Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров Советский патент 1988 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к температур libiM измеренияш электрическими методами и предназначено для поверки термозлектрических термометров в условиях их эксплуатации без демон- 1тажа первичного преобразователя с Ьбъекта

Цель изобретения - повышение точности определения погрешностей тер- моэлектртгеских термометров в условиях их,эксплуатации. ; На чертеже представлена структур- Йая схема устройства, позволяющего Ьсуществить предлагаемый способ.

Устройство содержит термоэлектри- ческий преобразователь 1 с изолиро анкым рабочим 2, защитным ехлхок 3 и воздушными каналами ,, ли- |к5во 5 связи, термостат 6, в котором на- {кодятся свободнь;е концы удлинительных o R Ieнcaциoнныx .проводов 7 и 8, комму Статор 9, измерительный прибор 10 термоЙетра, дополнительные компенсационш ю (провода 11 и 12, второй, прецизионный термостат 13, в котором при заданной JTeMnepaType находятся свободные кон- Ifla дополнительных проводов 11 и 12, {компрессор 14s задатчшс 15 расхода воздуха, соединительные трубки 16.

11редлагае1У ый способ осуществляют следующю образом.

; В начале регистрируют и запоминают установившееся показание od| измеритель |ного прибора 10 термометра, соответст ругощее температуре контролируемой ере |ЦЫ ту. При этом с учетом погрешностей термоэлектрического преобразования температуры показание термометра можно представить в виде.

c. Ks, (1 + r.)(T,,,.-),(i

где

. (US

&к

.S,

0(

ipc

номинальное значение дифференциальной чувствительности термометре определяемой абсолютной температурой тер- мопреобразователя

)-суммарная относитель- нал мультипликатияная погрешность преобразования (norpefflHocTt от изменения чувствительности) ;

коэффициент преобразования термоЭДС в показание термо1метра, г-,

Vy J

е

jQ 15

20 25 30

- эг 0

0

5

ipc

6, - абсолютная аддитивная погрешность преобразования (погрешность смещения нуля);

- абсолютная температура рабочего спая термопреобразователя, равная температуре Т контролируемой среды;

юк температура свободных концов термопреобразователя.

Затем изменяют, например понижают, температуру Т,, свободных концов термопреобразователя на заданное значе-- ние йТ, Данную операцию осуществляют j например, с помощью дополнитель- Hbix компенсационных проводов 11 и 12, свободшле концы которых термостатиро- ваны в прецизионном термостате 13 при температуре T-j,, Т.с Т. При переключении контактов коммутатора 9 из положения в положение Б - показание термометра изменяется и равног .

К3„, (1 +) т,(Т,,,- &Т +У,)(2).

Значение &Т выбирают из условия,, при котором показание термометра изменяется на величину 3-5 порогов его чувствительности. Установившееся показание термометра ctj регистрируют и запоминают, после чего вновь устанавливают первоначальное значение.темпе- ратуры свободных концов термопреобразователя переключением контактов ком- 1чутатора 9 в положение а - q . При этом показание термометра становится равным ci .

Далее принудительно охлаждают (или нагревают) рабочий спай термопреобразователя воздушн1з м потоком, -создаваемым с помощью компрессора 14. Заданную скорость этого потока выбр:(- рают из условия охлаждения рабочего спая на величину, не превышающую 3-5 .порогов чувствительности термометра, Стабильный расхоД;, плавное регулирС Ва- ние и измерение расхода осуществляют с помощью задатч1-жа 15 расхода воздуха. При установившемся режиме охл:аж- дения спая показание термометра сб равно:

oi, К5„, (1 +у,) Т,р, (1 -) ipc

- Т,,, -ь , ) ,

П)

-1397752

е 5 - коэффициент конвективных потерь, пропорциональный объемной скорости (расходу) ох-. лаждакщего воздуха.

п ло в ч но п су пе с

PC

- Т

«PC

Т.,

де т

TU

фС

ct,

т «рс

температура рабочего спая, соответствующая показанию

0, ;

температура рабочего спая при воздействии на него .воздушным потоком с заданной объемной скоростью.

