Способ поверки термопреобразователей сопротивления Советский патент 1988 года по МПК G01K15/00 G01K7/30 

}3

iH

00

со

4i О 9 .О

Изобретение относится к промышленной термометрии. Цель изобретения- повышение точности поверки термэпре- образователей сопротивления. В устрве, реализующем способ, на выходе сумматора 11 присутствует сигнал, представлякхций собой смесь двух сигналов. Первый равен усиленному полезному сигналу термопреобразрвателя (т) 1, второй - смеси статистически независимых шумов усилителей 5-8 и подводящих проводов. Сигнал на выходе сумматора 12 состоит соответственно из усиленного напряжения флуктуации тепловых щумов контролируемого Т2 и шумового сигнала усилителей 5-8 и подводящих проводов, который характеризуется той же дисперсией, что и вторая составляющая сигнала на выходе сумматора 1. Сигналы с выходов сумматоров 11 и 12 поступают на входы преобразователей 13 и 14, которые ос5пцествляют квадратичное детектирование сигналов и их последующее статистическое сглаживание. ил. (/)

Изобретение относится к области промьппленной термометрии и может быть использовано при бездемоитажной поверке термопреобразователей сопротивления (тс)..

Цель изобретения - повышение точности поверки термопреобразователей сопротивления.

Сущность способа заключается в следующем.

Вьфавнивают постоянные времени каналов измерения сигналов, поступающих на вход измерительного устройства от поверяемого и контрапьного ТС. При этом измеряют сопротивления последних, измеряют значения С или Со и достигают равенства , Затем измеряют уровни тепловых электрических флуктуации, например, при помощи двух квадратичных вольтметров Из известной формулы Найквиста следует, что при отсутствии помех в диапазоне частот Af-fi-f измеренное значение среднего квадрата U тепловых электрических флуктуации

JU 4K JrJR(f)af,(1)

it ,

где К - постоянная Больцмана; R(t) - активная составляющая сопротивления , генерирующего при температуре Т тепловые электрические фтуктуации. Активная составляющая сопротивления термопреобразователя, на клеммах которого Измеряют тепловые электрические флуктуации на частоте f, равна

R

TTT o JSTi

T+r23iTRC7

(2)

где R - сопротивление термопреобразователя;

С - значение емкости, щунтирую- щей сопротивление термопреобразователя.

Среднее значение квадрата напряжения GC тепловых электрических флуктуации контрольного термопреобразователя в полосе частот дГ при теъг- пературе Т

2TfR,CJj (3)

Среднее значение квадрата напряжения Ufl тепловых электрических флуктуации поверяемого термопреобразователя в полосе частот дГ при температуре Тц

iz

- Z 7KT ГТ Tj

U«.g - arctg , (4).

Измеряют разность средних квадратов ди тепловых электричес ких флуктуации поверяемого и контрольного термопреобразователей

AU --(arctg 27rf R Co-arctg 2Jf

rlu i .(5)

LC. C.

После измерения разности средних квадратов AU определяют действительное значение температур поверки Т из соотношения

20

т,т, §й(-.,).

(6)

Определив Т и измерив В, строят градуировочную характеристику R

f(Ty,) поверяемого ТС, что дает возможность внести поправку в его градуировочную характеристику. При наличии помех средний квадрат напряжений помехи суммируется со средним значением квадрата измеряемого напряжения теплового шума, в результате вычитания исключается напряжение помехи измеренного значения разности средних квадратов тепловых электрических флуктуации.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа бездемонтажной поверки тернбпреобразователей сопротивления.

На схеме показаны поверяемый тер- мопр ео бр аз ов ател ь 1 сопр о тив л ения, контрольный термопреобразователь 2 сопротивления, емкости ЗиЛ, усилители 5-8, инвертирующие блоки 9 и 10,

линейные сумматоры 11 и 12, преобразователи 13 и 14 квадратичные, вычитающий блок 15, регистрирующий блок 16. Устройство работает следующим образом.

Напряжение флуктуации тепловых щумов с поверяемого термопреобразователя 1, зашунтированного емкостью 3, поступает одновременно на входы одинаковых усилителей 5 и 6, а напряже- тепловых щумов с контрольного

термопреобразователя 2, зашунтированного емкостью 4, - на входы усилителей 7 и 8. На сумматор 11 поступают

шумовые сигналы с выходов усилителей 5-7 и сигнал с инвертора 10, на вход которого поступает сигнал с выхода усилителя 8. Аналогично на сумматор 12 идут сигналы с выходов усилителей 7, 8 и 5 и сигнал с выхода инвертора 9, На вход которого поступает сигнал с выхода усилителя 6. Ка выходе сумматора 11 присутствует сигнал, представляющий собой смесь двух сигналов Первый равен усиленному полезному сигналу термопреобразователя 1, второй - смеси статистически независимых шумов усилителей 5-8 и подводящих проводов. Благодаря наличию инвертора 9 корректированная часть сигнала на выходах усилителей, 7 и В, обусловленная генерацией шумов контрольного термопреобразователя 2, подавляется в сумматоре 11. Сигнал на выходе сумматора 12 состоит соответственно из усиленного напряжения флуктуации тепловых шумов контрольного термопреобразователя 2 и шумового сигнала уси- лителей 5-8 и подводящих проводов, который характеризуется той же дисперсией, что и вторая составляющая сигнала на выходе сумматора 11.

Сигналь с выходов сумматоров 11 и 12 поступают на входы блоков 13 и 14 преобразования. Блоки преобразования осзществляют квадратичное детектирование сигналов и их последующее статис- тическое сглаживание. Выходные сигналы блоков преобразования поступают на входы вычитающего блока 15 и регистрируются блоком 16.

Формула изобретения

Способ поверки термопреобразователей сопротивления, включающий изме10

2025

4069

рение емкости канала контрольного термопреобразователя сопротивления, выравнивание постоянных времени каналов контрольного и поверяемого термопреобразователей сопротивления, измерение средних квадратов тепловых электрических флуктуации контрольного и поверяемого термопреобразователей сопротивления и определение температуры поверяемого термопреобразователя сопротивления, отличающий- с я тем, что, с целью повьппения точности поверки, измеряют емкость каиа- 15 ла поверяемого термопреобразователя сопротивления и разность средних квадратов их тепловых электрических. флуктуации, а температуру поверяемого термопреобразователя сопротивления определяют из соотношения

т п

+1)

с7иГ

0 5

0

c

0

где TO - заданная температура контрольного термопреобразователя сопротивления; емкость канала измерения тепловых электрических флуктуации поверяемого термопрерб- разователя;

емкость канала измерения тепловых электрических флуктуации контрольного термопреобразователя ;

разность средних квадратов уровней тепловых электрических флуктуации поверяемого и контрольного термопреобразователей сопротивления; средний квадрат напряжения тепловых электрических флуктуации контрольного термопреобразователя сопротивления.

Cv, с„ -1

iU

и.