Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя Советский патент 1982 года по МПК G01K15/00 

(54) СПОССЖ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМСШРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при метрологической поверке и пгюпорти- защга .термопреобразователей, а таюке в лабораторной и производственной практике в устройствах измерения темпс эатуры цля коррекции ошибок измерення, обусловленных тепловой инерцией термопреобразователей.

Известен способ иа 1ерения ,псжазатепя тепловой инерции термопреобразоватепей, заключаюшийся в двукратном снятии показаний двух чувствительных элементов датчика температуры и последующем вычислении показателя тепловой ияеряии.

Недостаток этого способа заключается в необходимости применения идентичных, т.е. с одинаковыми характеристиками, термопреобразователей. Практически реализовать такое условие трудно и имекшш©ся на практике расхождения параметров чувствительных элементов вносят заметную ошибку в определение показателя тепловой инерпии.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения показателя тепловой инерции, включающий размещение термопреобразователя в среде с постоянной температурой, регистрации двух значений его температуры, замера интервала времени между ними и вычисления показателя тепловой инерции 2 .

Показатеть тепловой инерции вычисляется по формуле

t2 -

-.

ti

ей

tc-t, где Ь( и -(,2. показания датчика;

Т( V( TSL момента снятия показаний, причем произвольный момент времени переходной характеристики, отсчитанный от момента контакта термопреобразователя со средой, а Tj вычиcл ют по формуле

,

где М - константа, характеризующая термоареобразоватепь. Недостатками известного способа являются сложность и большая погрешность измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей, которая обусловлена тем, что точность фиксации момента контакта термопреобразователя со средой ограничена порогом чувствительности регистрирующего устройства. Кроме того, определение момента tTj связано с предварительными расчетами (вносящими дополнительные погрешности опре деления показателя тепловой инерции) коэффициента М, который, в свою очередь, зависит от целого ряда факторов, таких, как размер, форма, материал, теп лофизические свойства, условия теплообмена термопреобразователя со средой. Цель изобретения г повышение точнос ти при одновременном упрощении процесса определения показателя тепловой инер ции. Указанная цель достигается тем, что дополнительно регистрируют значение температуры термопреобразоватепя черюз интервап времени, равный замеренному, а показатель тепловой инерции термопреобразователя определяют nQ формуле й-Т где ДТ- интервал времени между двумя соседними регистрируемыми значениями температуры; -t.to t а- значения температуры термопре образователя, соответствующие трем моментам измерения. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - график зависимости Т 01- -fc ( Т- текухцие значения времени, -t -значения температуры термопре образователя, пропорциональные изменению его выходного сигнала). Устройство содержит исследуемый гермопреобразователь 1, подключенный ко входу индикатора 2. В качестве индикатора 2 может быть использован осциллограф с трубкой, имеющий длительное время послесвечения. Шкала экрана вдол линии развертки проградуирована по времени СГ , вдоль линии вертикальной развертки - пропорционально значениям переходной характеристики термопреобра- зователя. Способ осуществляется следующим об разом. Исследуемый термопреобрааоват ль 1 ,1гновенно помещают в среду с постоянной температурой и с его выхода снима1Ф электрический сигнал, который до выхода на стационарный режим, изменяется по экспоненциальной зависимости (фиг. 2), представляющей собой переходную характ0- ристику термопреобразователя, обусловленную его инерционностью. Выходной сигнал термопреобразовател подают на вход ийдикатора 2, на экране которого высвечивается график переходной характеристики (фиг. 2). По шкале индикатора 2 в произвольный момент времени регистрируют три значения переходной характеристики термопреобразователя i fc а Ч- равностоящих друг от друга на интервап- b.f Затем вы числяют показатель тепловой инерции термопреобразоватепя 1 по формуле (1). Процесс вычисления показателя тепловой инерции можно автоматизировать, подключив, например, к выходу термопреобр зователя аналоговое вычислительное устройство , соединенное с выходом генератора временных интервалов. Можно также -pea-. лизовать предлагаемый стособ, используя цифровое вычислительное устройство, соединенное с выходом термопреобразоватепя посредством аналого-цифрового преобразогвателя. Вывод формулы (1) основан на известном соотношениитеории регулярного теп- лового режимаг, . 4.(r)--te(.l-e , где - показатель тепловой инерции тер-мопреобразователя;Ьд- истинное значение температуры Т - текущее значение времени; fete)- текущее значение температуры термопреобразователя при условии, что каждый из моментов времени Т , TZ Я. отличается на величину ДТ т.е. ТГа Т + tr iT i- r T Ziicr. Таким образом, для определения показателя тепловой инерции необходимо заре, гистрировать на любом участке переходной характеристики через два равных ин-4 тервала времени три значения сигнала термопреобразователя и произвести вычисления показателя тепловой инершга пс формуле (1). Изобретение исключает необходимость рпредепения момента вступления термопреобразовстеля со средой, а также исключает нсзобходимость учета таких факторов, как размор, форма, мятериал, теп4. 590 , пофизические свойства и условия теплообмена термопреобразователя со средой. Вследствие этого значительно повыша ется точнохгггь и упрощается процесс определения показателя тепловой инерции термопреобразователей. TaiK, для известного способа, как not казали экспериментальные исследования погрешность определения показателя тепловой инерции составляет 24,1%, а для предлагаемого - 2,О5%, следовательно, предлагаемый способ позволяет уменьшить погрешность изм&реияй примерно в 12 раз. Кроме того, благодаря упрощению процесса определения показателя тепповой инерции, быстродействие пошлшается не менее, чем в 2 раза. Формула изобретения Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя, включающий размещение термопреобразовател) в среде с постоянной температурой, ре- - --f tyi I гистрации двух значений его температуры, замера интервала времени между ними и 16 вычисление показателя тепловой ияераии, отличающийся тем, что, с повышения точности при одновременном упрощении процесса определения показателя тепловой инерции, дополнительно ре- гистрируют значение температуры термопреобразователя через, интервал «времени, равный замеренному, а показатель тепло « вой инерции термопреобраэователй опр&деляют по формуле с -/it где ЛТ - интервал времени между двумя соседними регистрируемыми зна чениями температуры; - --Ь-значения температуры термопрв- А образователя, соответствующие .грем моментам измерения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N5 174813, кл. Q01 К 15/ОО. 1965. 2.Авторское свидетельство СССР - ы1 .г.С V OJnMCI tSUtol IBU , 1.267123 кл. QO1.K 15/00, 1970 (фототип).