Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя Советский патент 1987 года по МПК G01K15/00 

И:5сзб))стение относится к измерительной гочиико и мо 1-;ег быть использовано для оп- |)f;uM(.Miii5i теп. юфизических параметров тер- мо.прс образователей, а именно показателя .()й инерции.

имью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения ошиб- измерения, вызванной нелинейностью статической характеристики термопреобразоваТ1.-1Я.

На чертеже принзедены переходные тепло- iM)ic характеристики термопреобразователя нри его нагреве и охлаждении.

Сунхность снособа заключается в следующем.

При перенесении термопреобразователя из среды с ностоянной начальной температурой Тн в среду с температурой, отличной от начальной, напр имер большей Ги, т.е. при подаче первого теплового скачка температура термопреобразователя изменяется по экспоненциальному закону T|(At) (Тк -Тн){1 -.expi--At)T)) + Т,., гдеТ|(Д1) -текущее значение температуры при первом переходном тепловом процессе;

Тн-начальная температура первого температурного скачка; Тк-конечная температура первого

теплового скачка;

At - время с момента начала первого переходного теплового процесса.

Выходной сигнал термопреобразователя Ui(t) изменяется во времени по закону, учи- тываюш,ему его статическую температурную характеристику;

Ui(t) и,(At) Р(Тк-Тн) (1 -exp(-At/T) +Тн,(2)

гдeUl(Дt) -первая переходная тепловая характеристика термопреобразователя.

- статическая температурная характеристика термопреобразо- зователя.

При подаче второго теплового скачка температура термопреобразователя изменяется по закону ) (Тк-Тн) ехр{- Д1)т) +Тн, (3)

гдeT2(Дt) -текущее значение температуры при втором переходном тепловом процессе;

-время с момента начала второго переходного теплового процесса.

Выходной сигнал термопреобразователя U2{t) изменяется при этом по закону U2(t) U2(At) F(T. -Тн) ехр(-Д1/т)+ +Т..,(4)

где U2(Дt) - вторая переходная тепловая характеристика термопреобразователя.

После снятия переходных характеристик определяется момент времени Дt, при котором

и, (At) U2(At).(5)

Из условия однозначности отсчета температур термопреобразователем следует монотонность его температурной характеристи- ки F(T). Поскольку для монотонных функций значение функции и значение аргумента связаны однозначно, то из равенства функций в момент времени Дt следует равенство значений их аргументов в тот же момент времени;

T,(At) T2(Дt).

Подставляя в (6) выражения (1), (3), получим

СЬ-Тн) (()) +Тн (Тк- -Тн) ехр() 4- Тн,(7)

25

откуда

т .

(8)

Определение показателя тепловой инерции по предлагаемому способу производится следующим образом.

Термопреобразователь, находящийся в среде (воде, масле и т.п.) с темпера0 турой Тн и имеющий соответствующее данной температуре значение выходного сигнала UK, переносят в среду с температурой Тк, в момент перенесения включают регистрирующий измерительный прибор, например самописец, который измеряет и регист5 рирует значение выходного сигнала термопреобразователя во время первого переходного теплового процесса (на чертеже зависимость Ui (At). После окончания первого переходного теплового процесса, когда прекра0 щается изменение выходного сигнала термопреобразователя и значение выходного сигнала становится равным UK, регистрирующий измерительный прибор выключают, а термопреобразователь переносят в среду с температурой Тн. При этом измеряют и ре5 гистрируют вторую переходную тепловую характеристику U2(At). После снятия переходных характеристик путем графической обработки снятых переходных характеристик определяют интервал времени At с момента начала воздействия тепловых скачков до мо мента равенства переходных характеристик термопреобразователя, а в двух случаях показатель тепловой инерции определяют по формуле (7).

5 Точность измерения в основном зависит от точности определения интервала времени At и не зависит от вида статической характеристики термопреобразователя.

Формула изобретения

Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя, заключающийся в перенесении термопреобразователя из среды с постоянной начальной температурой Тн в среду с температурой Тк, отличной от начальной Тн, измерении переходной тепловой характеристики термопреобразователя и последуюплем вычислении показателя тепловой инерции, отличающийся тем, что, с целью повышения точТ10сти измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной нелинейностью статической характеристики термопреобразователя, после окончания измерения переходной тепловой харак-

5

0

теристики термопреобразователь переносят в среду с температурой Ти, измеряют вторую переходную тепловую характеристику, определяют интервал времени от начала каждого переходного теплового процесса ло момента равенства выходных сигналов термопреобразователя, а значение показателя тепловой инерции термопреобразователя определяют по формуле

т ,

где At - интервал времени от начала каждого переходного теплового процесса до момента равенства выходных сигналов термопреобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной нелинейностью статической характеристики термопреобразователя (Т). После снятия переходных характеристик Т путем графической обработки снятых переходных характеристик определяют интервал времени t с момента начала воздействия тепловых скачков до момента равенства переходных характеристик Т, а в других случаях показатель тепловой инерции определяют по приведенной математической формуле. Точность измерения зависит от точности интервала времени t и не зависит от вида статической характеристики Т. 1 ил. со ьо со 00 ot 00

/г