Устройство для измерения динамических характеристик терморезистивных элементов Советский патент 1980 года по МПК G01R29/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения постоянной времени, времени переходных процессов и теплоемкости терморезЕСтивных элементов.

Известно устройство для определения величин динамических характеристик терморезистивных элементов (постоянной времени и теплоемкости) pj .

Это устройство имеет ряд недостатков, связанных с затруднениями при практической реализации начальных условий, вызванных необходимостью переноса терморезистявного элемента из одной среды в среду с другими параметрами, большими погрешностями при определении динамических характеристик (теплоемкость постоянная времени) .1алоинерциош1ЫХ; терморезистивных элементов, необходимостью построения статической вольтамперной и температурной характеристик с последующим их использованием в аналитических зависимостях.

Известное устройство. содержит две из мерительные мостовые схемы, в одно из плеч каждой ва схем включается исследуемое термосопротивление . Измерш-ель времени для непосредственного отсчета постоянной времени в виде секундомера, два стрелочных нуль-органа, постоянную времени определяют по отсчету секундомера 2j.

Недостаток устройства - невозможность объективного измерения постоянной времени малоинерционных терморезистЕВНых (элементов ввиду соизмеримости величин времени переноса его из одно среды в среду с другими параметрами и его постоянной времени, необходимость переключения исследуемого термосопротивления с одного моста на другой,

Цель изобретения - повышение точности измерения динамических характеристик мало инерционных терморезист1тт1ых зле ментов.

Указанная цель достигается том, что в устройство для определоиия anuabfl Mr 372ских характеристик терморезистора,, содержащее два мостовых измерительных блока, соединенные со входами двух нульорганов, измеритель времени, введены усилитель обратной связи, генератор прямоугольных ИА-шульсов, два электронных ключа и элемент ИЛИ, при этом выход усилителя обратной связи соединен с, сигнальным входом первого ключа, выход которого соединен с общей диагональю питания мостовых измерительных блоков, выход генератора соединен с управляющим входом первого ключа и одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго нуль-органа, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, а выход второго ключа соединен со входом измерителя времени. На чертеже представлена фушщиональНая схема устройства. Устройство содержит измеритель времени 1, Элемент ИЛИ 2, измерите,шэный Мостовой блок для разогрева «исследуемого терморезистора { , состоящий из p 3t} TopOB Е2 - Rj - Rg, - R , д1за измерительных блока мостовых для измерения сопротивления исследуемого терморезистора, состоящие соответственно из резисторов R - Rg - R - Rg- и Rд -- R R усилитеЛ1э обратной связи 3, Электронные ключи 4, 5, генератор прямоугольныхКмпульсрв 6/, длительность KpTopfeix сзаведомо больше длительности переходных процессов исследуемопэ терм реаистдвзного элемента как в режиме разогрева его, так и в режиме своСЬдного охлаждения, нуль-органы 7, 8 с высоким Входным сопротивлением, резистор , задающий величину измерительного тока. Постоянная времени терморезистивного элемента - это время, в течение которого разность температур рабочего те ла элемента и окружающей среды при сво бодном охлалдзении рабочего тела элемента уменьщится в © раз. Если первоначаль но нагреть рабочее тело терморезистивно го элемента до 100 С, а затем дат1г) ему свободно охлаждаться в той же среде до О С, то разность температур рабочего тела элемента и окружающей среды умекь шается в g раз при достижении температуры рабочего тела исследуемого :элемента в 37 С. Замерив врегу1я охлаждения рабочего тела терморезистивного гшемен- та со 10О С до 37 С, определяют постоянную времени исследуемогх) терморе4аистивного элемента. Этот замер осуществляют и при любом температурном напоре, действующем на рабочее тело исследуемого Элемента, но при этом необходимо чтобы во всех случаях тело исследуемого элемента охлаждалось на 63% от разности теглператур исследуемого элемента и окружающей среды. Исследуемое термосопротивление Rg вкгаочае1х;я в одно общее плечо моста Rg - Rg - Rj - Rg. , R R, R Ry. Величины сопротивлений Rg и Rj устанавливаются магазинами сопротивлений и соответствуют сопротивлению исследуемого терморезистивного элеме 1та при 1ОО С и 37 С. Для повыщения точности измерения и получения заведомо регулярного процесса охлаждения рабочеГчэ тела исследуемогх элемента в момент прохождения точки 100°С, разогрев рабочего тела исследуемого элемента осуществляют до 120®- ISO С. При этом величина температуры, до которой разогревается исследуемый терморезистор, определяется соотнощением плеч мостаRDDDг ъ fo 5 Устройство работает следующим образом. За время от О до т ключ 4 открыт импульсом генератора 6, при этом происходит нагрев исследуемого элемента до теКШературы больщей 100 С, С момента времени t-i до момента закрыт, при этом происходит процесс есгественного охлаждения рабочего тела элемента. При достижении рабочим телом элемента температуры 10О С, мост RQRg - Rj - RS проходит точку равновесия. .С :этого момента и далее по смене полярности Выходного сигнала моста, нуль-орган 7 выдает единичный сигнал на сигнальный вход предварительно открытого ключа 5, пропускающего этот сигнал на вход измерителя времени. Таким образом, измеритель времени запускается. При достижении рабочим телом элемента температуры 37 С, мост R К-) - - проходит точку ра нове it сия. с этого момента и далее по смене полярности выходного сигнала моста, нуль-орган 8 выдает единичный сигнал в схему 2, выходной сигнал которой подается на управляющий вход ключа 5 и запирает этот ключ. При этом изк еритель времени останавливается, и по его шкале определяют постоянную времени. В следующем периоде от ь весь процесс (нагрев-охлаждение) повто