Способ определения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК К 7/02,(51) Т СССР ТНРЫТ РЕТЕНИ ПИСАНИ нина полиратуры ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Львовский ордена Летехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 777475, кл. С 01 К 7/02, 24.07.78.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к способам измерения температуры и позволяет повысить точность измерения температуры за счет исключения аддитивной составляющей погрешности измерений. Устройство, реализуняцее способ,содержит коммутатор 1, который покоманде блока 5 управления соединяет термоэлектрический преобразователь 6 (ТП) с измерительным прибором 2. Затем через спай ТП 6 пропускают постоянный ток, приводящий квыделению в спае определенного количества тепла, изменяющего его температуру, и регистрируют установившееся показание термометра. По командеблока 5 управления включают компрессор 4, с помощью которого очищенныйвоздух пропускают через воздушныеканалы 7 фарфоровой трубки 8, изолирующей электроды ТП 6, Охлаждая рабочий спай, регистрируют показаниятермометра. Далее, не прекращая подачу воздуха на спай ТП 6, воздействуют на.спай постоянным током ипри установившемся режиме регистрируют показание термометра. По полученным результатам измерений в соответствии с приведенной формулойрассчитывают значение искомой тем1 12803Изобретение относится к способамизмерения температуры и может бытьиспользовано для повышения точностиизмерений с помощью термоэлектрических термометров. 5Целью изобретения является повышение точности измерения температуры за счет исключения аддитивнойсоставляющей погрешности измерений,На чертеже представлена структур Оная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ,Измеряемая температура Й, и показание термоэлектрического термометра с учетом аддитивной и мультинликативной погрешностей преобразоваения связаны зависимостью р, (1+У,) (6,+ 8,), (1) номинальное значение диффе ренциальной чувствительности в окрестности рабочей точкифсуммарная относительная мультипликативная погреш 25 ность преобразования (погрешность чувствительности),абсолютная аддитивная погрешность преобразования (погрешность нуля),коэффициент преобразования термо-ЭДС в показания термометра. Вначале регистрируют показание термометра ж, , соответствующее измеряемой температуре 0,. Затем нагревают спай термопары, пропуская через спай постоянный ток соответствующей полярности. За счет эффекта Пельтье в спае выделяется некоторое количество тепла и температура сная повьппается на величину- коэффициент Пельтье,- эквивалентная теплопроводность спая, учитывающаятеплообмен со средой;1 - ток нагрева.Величину тока выбирают такой,чтобы показание термометра возрослоне больше чем на 3-5 делений шкалы.Тогда показание термометра в окрестностях рабочей точки можнр представить в виде 38 гМ,=Я( + У,) (6 + -- 1 + 8, ), ( 3)Н Регистрируют показание термометра р , и выключают кагревающий ток (1=0). Далее принудительно охлаждают спай термопары, пропуская, например, воздух под защитным чехлом термопары, Скорость охлаждающего воздуха выбирается также из указанного условия, т.е. уменьшения показания термометра не более чем на 3-5 делений шкалы. При установившемся режиме охлаждения спая показание термометра становится равным М =сЯр, (1 + , ) (с 6, + Б,), (4) гдес 1 - коэффициент конвективныхтепловых потерь, обратно пропорциональный объемной скорости (расходу)охлаждающего воздуха.Регистрируют показание термометра рз . Уменьшение показания термометра при этом составляет М -Ы = 1 с зр,(1 + ,) (1 - с 1) 6, (5) Соответственно возрастание показаний термометра при нагреве спая электрическим током в соответствии с выражением (3) составляет Отношение разностей показаний термометра, определенных отношениями (5) и (6) равно 0 -Мз С- (1 - с 1) 6, (7) м -ос, Пф 1 Из выражения (7) получают значение измеряемой температуры р, -п, П 16 = ------ ( -- ) ц (Д) М -М С 1-и 1 Дпя определения коэффициента П после регистрации показания термометра К через его спай вновь пропускают нагревающий ток с тем же значением 1, В результате соместного действия нагрева спая от эффекта Пельтье и его охлаждения потоком воздуха с прежней объемной скоростью показание термометра становится равным Ы,= с Я,( +у,) с (6,+ - - И + 8П38 4воздушного потока Рабочий спай охлаждают на число градусов, соответствующее 3-5 делениям шкалы, и при установившемся режиме охлаждения регистрируют показание термометрами. .Далее, не прекращая подачу воздуха на спай преобразователя, одновременно производят воздействие на спай постоянным током и при установившемся режиме регистрируют показание термометра оПо полученным результатам четырех измерений в соответствии с формулой (12) рассчитывают значение искомой температуры,1 2803 04 М 2 ф- ц, (11) 15 Формула изобретения Способ определения температуры, заключающийся в регистрации установившегося значения показаний термопары, помещенной в исследуемую среду, нагреве спая термопары пропусканием тока соответствующей полярности, регистрации второго установившегося значения показаний термопары, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения аддитивной составляющей погрешности измерений, после регистрации второго установившегося значения показаний термопары выключают ток, пропускаемый через спай, принудительно охлаждают спай потоком воздуха, регистрируют третье установившееся значение показаний термопары, затем одновременно с охлаждением спая потоком воздуха нагревают спай током того же значения, что и при первоначальном нагреве, регистрируют четвертое установившееся значение показаний термопары, а температуру среды определяют из следующей. зависимости о- ф эф) ( 4 о" э) определяемая температура,коэффициент Пельтье,эквивалентная теплоемгде 1ф 2,Фэ,ф ВНИИПИ Заказ 7048/40 Тираж 778 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Разность показаний термометра сэ и с 4, определяемых выражениями(4) и (9), равнаПм, -,= К 8(1 + У,) о -- т (10) Отношение разностей показаний, определяемых выражениями (10) и (6), равно Подставляя значение коэффициентаиэ выражения (11) в формулу (8) получаем о -М э Пй ( - -)1С1 1) ( 4 фэ Таким образом, по результатам четырех измерений (д,-Ы 4) температуру 9 определяют без мультикативной 20 и аддитивной погрешностей.Устройство содержит коммутатор 1,измерительный прибор 2, управляемый источник 3 стабилизированного постоянного тока, воздушный компрессор 4, 25 блок 5 управления, соединенный с управляющими входами коммутатора 1, измерительного прибора 2, управляемого источника 3 стабилизированного постоянного тока, воздушного компрессо- З 0 ра 4.Устройство работает следующим образом.Коммутатор 1 по команде блока 5 управления соединяет термоэлектрический преобразователь 6 с измерительным прибором 2, с помощью которого регистрируют показание термометра , . Затем через спай преобразователя пропускают постоянный ток 1, 40 приводящий к выделению в спае эа счет эффекта Пельтье определенного количества тепла, изменяющего его температуру на несколько градусов, в пределах 3-5 делений шкалы при бора 2, Регистрируют установившееся показание термометра, после чего прекращают подачу тока через спай, Далее по команде блока 5 управления включают компрессор 4, с 50 помощью которого очищенный воздух пропускают под защитным чехлом преобразователя через вспомогательные воздушные каналы 7 (чертеж) фарфоровой трубки 8, изолирующей электро ды преобразователя. Под действием кость спая,ток нагрева;соответственно первое, второе, третье и четвертоеустановившиеся значения показаний термопары.