Устройство для измерения среднеинтегрального значения температуры среды Советский патент 1979 года по МПК G01K3/02 

Изобретение относится к области (измерительной техники и предназначено для измерения темпераутры среды с неоднородным температурным полем и произвр.льно заданной весовой функцией. Известно устройство для определения срёднеинтегрального значения температуры, содержащее несколько тёрмопа,установленных в нескольких 1рчках по толщине образца 1. Недостаток этого устройства заключается в не- возможности непосредственного измерения срёднеинтегрального зйачения температуры при произвольно заданной весовой функции.Наиболее близким по технической сущности звляется устрой ство дл;я определения среднеинтегрального значения температуры среды, содержсздее измеритель и термометр сопротивления, выполненный в виде последователГьно включенных терморези торов с одинаковыми значениями начального сопротивления, пропорциональными соответствующему им контролируемому объему 2. Недостатком устрой ства является невысокая точность при .Произвольно заданной весовой функ.ции. Целью изобретения является повышение точности измерения среднеинтегральной температуры при произвольно заданной весовой функции. Указанная цель достигается тем, что в устройстве каждьй терморезистор выполнен с начальным сопротивлением, пропорциональным значению весовой функции на контролируемом им участке, и обратно пропорциональнь значению тет пературкого коэффициента сопротивления материала терморезйстора. Такое выполнение терморезисторов обеспечивает возможность непосредственного измерения срёднеинтегрального значения температуры среды. Повышение точности измерений достигается за счет уменьшения погрешности, связанной с обработкой результатов измерений. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения температуры. Термометр сопротивления состоит из нескольких последовательно вклю- . ченных терморезисторов 1, 2, 3 и 4, каждый из которых контро.пирует определенный участок 5 среды. Значения начальных сопротивлений терморезисторов, при которых суммарное изме-чШегаййнение сопротивления термометра, иэм1еряемое прибором 6, будет пропорционально изменению среднеинтегрального значения температуры среды, определяется из соотношения Т . ,, S(-f))p(n UCx.ibUo dx KS-R.ulJu(Xi, о LJ L где S(t) - с1реднеинтёгральное значейис тймпературй среды на участке (©,); - начальное сопротивление i-ro тёрморезистора при I начальной температуре - температурный коэффициент сопротивления материала, .,„,...... .„.,jjg которого изготовлен ., . i-й терморезистор; и()- температура i-ro терморезистора;К - коэффицИтЭнт пропорциональ ности. Заменяя интеграл в левой части суммой, получим r:p(x.)u(K-,,(x-,iVUa ni L J 1И L где AX - величина участка среды, ко тролируемого i-M терморезистором; р(-х)- среднее значение весовой функции на участке среды контролируемом i-M терморезистором. Для того,чтобы последнее равенство было выполнено, достаточно, чтобы были равны сбответствующйе члены в .левой и правой частях. pCx)u(x-,,--KW.cC.u(x, , т.е :зйачёнйя начального сопротивлен ROT каждого терморезистора должны быть равны р (X ) л 5 i Р() дх - коэффициент пропорцио нальности. ТаКим образом, начальные сопроти ления последовательно включенных терморезисторов при начальной темпе ратуре UQ должны быть пропорциональ ны величине дХ, контролируемого каж дым, из них участка среды ис еднему значению весовой функции р(х.) на этом участке и обрЖтнб тфопорцйональныМ значению температурного коэфф циента сопротивления d. материала, из которого выполнён соответствующий резистор V л .,.г ; Образцы исследуемого материала обогреваются так, как это требуется по УСЛОВИЯМ теплрфизическрго экспев5д,,-Н :--С-- -.-г -.il-5 |4Wi -V - V-- ii ----.--; ----: :.-л -гримента. В результате в образцах возникает неоднородное температурное поле и температура терморезисторов изменяется. Соответственно изменяется сопротивление терморезистороБ, причем, как это следует из иЗлож енного выше, суммарное Оммйческое сопротивл:ение последовательно включенных терморезисторов изменяется пропорционально среднеинтегральному значению те1«атературы образца. Измеряя.суммарное изменение оммического сопротивления последовательно включенных термор(езисторов с помощью любой измерительной схемы или прибора, получают информацию об изменении средне-. интегрального значения температуры образца. Непосредственное измерение среднеинтёгральногр значения температуры обеспечивается тем, что каждый терморезистор выполнен с определенным начальным сопротивлением. Повышение точности достигается тем, что при непосредственном измерении среднеинтегрального значения температуры образца отпадает необходимость в применении сложных счетно-решающих устройств, вносящих дополнительную погрешность. Исключение счеТно-рещающих устройств из экспериментальной установки способствует также ее упрощению и удешевлению. Формула изобретения Устройство для измерения среднеинтегрального значения температуры среды с неоднородным температурным полем и с произвольно заданной весовой функцией, содержащее термометр, выполненный в виде последовательно включенных терморезисторов, и измеритель, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности измерения, каждый терморезистор выполнен с начальным сопротивлением, пропорционапъятл значению весрврй функции на контролируемом им участке и обратно пропорциональным значению температурного коэффициента сопротивления материала терморезистора. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Власов В.В. и др. Теплофизические измерений. Тамбов, Изда.тёль1975;, с. 47. внииртмми 2. Авторское свидётельстSo № 238823, кл. G 01 К J/02, 1969.;