Изобретение относится к устройствам для теплофизических измерений.
Для автоматического определения коэффициента теплопроводности в процессе теплофизического эксперимента при квазистационарном тепловом режиме исследуемых твердых материалов применяются счетно-решающие устройства, выполненные на элементах аналоговой вычислительной техники (операционные усилители постоянного тока). Недостатками устройства подобного типа являются сложность счетно-решающей схемы, высокая стоимость усилителей постоянного тока (УПТ), наличие дрейфа нуля в УПТ.
Цель изобретения - упрощение счетнорешающей схемы для определения коэффициента теплопроводности при квазистационарHOiM тепловом режиме исследуемых твердых материалов и повышение точности измерений.
Для достижения указанной цели предложенное устройство снабжено электронным автоматическим потенциометром для измерения разности температур в калориметре, реостатный выход которого подключен к цепи питания первого реохорда, сдвоенного со вторым. Ползунки реохордов кинематически соединены с валом двигателя, включенного обмоткой управления через усилитель и компенсационную электрическую цепь первого реохорда в выходную цепь преобразователя мощности, подключенного к калориметру. Кроме того, в устройство введено регистрирующее устройство, вход которого соединен с выходной электрической цепью второго реохорда.
На чертеже показана блок-схема предложенного устройства.
Устройство для определения теплопроводности содержит два сдвоенных реохорда / и 2, ползунки которых кинематически соединены с валом двигателя 3, измерительный преобразователь электрической мощности 4, усилитель 5, электронный потенциометр 6, регистрирующее устройство 7, калориметр 8.
Расчетная формула для коэффициента теплопроводности при квазистационарном тепловом режиме исследуемых материалов имеет вид:
llA 2Аг
где q - тепловой поток; R - толщина пластины; At - перепад тем ператур ,на пластинах.
Выходное напряжение Ui измерительного преобразователя (мощности 4, рассеиваемой электронагревателем, пропорционально тепловому потоку q
U, k,.q,
где ki - постоянный коэффициент. Выходное на1пряжение С/з электронного потенциометра 6 пронорционально нерепаду температур на исследуемых пластинах в калориметре 5
t/2 2-A,
где Й2 - постоянный коэффициент.
Напряжение питания U реохорда 2 устанавливается равным
Us k,.R,
где kg - постоянный коэффициент. Переменные .напряжения f/i и Uz синфазны. На вход усилителя 5 поступает разностный сигнал
Д (7,-Й4 . f/2,
где 4 - коэффициент, определяемый положением Ползунка реохорда /. Усиленный разностный сигнал поступает на двигатель, который перемепдает ползунок реохорда до тех пор, пока разностный сигнал Af/ не станет равным нулю. При этом будет выполнено соотношение
f/, и.
6, и.
и, у, . ,; и, k, qR
/у
и.,
t
k.,
Следовательно, напряжение И, поступающее на вход регистрирующего устройства 7, прямо пропорционально коэффициенту теплопроводности исследуемых материалов
«j
Напряжение может быть ианряжение.м ностоянного или переменного тока и определя-ется типом регистрирующего устройства. .,
Формула изобретения
Устройство для определения коэффициента теплопроводности при квазистационарном тепловом режиме твердых материалов, включающее калориметр, преобразователь мощности, измерители температуры, счетно-решающую
схему и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности, счетно-решающая схема снабжена электронным автоматическим потепцио,метром для регистрации разности температур в калориметре, реостатный выход которого подключен к цепи питания первого реохорда, сдвоенного со вторым, ползунки которых кинематически соединены с валом двигателя, включенного через обмотку управления, усилитель и компенсационную электрическую цепь первого реохорда в выходпую цепь преобразователя мощности, подключенпого к калориметру, и регистрирующим устройством, вход которого соединен с выходной электрической цепью второго реохорда.
Vn
