Способ измерения температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K3/14 G01K7/16 

1 ти

Изобретение- относится к измерительной тех)гике и может быть использовано пре тмущественно при измерениях низких температур-жидких или газовых сред резистивными термопреоб- разовате:гями, когда влияние измерительного тока не позволяет достичь полного теплового равновесия измерительного термопреобразователя и исследуемой среды.

Целью изобретения является сокращение времени, необходимого для проведения измерений и определения измеряемой температуры среды при сох- ранении требуемой точности измерения

На чертеже прив.едена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ измерения температуры.

Устройство содержит термопреоб- разователь 1, подключенный к регулятору 2 мощности и вторичному измерительному преобразователю 3, связанному с регистрирующим прибором 4, и таймер 5, подключенный к регулятору 2 мощности, вторичному измерительному преобразователю 3 и регистрирующему прибору 4.

При использовании термисторного преобразователя сопротивления в качестве регулятора мощности и вторичного измерительного преобразователя может быть использовано устройство стабкпизапии, в котором путем вве- дения нелинейной обратной связи мощность, подводимая к термистору, поддерживается постоянной и за счет использования временной экспоненциальной йункпии выходной сигнал устрой- ства пропорционален температуре тер- мистора.

Способ осуществляется следующим образом.

Первой измерение температуры тер- мопреобразователя 1 производится в установив1чемся тепловом режиме после подачи на него от регулятора 2 мощности Р . Значение температуры

соответствующее указанной мощное и полученное вторичным измерительным преобразователем 3, регистрируется прибором 4. По окончании первого измерения в момент времени t, по сигналу таймера 5 подводимая к термопреобразователю 1 мощность увеличипается до значения Р. . После чего в момент времени 1„ по сигналу таймера 5 проводят второе измерение

10

15 .

3321582

температуры термопреобразователя и затем в момент времени tj - третье измерение температуры термопреобразователя. Значения температуры б и 0, полученные при втором и третьем измерениях, регистрируются прибором 4. По окончании третьего измерения. температуры мощность, подводимая к термопреобразователю 1, снжчается до прежнего уровня. Работа таймера организована таким образом, что для моментов времени t , t, ведливо соотношение t

t спра- t ,-- t.

Измеренные при вышеуказанных условиях значения 0, 0 и ©.темпера- туры термопреобразонателя при заданных мощностях его нагрева Р. и Р, однозначно определяют температуру контролируемой среды, которая рас- считьшается следующим образом.

Известно, что нагрев тела мощностью Pj , обменивающегося теплом с окружающей (контролируемой )средой, описывается дифференциальным уравнением

Pj с/( е- т) + с :. (1)

где d - коэффициент теплообмена тела с окружающей средой; теплоемкость тела; t - текущее время; 8 - температура тела; Т - температура окружающей

среды.

Решение линейного неоднородного дифференциального уравнения (1), найденное с учетом начальных условий

e(t, 0)

имеет вид

0.

и

e(t) 0,+(

Р, (8,-Т),

-1) (е,-т) (-f }

Так как измерения 6(t) проводятся через равные интервалы времени ( tj-. t., и полагая t О, получаем систему уравнений

8(ч),ЧРг(р-,-1)19г )0- .e/CpjlPrOierTihт

которой oTHoc-HTejtbHo

( 13, - ei )

1 1р 7р 1Т{2у; -1 - ё;у

J ,,

с помощью проыеделигых можно одновременно определить и пока затель тепловой инерции J- термо- преобраэователя.

12-6

,

(..)

r

Значение f может быть использовано для оперативной оценки динамических характеристик термопреобразователя и нахождения возможных ошибок измерения температуры.

Формула изобретения

Способ измерения температуры, заключающийся в нагреве термопреобразователя, размещенного в контролируемой среде, последовательных измерениях температуры термопреобразователя при двух фиксированных различных мощностях нагрева и последующем определении температуры среды расчетным путем, отличаю щий- с я тем, что, с целью сокращения времени проведения измерений, при

Составитель В.Голубев Редактор Г.Волкова Техред М.Дидьж ,Корректор С.Шекмар

«-- -- -- -..I.-- .--«. . .«.«.M-.,.«,iH .,....,,„..„ „

Заказ 3822/36 Тираж 776Подписное

ВНИ1-ШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Ь

10

2138

второй фиксированной мощности нагре- вд проводят дополнительное измерение температуры термопреобразователя, причем второе и третье измерения тем пературы термопреобразователя проводят в процессе установления ста - ционарного режима его нагрева через два равных промежутка времени, которые отсчитывают от момента включения второй фиксированной мощности нагрева, а величину измеряемой температуры среды рассчитывают по формуле

Ш.:.Л1,

(PJ/P,-1)(26j- 63-9,)

6j - значения температуры термопреобразователя во время первого, второго и третьего измерений соответственно; - мощности нагрева термопреобразователя ,

15

Г е,где б,, д

20

2Р

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - сокращение времени, необходимого для проведения измерений и определения измеряемой температуры среды при сохранении требуемой точности измеЖ 7 рения. Первое измерение температуры термопреобразователя 1 производится после подачи на него от регулятора 2 мощности. Полученное значение температуры регистрируется прибором 4. В момент времени t. по сигналу тан- мера 5 мощность, подводи шя к термо- преобразователю 1, увеличивается, после чего проводятся второе и третье измерения температуры в моменты времени t, и t . По окончании третьего измерения подводимая к термопреобразователю 1 мощность снижается. Работа таймера 5 организована так, чтобы tj- t t. Измерение при указанных условиях зна чения температур при заданных мощностях нагрева термообразователя 1 определяет температуру контролируемой среды. 1 ил. - с & (Л 00 СО ел 00 Vv V V