Способ градуировки датчика теплового потока Советский патент 1984 года по МПК G01K19/00 

Изобретение относится к теплометрии и может быть использовано при градуировке датчика теплового потока Известен способ градуировки датчи ка теплового потока, содержащий еледующие операции: проводят нагрев тер модатчика, заделанного в паз электро машины, путем пропускания через, него переменного электрического тока, который осуществляют на остановленной и охлажденной до температуры помещения машине при различных известных температурах окружающей среды и который сопровождается регистрацией значений тока и падения напряжения на термодатчике; при этом определяют подведенную к нему мощность при различных установившихся значениях силы .тока, по полученным данным .в произво дительном масштабе строят две кривые зависимостей сопротивления термодатчика от температуры и от подведенной мощности, и по величине отрезка межд точками пересечения каждой кривой с осью ординат устанавливают действительное значение масштаба температуры для кривой мощности. Являющееся действительной характеристикой термодатчика Г1 J. Недостатком этого способа являетс его сложность и низкая производительность процесса, так как получение искомой характеристики осуществляется с помощью громоздких графических построений. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ градуировки датчика теплового потока путем размещения его на теплостоке, формирования через датчик направленного теплового потока, измерения генерируемой датчиком термо-ЭДС и последующего определения коэффициента преобразования по отношению количест ва подведенной энергии к измеренной термо-ЭДС 2. Однонаправленный тепловой поток через градуируемый датчик теплового потока согласно известному способу формируют с помощью электрического нагревателя, плоский торец которого цлотно прижимают к теплометру, а другие поверхности его окружают изоляцией с компенсационным обогревом. Отводят тепловой поток в водоохлаждаемый теплосток. Недостатком известного способа градуировки является низкая производительность, обусловленная большой длительностью выхода на стационарньй тепловой режим, и сложностью компенсации боковых теплопотерь с нагревателя, Целью изобретения является повышение производительности процесса градуировки. Цель достигается тем, что согласно способу градуировки датчика теплового потока, включающем размещение датчика на теплосТоке, формирование через датчик направленного теплового потока, измерение генерируемой датчиком термо-ЭДС и последующее определение коэффициента преобразования по отношению количества подведенной энергии к измеренной термо-ЭДС, формирование теплового потока осуществляют, пропуская через датчик стабилизированный переменный электрический ток, величину термо-ЭДС датчика определяют по постоянной составляющей напряжения на выходе датчика и вычисляют коэффициент преобразования по формуле К - F-e где Р - мощность электрического тока; е - термо-ЭДС датчика; F - площадь датчика; cL - коэффициент пропорциональности, заданный для конкретного типа датчика. Коэффициент пропорциональности определяют экспериментальным или расчетным путем, причем его численная величина не превьш1ает 0,5. На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит источник 1 стабильного переменного электрического тока, ключ 2, вольтметр 3 переменного -тока, микровольтметр 4 постоянного тока, разделительные конденсаторы 5 и 6, резистор 7, термостат 8, теплосток 9 и градуируемый датчик 10 теплового потока. В соответствии с предлагаемым способом градуируемый датчик 10 теплового потока устанавливают на теплосток 9, замыкают ключ 2 и рассеивают мощность стабилизированного переменного тока по толщине на датчике 10 3 теплового потока. После выхода датчи ка теплового потока на стационарный тепловой режим регистрируют по показанию микровольтметра 4 постоянного тока постоянную составляющую суммарного электрического напряжения на вы ходе датчика 10 теплового потока. Вычисляют по рабочей формуле коэффициент преобразования датчика теплового потока. При этом электрическая мощность, рассеиваемая в датчике теплового потока, определяется по формуле ,.2 Р где и - величина напряжения переменного тока, подводимого к датчику теплового потока от . источника 1; R - электрическое сопротивление датчика теплового потока. Расчет определения теплового потока по толщине датчика теплового потока показывает, что коэффициент пропорциональности в формуле для расчета коэффициента преобразования составляет 0,5 в случае однородной структуры датчика теплового потока и идеальной теплоизоляции поверхност датчика теплового потока, несоприкасающейся с теплостоком. В реальных условиях датчик теплового потока всегда имеет какую-то неоднородность (Структуры, и имеются теплопотери со 3 свободных поверхностей датчика теплового , в связи с чем коэффициент будет несколько меньше 0,5. Пример. Датчик теплового потока марки ДТП-0,5 устанавливают на термостатируемой поверхности теплостока. Регулируют параметры термостока так, чтобы показание микровольтметра было нулевым. На датчик теплового потока подают напряжение переменного тока 12 В при частоте 300 Гц. Вычисляют количество тепловой энергии, вьщеляемое в датчике теплового потока, соответствующее напряжению 12 В, Измеряют постоянную составляющую на выходе датчика теплово- го потока микровольтметром и внчисляют коэффициент преобразования, используя экспериментально полученный ранее коэффициент пропорциональности оС (для данного типа датчиков). Затем перечисленные операции повторяют при напряжениях 8,15 В и 17 В и вычисляют среднее значение коэффи1щента преобразования для трех указанных напряжений. Предлагаемый способ позволяет существенно повысить производительность процесса градуировки датчика теплового потока, так как градуировка сводится к нескольким простым операциям. По сравнению с известным способом производительность процесса градуировки увеличена примерно в пять раз.

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКА ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, включающий размещение датчика на теплостоке, формирование через датчик направленного теплового потока, измерение генерируемой датчиком термо-ЭДС и определение коэффициента преобразования по отношению количества подведенной энергии к измеренной термо-ЭДС.отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса градуировки, формирование теплового потока осуществляют, пропуская через датчик стабилизированный переменньа электрический ток, величину термо-ЭДС датчика определяют по постоянной составляющей напряжения на выходе датчика и вычисляют коэффициент преобразования по формуле ot-P К F-e i где Р - -МОЩНОСТЬ электрического тока; е - термо-ЭДС датчика; (Л Р площадь датчика; 0 коэффициент пропорциональности, заданный для конкретного типа датчика. х 00 00