Способ измерения температуры в натурных условиях

ОПИСАНИЕ оц 48 п 96ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик,.(22) Заявлено 08.01.73 (21с присоединением заявки8-10 18718 Кл, 7/24 Государстаеннна ноынте Совета тенниотров СССР ео делам изобретений и открытий. Д. Юша и Ю. А. Попо кий филиал Всесоюзного научно-исследовательского института .транспортного строительства Заявитель Но и МЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯ ОС Изобретение относится к области измерения температуры различных сред (воды,грунта и т. д,) в натурных условиях с по- .1:мо 1 цью термометра сопротивления и мостаВитс тона,В виду большой точности метод изменйя,температуры с помощью термометрасопротивления и моста Витстона широкоиспользуется в промышленности для температурных измерений. Мост Витстона нри тлэтом находится, как правило, в стационарных нормальных температурных условияхо(20+5 С). Однако часто возникнет необходимость в использовании этого метода измерения в полевых условиях, например при ййинженерных изысканиях, геокриологическихисследованиях грунтов и т. д где мостВитстона должен находится в условиях переменной температуры окружающего воздуха (от -40 до +40 С), В этом случае 20возникает дополнительная трудноучитываемаятемпературная тюгрешность моста Витстона.Известны способы компенсации температурной погрешности моста, основанные наиспользовании специальных компенсирующих 36 устройств, Компенсирующее устройство состоит либо из терькпарьт с линейной характеристикой, либо из полупроводников. Термопарный компенсатор включается последовательно в цепь гальванометра. Термопарныйи полупроводниковый компенсаторы должнынаходиться в тех же температурных условиях, в каких находятся плечевые резисторымоста. Однако каждый плечевой резисторимеетсвой индивидуальный тепловой режим, поэтому исключить полностью температурную погрешность моста с помощьютермопарных и полупроводниковых компенсаторов практически невозможно. Этому мешает еще н то, что плечевые резисторы,полупроводники и термопары имеют совершенно различную тепловую инерцию, В видууказанных недостатков компенсаторы ненашли практического применения для компенсации температурной погрешности измерительных мостов,Предлагаемый способ учета температурной погрешности моста при измерении температуры различных сред (грунта воду ит, д.) в натурных условиях основан йа уче-те температурного состояния всех плечевых резисторов, участвующих в измерении сопротивления термометра на момент его измерения, Этого достигают путем последователь.ного измерения термометра сопротивления и эталонного термостатированного резистора.фиг. 1 и 2 поясняют предлагаемый способ.Равновесие моста Витстона выражается уравнением 8 и ВЮ8 ьДля случая измерения сопротивления термометрав натурных условиях это отношение примет вид 1р Я я где И - отсчет показания моста (т, е,В;- В+Ь й и )- сопротивление термометра.При измерении сопротивления эталонного резистора Яв натурных условиях бу- эО дем иметь 3 81И3)йгде И- отсчет показания моста;- сопротивление эталонного резистора.МТак как . за короткий промежуток времени (1-2 мин) последовательного измере,ния сопротивления термометра и эталонного резистора тепловой режим . моста существенно не изменится, а следовательно, не изменится и отношение " , то егоДможно принять постоянным. Поэтому правые части равенства (2) и (3) будут равны, а следовательно, и их левые части тоже будутравны. На основании равенства выражений (2) и (3) можно определить истинное значение сопротивления термометра из выраженияИ Мэ8Ц Откуда сопротивление термометрабудет равно Й5= КТаким образом, благодаря использованию термостатированного эталонного сопро- фтпвления, можно определить удельную температурную погрешность моста на единицуизмеряемого сопротивления и вычислитьистинное значение сопротивления термомегра. С целью досщжения большей точностиизмерения и вычисления сопротивления терллометра значение сопротивления эталонного резистора необходимо брать по возможности близким (10+20%) к значебснию сопротивления термометра В этом случае в измерении тердюметра и эталон ного резистора будут участвовать одни и те же плечевые резисторы моста, что позволяет определить температурную погрешность люста с высокой степенью точности. Последовательность измерения сопротивления термометра и эталонного резистора может быть любой. Однако важно, чтобы промежуток времени между измерениемсопротивленич термометра и эталонного резистора был по возможности меньшим. В отдельных случаях можно рекомендовать измерять эталонный резистор дважды - перед измерением термометра и после его измерения, что позволит еще более точно определить истинное значение термометра сопротивления, Такую последовательность следует применять в первый период работы измерительного моста после резкой перемены температуры окружающего воздуха (при перемещении из помещения на открытый воздух и т, и.), когда температурная погрешность растет исключительно быстро (см, фиг. 2). Придлительном пребывании моста в определенной температуре измерение сопротивления эталонного резистора можно производить после измерения нескольких термометров,Эталонный резистор можно термостати-: ровать различными способами в том числе и по принципу термостатирования холодных" спаев термопар.В виду того, что эталонный резистор представляет единое целое, его можно термокомпенсировать с помощью цолупроводникового терморезистора.Таким образом, использование предло гаемого способа учета температурной пс- грешности моста прч измерении температур сред в натурных условиях позволяет:а) измерять температуру различных сред с помощью термометра сопротивления и моста Витстона в условиях изменяющейся температуры окружающего воздуха;б) значительно увеличить точность изМерения;в) использовать различные типы измерительных мостов без их предварительной градуировки на отрицательные температуПредмет изобретенияСпособ измерения температуры в натурных условиях с помощью термол(етра сопротивленчя и моста Витстона путем сравнения условия равновесия моста при эталонном термостабилизированном резисторе и термометре сопротивления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью исключения температурной погрешности моста Витстона, производят поочередное измерение сопротивлений эталонного термостабилизированного резистора и термо481796 Составитель 1 рывк наГехрел И.Каранцащов, Корректор Ре такт ор 1,11 ванова авива 13333333333 1 осуларствеииосо комиюети Соис 1 в Иииилриц Я С:Е ИО длич ияо 63 ичиинй и Ок)Ы 1 иЙ Москпв, 113035, Рауиккия наб., 4 3 33 или 3 иэяэ ие Ф 3 3 ЯРчп з, Ми к Рэ, 1 533 Бс 3 ижкиикяя ииб, Рметра сопротивления и на основании полученных показаний моста Витстона и известном значении эталонного термостабилизированного резистора внчиды 1 от пспнное значение сопротивления теИоме 1)асопротивления,Тираж 7 т 1013 одиисвое