Способ определения температуры Советский патент 1975 года по МПК G01K7/18 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах температурно-ветрового радиозондирования атмосферы с применением в качестве датчиков температуры устанавливаемых на радиозонды полупроводниковых терь. морезисторов, например, типа ММТ.

Известен способ определения темпера- туры, при помощи полупроводниковых термо- резисторов, например, типа ММТ, основанный на измерении сопротивления Я терморезистора при неизвестной температуре Т и нахождений этой температуры по температурной характеристике терморезистора, аппроксимируемой аналитически зависимостью экспоненциального типа, описываемой формулой п Г) , л ВСУо Т

г/-т

где R - величина сопротивления термо резистора при 293°К; е - основание натуральных логарифмов (2,718...); В - постоянная, зависящая от

свойств полупроводникового ма

териала, из которого изгоЮ лен терморезистор; Т - температура в °К, при кигщюб

измеряют величину сопротиьлениЯ|

Недостаток описанного способа сзА1клк чается в том, что погрешность аппроксимации действительной температурной характеристики терморезистора весьма велики и в диапазоне температур от +50°С до достигает (для резисторов типа ММТ-1) величины 8 С. Это исключает использования аналитических методов, при тарировке по температуре радиозондов типа РКЗ, в которых датчиком температуры служит терморезистор типа ММТ-1.

Цель изобретения - повышение точности аппроксимации температурной характериспики терморезистора при аналитическом задании аппроксимирующей формулы.

Повышение точности аппроксимащ1и по.чволит использовать аналитические методы тарировки температурных характеристик при изготовлении и использовании {юдиозондов, в частности, наличие достаточно точной аппроксимирующей формулы позвоЛит решить весьма актуальную в настоЯ шее время проблему ввода в ЭВМ температурной тарировочной характеристики зонда при машипной обработке результато Фемпературно-ветрового зондирования атыосферы. i Сущность изобретения заключается в фыборе такой аппроксимирующей функции, которая определялась бы, достаточным колячеством начальных условий. Поскольку рассмотрение ведется в координатах fтемпература-частота, требование увели- йения числа начальпых услоБ15и равноск. требованию увеличения количества базо рых точек (Т, R,) . задающих аппроксим рующую функцию, а это, в свою очередь, |м1вносильпо увеличению числа коэ -чниен- jroB в 4 Ормуле, онисывающей т-емператур-ijiyio характеристику терлорезистора. Для того чтобы cjoxpaHViTb эксноненциальную ап11роксяыащ1 о, с;на, в ucHOBsioM, соответстиуст (физическим про-аессам в полуироводннксйом терморезисто |)е, показатель зкснонентьг, доиолне}; сум. мой членов, обратио нроиордиоиальных воз растающим степеням томпературьг (на |иная с квадратичного члегта); nfsii этом аняроксимируюшая функцш имеет iR, Ae(-: Коэ4фиииенты А. В и Ь , онределпк) йппроксимиругощую функции), находят, как И в рассмотренном BMuie способе, сонротнвления и тек-аюратуры в ( р -1- 1) базовь(х точках и пешая соответствующую систему из JS| + 1) утзавнений, На чертеже изображен графи.к из у1енен погрешностей аппроксимапин в диапазоне температур для различных способов aisrip ксимации. Для унролления выкладок ра(х;мотрнм случай, KOiAa в показатель стеи.ени фюрму лы (2) входит только один старший член квадратичный. При этом апнроксимнрукяи.а формула имеет вид о Jj (индекс 2 у коэ(|4 ициёнта 3-1 онул1ен), ; Для нахождения коэфрициентов А, В и Р необходимо измерить значения со1тротив леиий и температур в трех базовых точках по намеренным величинам (Г , R ), (Tg. R (1,) решая системлг уравинний R,- дR -А.р /В D , еЧт/xf ; R, А-е О Т, находят /ц . -ь -ч () А™Й. в Й-.).|-°-(г.-|)&i. 1 Щ 10 А, f /1 Mf. . - rr l-n U rp in D --Ч rtTa Vt i HT т.Дт Зкспериментальная проверка на партии герморезисторов типа ММТ-1 показала, -iTo наименвш 5е погрешности аппроксимаП Ш 3 диапазоне температур от +5О до 70°С имеют место при следуюлшх значениях базовых температур: Т 248°К, Т,278°К и Т,ЗО8°К. На чертеже (KpHBaji З) изображен ход зависимости усредненной погрешности /д Т для партии нз 30 терморезисторов при аппроксимапии но формуле (6). Измерения проводились в камере холод-тепло ; температура в камере измерялась и поддерживалась с точно- с;ть,.о не хуже 0,1°С с помошью термометjia типа теп, а сопротивление терморезисторов измерялось потеншюметрическим мостом с точностью не хуже 0,О5%. На чертеже изображен также ход усредненных погрешностей /для способа аппроксимации формулой дю ГОСТ 1(3688-63 при , К (кривая 1) и для способа аппроксимации с использованием шести базовых температур (кривая 2); при этом весь темпера-УР диапазон от +5Q С до -70 С был разбит на три поддиапазона, в каждом поддиапазоне аппроксимащш велась по формуле ИЗ ГОСТ 10688 63 с использованием двух базовых температур. Несмотря на то, что количество базовых точек в этом случае