Способ определения нестационарной температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/00 

Изобретение отнсм:йтся к тепловым измерениям и может быть использовано для измерений нестационарных температур жидкостей или газов. Известен способ определения нестационарной температуры, применяе мьй при измерениях в турбулентных потоках газов и жидкостей, заключающийся в региетрации показаний двух термопреобразователей и определении по ним искомого значения температуры C13. Йедостатком данного способа является иизкая точность определения температуры при наличии значительных пространственных ее градиентов. Наиболее близким к изобретению яв ляется способ определения нестациоиариой температуры посредством пропускания чер.ез термопрербразоваТель постоянного тока известной в аличйны и регистрации падения на нем напряжения и его первой пройзвбдаой через фиксированные пройезкуткй времени и определения по полученным значениям указанных велич; н искот ого значения температуры С 2}. : . ; ; ..: . -. Недостатком этого способа является низкая точность определения температуры из-за значительных Динамических погрешностей- на участках возрастания тe йIepaтypы, обусловлен ных инерционностью термопреобразователей. . : : ; : Цель изобретения - повышение очности определения температуры на участках ее возрастайия, . Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения нестационарной температуры посредст вом пропускания через термопреобраз ватель постоянного тока известной величины и регистрации падения на н напряжения и его первой производной через фиксированные промежутки времени, через термопреобразователь на отрезках времени, на которых выполн ется условие 1 где и - падение напряжения на термо преобразователе при пропуск нии через него постоянного тока известной величины IQ и - первая производная этого на пряжен1И ; С - постоянная величина, опреде ляемая из выражения Где с - теплоемкость термопреобразователя, о1- температурный коэффициент сопротивления термопреобразователя ; RQ- сопротивление термопреобразователя при 0°С; пропускают дополнительньй постоянный ток величиной где и и -t - соответственно величины падения напряжения на термопреобразователе и его первой произ- водйой в начале каждого из фиксированных промежутков времени, а искомую температуру определяют по регистрируемым в конце каждого промежутка времени Значениям тока и падения напряжения на термопреобразователе. На чертеже показана функциональная схема устройства, реализующего пр едложе н ньй с п ос о б. Устройство для реализации способа содержит источник 1 постоянного тока известной величины ID , масштабиру- кщие усилители 2 и 3, преобразователь А напряжение - ток, сумматор 5 токов, аналоговьй ключ 6, дифференциатор 7, масштабирующий усилитель 8, делители 9 и 10 напряжения, устройство 11 извлечения квадратного Корня, регистрирукяцее устройство 12, устройство 13 выборки-хранения, генератор 14.импульсов, компаратор 15, усилитель 16 напряжения, вычитатель 17 напряжений. Предложенной способ реализуется следу5ацим образом. Через термопреобразователь RQ, пропускается постоянный ток известной величины от источника 1 постоянного тока. Напряжение U , снимаемое с термопреобразователя, подается на функционапьньш преобразователь, состоящий из блоков 7,9,11 и 16, выходной сигнал которого равен и Этот сигнал подается на входы компаратора 15 и вычитателя напряжений 17, на другие входы которых подается сигнал с масштабирующего усилителя 2, В блоке вычитателя 17 напряжений предусмотрено деление выходного напряжения на величину, равную сопротивлению масштабного резистора RO Выходной сигнал вычитателя 17 напряжений, равньй ct через устройство 13 выборки-хранения и аналоговый ключ 6 подается на преобразователь 4. При этом генератор 14 импульсов вырабатывает импульсы с минимальными промежутками и длительностью, требуемыми условием получения минимальной погрешности измерения температуры и, в то же время, находящимися в пределах, необходимых для нормальной работы устройства выборки-хранения, а аналоговый ключ 6 открывается выходным сигналом компаратора 16 при условии, если . 1о При этом хранящеесяв устройстве 13 выборки-хранения напряжение посту пает на преобразователь 4 напряжение ток, с выхода которого дополнительный ток Ы-,-1о через сумматор 5 токов поступает на термопреобразователь. Поэтому через последний в течение отрезка времени, на котором выполняется условие пропускается сумма токов Тд1 и 1о , причем конкретное значение дополнительного тока 1.д1 определяется величинами падение напряжения Ut на термопреобразователе и его первой производной и . , зарегистрированны ми в начале каждого из фиксированных промежутков времени. Таким образом осуществляется пропускание через термопреобразователь дополнительного тока 1д1 , определяемого по формуле lut d/it-{дЛричем этот дополнительный ток протекает через термопреобразователь только в те , резки времени, когда скольку аналоговый ключ 6 открыт только в эти отрезки времени. Падение напряжения на м:асштабном резисторе ft, подается на масштабирующий усилитель 3, выходной сигнал которого подаётся на одни из входов делителя напряжений 10, на другой вход которого через масштабирующий усилитель 8 подается напряжение U от термопреобразователя. Выходное напряжение делителя 10, UR равное . подается на регистраТаким образом регистрируется сопротивление термопреобразователя, которое ставится в соответствие измеряемой температуре. Предложенный способ определения температуры позволяет ликвидировать отставание в нагреве термопреобразователя на участках, соответствующих росту/ измеряемой температуры, за счет компен(Гации динамических погрешностей тер- мопреобразователя путем пропуска1 ия через него на этих участках дополнительного тока. Способ наиболее эффективен при измерении температур крупномасштабных турбулентных потоков, когда определяющие размеры термопреобразователей должны быть много еньше пространственного масштаба урбулентности исследуемого потока.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ посредством пропуска5шя через термопреобразователь постоянного тока известной величины и регистрации падения на нем напряжения и его первой производной через фиксированные промежутки времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры на участках ее возрастания, через термопреобразователь на отрезках времени, на которых выполняется условие сдЪ Л. и где и - падение напряжения на термопреобразователе при пропускании через него постоянного тока известной величины fo ; ипервая производная этого напряжения; d постоянная величина, определяемая из выражения -J где С - теплоемкость термопреобразователя; oi- температурный коэффициент сопротивления термопреобразователя j RQ- сопротивление термопреобразователя при 0°С, пропускают дополнительный постоянньй (Л ток величиной где и и и - соответственно величины ел ел падения напряжения на термопреобразователе и его первой производной 00 в начале каждого из фиксированных промежутков времени, а искомую температуру определяют по регистрируемом в конце каждого промежутка времени значениям тока и падения напряжения на термопреобраэователе.