликовано 050879. Бюллетень Йо 29 т

Дата опубликования описания 05.0879 (53) УДК 536. 532

{088. 8) В. В. Власов, Ю. С.Иаталов, A. В.Трофимов, С.В.ПОномарев, A.Ê.Ïàíüêîâ, Е.Н.Зотов, A.A.×óðèêoâ и Н.П,Федоров (72) Авторы изобретения () аяВ ТЕЛЬ Тамбовский институт химического машиностроения

71 Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕИНТЕГРАЛЬНОГО

ЗНАЧЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕД.1!

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения темпераутры среды с неоднородным температурным полем и произвольно заданной весовой функцией.

Известно устройство для определения среднеинтегрального значения температуры, содержащее несколько термопар,установленных в нескольких точках по толщине образца tl). недостаток этого устройства заключается в не- возможности непосредственного изме- рения среднеинтегрального значения температуры при произвольно заданной весовой Функции. Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения среднеинтегрального значения температуры среды, содержащее измеритель и термометр сопротивления, выполненный в виде последовательно включенных терморезистОрОв с ОдинакОвымн значениями нача льного сопротивления, пропорциональными соответствующему им контролиру емому объему (2). Недостатком устройства является невысокая точность при .Произвольно заданной весовой функ.ции.

Целью изобретения являетСя повышение точности измерения среднеинтегральной температуры при произвольно заданной весовой функции. Указанная цель достигается тем, что в устройстве каждый терморезистор выполнен с начальным сопротивлением, пропорциональным значению весовой функции на контролируемом им участке, и об- . ратно пропорциональным значению температурного коэффициента сопротивления материала терморезистора. Такое выполнение терморезисторов . обеспечивает возможность непосредственного измерения среднеинтегрального значения температуры среды. Повышение точности измерений достигается эа счет уменьшения погрешности, связанной с обработкой результатов измерений.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения температуры.

Термометр сопротивления состоит из нескольких последовательно включенных терморезисторов 1, 2, 3 и 4, каждый из которых контролирует определенный участок 5 среды. Значения начальных сопротивлений терморезисторов, при которых суммарное измеI с +et- И

4 имента. В результате в образцах воэикает неоднородное температурное оле и температура терморезисторов зменяется. Соответственно изменяется сопротивление терморезистороь, причем, как это следует из изложен- ого выше, суммарное оммическое сопротивление последовательно включенных ерморезисторов изменяется пропорионально среднеинтегральному значеию температуры образца. Измеряя. суммарное изменение оммического сопотивления последовательно включаных терморезисторов с помощью любой змерительной схемы или прибора, получают информацию об изменении средне-. нтегрального значения температуры образца.

Непосредственное измерение среднеинтегрального значения температуры беспечивается тем, что каждый терорезистор выполнен с определенным начальным сопротивлением. Повышение точности достигается тем, что при непосредственном измерении среднеинтегрального значения температуры образца отпадает необходимость в применении сложных счетно-решающих устройств, вносящих дополнительную погрешность. Исключение счетно-ре" ающих устройств из экспериментальной установки способствует также ее упрощению и удешевлению.

678332 нение сопротивления термометра, иэ- р меряемое прибором 6, будет пропорци- н онально изменению среднеинтеграль- п ного значения температуры среды, оп- и ределяется из соотношения е

8(t )= $9(x> U(x,t)-.Uo dx=KK R ;Ch„U(x, t)-U 5 н о 11 1 где S (t) - среднеинтегральное значение температуры среды на ц участке (8, 8 ); н

R - начальное сопротивление

01

i-ro терморезистора при р начальной температуре Ц,„ н

< „ — температурный коэффициент и сопротивления материала, йэ- которого изготовлен 15 и

1-й терморезистор, U(x t)- температура i-го терморезистора;

К - коэффициент пропорциональ- о ности, м

Заменяя интеграл в левой части суммой, получим

n ,1"-9(x;)/U(x t (о аx„=KG о,а(„. U(X;,4)-И где ах; - величина участка среды, контролируемого i-м терморезистором; р(.х;)- среднее значение весовой функции на участке среды, контроли- щ руемом i-м терморезистором.

Для того, чтобы последнее равенство было выполнено, достаточно, чтобы были равны соответствующие члены в его левой и правой частях.

p(x )((;,t)-u )ax,,=Kit ° cL (ll(ll,t) U ), 35

Формула изобретения

Устройство для измерения среднеинтегрального значения температуры среды с неоднородным температурным полем и с произвольно заданной весовой функцией, содержащее термометр, выполненный в виде последовательно включенных терморезисторов, и измеритель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, каждый термореэистор выполнен с начальным сопротивлением, пропорциональным значению весовой функции на контролируемом им участке и обратно пропорциональным значению температурного коэффициента сопротивления материала терморезистора.

ИстоЧники инфррмации, принятые во внимание при экспертизе

) "т. е. значения начального сопротивления

R, каждого терморезистора должны ать равны

9(xg ) dx„.. 40 о К ц(„д.; где K = — - коэффициент йропорцио

Х

k нальности.

Таким образом, начальные сопротив- 45 ления В „последовательйо включенных термореэйсторов при начальной температуре Uo должны быть пропорциональны величине лХ„ контролируемого каждым иэ них участка среды и среднему 50 значению весовой функции Я(х„) на этом участке и обратнб -йропорцйональным значению температурного коэффициента сопротивления с(.„ материала, из которого выполнен соответствую- 55 щий резистор.

Образцы исследуемого материала обогреваются так, как это требуется по условиям теплофиэического экспе-

1. ВласоВ В.В. и др. Теплофизи- ческие измерения. Тамбов, Издательство ВНИИРТМАИ, 1975, с . 47.

2. Авторское свидетельство

Р 238S23 кл. G 01 К 3/02, 1969.

° ° (6 78332

Составитель O.Князев

Редактор Л.Тюрина Техред,М. Петко Корректор М.ВнгУла

Заказ 4559/30 Тираж 7бб .Подписное

ЦНИИПИ Фэсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4