Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя

(i>>90 l 851

Союз Соевтсиих

Социалистических ресиубиии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Доиолиитеяьиее к авт. свид-ву (51)М. Кл.

601 К 15/00 (22) Заявлено15.02.80 (2! ) 2883432/18-10 с присоединением заявки М (23}приоритет Ввумрстищвй квивтвт

CCCP вв ааааи вэабретеввв к атхрытка

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень М 4

Дата опубликования еиисаиия 02.02-82 (S3) Ю 536.532 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Банников и В. В. Гсщуленко 1

1 « йф. „, 5

Институт технической теплофизики АН Украин ко (ЭИ(р!!фФЭйй и (7! } Заявитель (54) СПОСОБ -ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ

ИНЕР!СИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике н может быть использовано при метрологической поверке и аспортизацни термопреобразователей, а также в лабораторной и производственной практике в устройствах измерения температуры . S для коррекции ошибок измерения, обусловленных тепловой инерцией термопреобразователей.

Известен способ измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей, 39 заключающийся в двукратном снятии показаний двух чувствительных элементов датчика температуры и последующем вычислении показателя тепловой инерции 1).

Недостаток этого способа заключается в необходимости применения идентичных> т.е. с одинаковыми характеристиками, термопреобразователей. Практически реализовать такое условие трудно и имеющие30 ся на практике расхождения параметров чувствительных элементов вносят заметную ощибку в определение показателя тепловой инерции.

Наиболее близким к прещ агаемому 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) .

Показатель тепловой инерции вычисляется по формуле » Т2 — ©a

Ь а- где + и + — показания датчика; 2 — два момента снятия показаний, гричем 7<- произвольный момент времени переходной характеристики> отсчитанный от момента контакта термопреобразователя со средой, а Г вычисляют по формуле

7д =2t-q-M, где М вЂ” константа, характеризующая термопреобразовате пь.

3 9018

Недостатками известного способа являются сложность и большая погрешность измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей, которая обуслов- лена тем, что точность фиксации момента контакта термопреобразователя со средой ограничена порогом чувствительности регистрирующего устройства. Кроме того, определение момента Г связа но с предварительными расчетами (вносяшими дополнительные погрешности определения показателя тепловой инерции) коэффициента М, который, в свою очередь, зависит от целого ряда факторов, таких, как размер, форма, материал, теплофизические свойства, условия теплообмена термопреобразователя со средой.

Цель изобретения — повышение точности при одновременном упрощении процесса определения показателя тепловой инер» .20 ции.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно регистрируют значение температуры термопреобразоватепя через интервап времени, равный замеренному, 25 а показатель тепловой инерции термопр образователя определяют по формуле й(. ! л g-

6И

,-t g где Ь Г вЂ” интервал времени между двумя соседними регистрируемыми значениями температурьц

4, Ь2 — значения температуры термопре11 1 Ъ обраэователя, соответствующие трем моментам измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предпагаемый способ; на фиг. 2 - график зависимости Г от + (де с- текущие значения вре40 мени, ф -значения температуры термопреобразователя, пропорциональные изменению его выходного сигнала).

Устройство содержит исследуемый термопреобразователь l, подключенный ко входу индикатора 2. В качестве индикатора 2 может быть использован осциллограф с трубкой, имеющий длительное время послесвечения. Шкала экрана вдоль линии развертки проградуиронана по времени, вдоль линии вертикальной развертки — пропорционально значениям переходной характеристики термопреобразователя.

Э

Способ осуществляется следующим об-. И разом.

Исследуемый термопреобразователь 1 мгновенно помещают B среду с постоян51 4 ной температурой и с его выхода снимак( электрический сигнал, который до выхода на стационарный режим, изменяется по экспоненциальной зависимости (фиг. 2), представляющей собой переходную характфристику термопреобразователя, обусловленную его .инерционностью.

Выходной сигнал термопреобразовател и подают на вход индикатора 2, на экране которого высвечивается график переходноМ характеристики (фиг. 2);

По шкале индикатора 2 в произвольный момент времени регистрируют три значения переходной характеристики термопреобразователя, fq, +q, равностояших друг от друга на интервал- 7: Затем вы,числяют показатель тепловой инерции термопреобразователя 1 по формуле (1).

Процесс вычисления показателя тепловой инерции можно автоматизировать, подключив, например, к выходу термопреобра зователя аналоговое вычислительное устройство, соединенное с выходом генератора временных интервалов. Можно также.реа лизовать предлагаемый способ, используя цифровое вычислительное устройство, соединенное с выходом термопреобразователя посредством аналог -цифрового преобраэо вателя.

Вывод формулы (1) основан на известном соотношении теории регулярного теп-е лового режима с;

+(-) ц e ) (2) где Я - показатель тепловой инерции термопреобраэователя; - истинное значение температуры среды, Ь - текущее. значение времени;

$ (g)- текущее значение температуры термопреобразователя при условии. что каждый из моментов времени Cq, t g, tq отличается на величину Ы т.е. Г » С + 6<;

"C tQQ= C +2g(..

Ь 2 4

Таким образом, для определения показателя тепловой инерции необходимо заре гистрировать на любом участке переходной характеристики через два равных ин тервала времени три значения сигнала термопреобразовагепя и произвести вычисления показателя тепловой инерции пс формуле (1).

Изобретение исключает необходимость рпределения момента вступления термсьпреобразовстеля со средой, а также исключает необходимость учета таких факторов, как размер, форма, материал, теп

LrgQQg в

Фиг.2

Составитель Г. Мухина

Редактор Е. Дичинская Техред Т.Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 12358/50 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9018 ,пофизические свойства и условия теплообмена термопреобразователя со средой.

Вследствие этого значительно новыша ется точность и упрошается процесс определения показателя тепловой инерции S термопреобраэователей. Так, дпя известного способа, как по казали экспериментальные исследования погрешность определения показатепя тепловой инерции составляет 24,1%, а для 10 предлагаемого - 2,05%, следовательно, предлагаемый способ позволяет уменьшить погрешность измерений примерно в

12 раэ. Кроме того, благодаря упрощению процесса определения показателя теп-15 ловой инерции, быстродействие повышается не менее, чем в 2 раза.

Формула изобретения 2о

Способ определения показателя тепловой инерции термопреобраэователя, вкшочающий размешение термопреобразоватепн в среде с постоянной температурой, регистрации двух значений его температуры, gS замера интервала времени между ними и

51 6 вычисление показателя тепловой инерции, отличающийся тем, что, с петфю повышения точности при одновременном упрощении пропесса определения показателя тепловой инерпии, дополнительно ре

1 гистрируют значение температуры термопреобразователя через интервал времени, равный замеренному, а показатель тепловой инерции термопреобраэоватепя определяют жо формуле

Е=

6ь

eu - "

tq-t< где ЬТ- интервал времени между двумя соседними регистрируемыми зна чениями температуры;

Ф ф ф -значения температуры термопре2> Ъ . - образователя, соответствуюшие

"а рем моментам измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 174813, кл. G01 К 15/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

% 267123 кл. 601.К 15/00, 1970 (прототип).