1
Изобретение относится к устройствам для теплофизических измерений.
Известно устройство для определения температуропроводности с повышенной чувствительностью измерительной схемы, в состав которого входят термопара и термобатарея, включенные по дифференциальной схеме, а также нуль - прибор.
Недостаток этого устройства состоит в том, что не производится автоматическая регистрация интервала времени с момента подачи теплового импульса до момента, соответствуюш,его достижению заданного соотношения температур в двух точках, отстоящих на разных расстояниях от нагреваемой поверхности, поэтому пеобходимо устанавливать в одном сечении образца две или более термопар (термобатареи). В результате возникают погрешности при измерениях из-за наличия температурного градиента в данном сечении исследуемого образца. Кроме того, в образцах с малым сечением установить термобатареи трудно.
В предложенном устройстве для определения коэффициента температуропроводности материалов указанные недостатки устранены благодаря тому, что устройство снабжено двумя последовательно соединенными электронными ключами, причем вход первого соединен с генератором импульсов, а выход вто2
рого - со счетчиком числа импульсов. Цепь управления первого ключа через статический триггер подключена к электрической схеме электронагревателя, предназначенного для заДания нестационарного температурного поля в исследуемом образце. Цепь управления второго ключа через статический триггер, триггер Шмитта и потенциометр включена в выходную цепь дифференциальной схемы, в которой более удаленная от нагреваемой поверхности термопара через усилитель постоянного тока последовательно соединена с термопарой, расположенной перед нагреваемой поверхностью.
Схема устройства представлена на чертеже. Электронные ключи 1 и 2 соединены последовательно. Вход ключа 1 соединен с выходом генератора импульсов 3, а выход ключа 2 подключен к входу счетчика импульсов 4.
Цепь управления работой ключа 1 через статический триггер 5 соедипена с электрической цепью 6 электронагревателя 7. Цеиь управлепия работой ключа 2 через статический триггер 8, триггер Шмитта 9, электронный
автоматический потенциометр 10 с двусторонней шкалой и реостатным выходом соединена с выходом дифференциальной схемы. Дифференциальная схема содержит термопару 11, электроды которой подключены к входу уснлителя постоянного тока 12, соединенного че3
рез термопару 13 с входом потенциометра 10. Ключ 14 устанавливает статические триггеры 5, 8 и счетчик имнульсов 4 в исходное состояние.
До подачи теплового импульса па поверхиость исследуемого образца выходной сигнал дифференциальной схемы равеи нулю. Ползунок задатчика иотеициометра 10 устаиавливается при этом таким образом, чтобы выходное нанряжеппе потенциометра соответствовало папряжепию срабатывания триггера Шмитта 9. Триггер 8 иереключается только передним фронтом имиульса, формируемого триггером Шмитта 9. Замыканием киоики 14 триггеры 5, 8 п счетчик 4 устаиавливаются в исходиое состояиие. Электронный ключ 1 закрывается, а 2 открывается.
После подачи теплового имиульса на цоверхиость исследуемого образца электронагревателем 7 триггер 5 иереключается схемой уиравления 6 и открывает ключ 1. Импульсы с геператора 3 через электронные ключи 1 и 2 иачгшают ностунать на вход счетчика 4. На вход потенциометра 10 ноступает разностпый сигнал дифференциальной схемы, который изменяет выходное иапряжеине иотеициометра и переключает триггер Шмитта 9, формируя задний фронт импульса на входе триггера 8. При доетижепии баланса дифференциальной схемы на вход триггера Шмитта 9 поетунает с выхода потенциометра 10 нанряжение, соответствующее уровню срабатывания триггера Шмитта. Триггер Шмитта переключается и передпим фроитом формируемого импульса переключает триггер 8, закрывая электроииый ключ 2. В счетчике 4 остается зафиксироваи1 ое чис.ю
N -- F,-.,
гд,е Ра - чаетота генератора 3, т - время с момента иодачи теплового импульса до момента, соответствующего достижению задаииого соотношения температур в двух точках, иаходящихся на разных расстояниях от поверхности. Коэффициент усиления усилителя постоянного тока 12 целесообразпо устаиавливать
4
равным с (натуральное число). Это позволит уменьшить время проведения теплофизического эксиеримеита (ио сравпенпю с термобатареей из двух термопар) и упроетить конечпую расчетную формулу для коэф)фнциента темиературоироводпости, которая примет вид:
у2 V-2 - -
Для автоматической регистрации в счетчике 4 величины 4t достаточпо устаповить частоту геператора 3, равную 4 I-Q гц.
Предмет изобретения
Уетройство для определения коэффициента температуроироводности материалов, еодержащее электрическую схему для формирования теилового имиульса па поверхности исследуемого образца и диффереициальпую схему, включающАю термопар, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыщеиия точпости
определения коэффициента температуропроводности материалов и автоматической регистрации интервала времеии с момента подачи теплового имиульса до момепта, соответствующего достижеиию задаииого соотпоп1епия
температур в двух точках, паходящихся на разных расстояниях от нагреваемой поверхности, оио спабжеио двумя последовательпо соединениыми электронными ключами, причем вход первого соедииеп с генератором имиульсов, выход второго - со счетчиком чис.ча импульсов, а цепь уиравления первого ключа через статический триггер подключена к электрической схеме нагревателя, цепь управлення второго ключа через статический триггер,
триггер Шмидта и потеициометр включена в выходную цепь дифференциальной схемы, в которой более удаленная от нагреваемой иоверхиости термоиара через усилитель г оетояппого тока с коэффициеитом усиления е iioследовательио соединена с термопарой, расположенной перед 1агреваемой поверхностью.