Козффициент конвективных потерь 6 определяют по значению об, , пользуясь полученными предварительно (при наладке и исследованиях) эксперимен- 20 тальными зависимостями (кривыми) изменения температуры рабочего спая при конвективном теплообмене его с воздушным потоком. При этом данные зави- : симости получают при постоянных rett- пературах среды, в которой находится преобразователь, и постоянной температуре воздуха-, используемого для создания воздушного потока.

Так как величины изменения темпера-30 туры свободных кондов и рабочего спая термопреобразователя не превьшает 3,-5 порогов чувствительности термометра, то можно считать, что погреш- кости термоэлектрического преобразования в окрестностях рабочей точки равны т

6 и уравнения ставить в виде

Разность между показанием термометра oi,, и действительным значением температуры рабочего спая (5) дает значение погрешности измерения температуры контролируемой среды

Л - (о. ) (yi,- oi, )

А Т

(6)

При изменении температуры контролируемой среды и равной Tj , осуществив последовательно изложенные операции, определяют погрешность измерения й и т.д. в различных точках рабочего диапазона температур.

Формула изобретения

Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров, заключающийся в принудительном изменении температуры рабочего спая термопреобразователя при постоянной конт- / ролируемой температуре и сравнении показаний термометра с действительным значением контролируемой темпе™ ратуры, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения точности,

сначала при установившемся показании (4) 6i, термометра изменяют на заданную величину л Т температуру свободных концов термопреобразователя и регист- Решение системы уравнений (4) отно-45 показание термометра oi. соот35

илреи i ил jKaiJUHBii точки

-е- у. jr; 1 равнения (1) - СЗ) можно предов, KS,, (1+ у) т.(Т

1СК

S)

oi KSo, (1+Г) т,р,-(Т,,,- &Т +5) «ъ KS,

() )

Погрешность вычисления температуры рабочего спая термопреобразователя определяется нестабкпьностью задания температуры термостатов, в которых распо-г ложены свободные концы термопреобразователя, и неточность величины . Современные термостаты способны обеспечить задаваемую температуру с погрешностью не более 1(Г - 10 К. С учетом погрешности вычисления величины б суммарная погрешность определения температуры рабочего спая в соответствии с алгоритмом (5) не превышает 0,5 К,

Разность между показанием термометра oi,, и действительным значением температуры рабочего спая (5) дает значение погрешности измерения температуры контролируемой среды

Л - (о. ) (yi,- oi, )

А Т

(6)

30

40

35

Изобретение относится к температурным измерениям электрическими методами. Цель изобретения - повышение точности определения погрешностей термоэлектрических термометров в условиях их эксплуатации. Регистрируют и запоминают установившееся показание oi, измерительного прибора 10 термометра, соответствуклцее температуре )Б J ч контролируемой среды. Понижают температуру свободных концов термопреобразователя на заданное значение. Данную операцию осуществляют с помощью компенсационных проводов t1 и 12, свобод11ые концы которых термостатиро- ваны в термостате 13. Установившееся показание термометра регистрируют и запоминают, после чего вновь устанавливают первоначальное значение температуры свободных концов термопреобразователя переключением контактов коммутатора 9. Далее рабочий спай принудительно охлаждают воздушным потоком компрессора 14. Коэффициент конвективных потерь определяют по значению , , пользуясь экспериментальными зависимостями. Разность между показанием о, термометра .и действительным значением температуры рабочего спая дает значение погрешности измерения температуры контролируемой среды. 1 ил. с б (/ С ее ее vi ел ю

сительно температуры рабочего спая

T,,v, термоггоеобразователя дает г

( - ) ДТ

7- (oil - oi, ) е

При определении температуры в соответствии с (5) из результата измерения исключена как мультипликативная ( J ) , так и аддитивная( У)-составляю щие погрешности термоэлектрического преобразования, что позволяет с повышенной точностью оценить действительное значение температуры рабочего спая преобразователя.

50

ветствующее новой разности температур рабочего спая и свободных концов термопреобразователя, затем температуру свободных концов, термопреобразователя изменяют до первоначального значения и после этого принудительно изменяют температуру рабочего спая термопреобразователя и регистри- Р1ГЮТ установршшееся показание термометра ci,,, а величину погрешности Д термометра определяют по формуле

Л oi, (oi, - об

51397752

где 6 - заданное относительное из-чего спая термопреобраэоиаменение температуры рабо-теля.