Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя

ц 901851 Союз СоветскихСоциалистическихресвубиии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)приоритет Юйэрвтиаей каетвт В.ИР ав аеааи кэфбретенввк атхрыткй1 и 3 ерйф ,Институт технической теплафизики АН Украин ко 669 ЮФ 94.1 й(54) СПОСОБ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при метрологической поверке и наспортизации термопреобразователей, а также в лабораторной и производственной практике в устройствах измерения температуры.% ддя коррекции ошибок измерения, обусловленных тепловой инерцией термопреобразоввтедей.Известен способ измерения,показателя тепловой инерции термопреобразоватедей,16 заключающийся в двукратном снятии показаний двух чувствительных элементов датчика температуры и последующем вычислении показателя тепловой инерции1.15Недостаток этого способа заключается в необходимости применения идентичных, т.е, с одинаковыми характеристиками, термопреобразователей. Практически реализовать такое условие трудно и имеющие 30 ся нв практике расхождения параметров чувствительных элементов вносят заметную ощибку в определение показателя тепловой инерции. Наиболее близким к прешагаемому 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 12 .Показатель тепловой инерции вычисляется по формулеС 2 ЙЬ6,-,гдеия - показания датчика;7 Ь С - два момента снятия показаний, причем Г- произвольный момент времени переходной характеристики отсчитанный от момента контакта термопреобрвзователя со средой, в Г вычисляют по формуле3 90Недостатками известного способа являются сложность и большая погрешностьизмерения показателя тепловой инерциитермопреобразователей, которая обуслов-лена тем, что точность фиксации момента контакта термопреобразователя сосредой ограничена порогом чувствительности регистрирующего устройства. Кроме того, определение момента Г связано с предварительными расчетами (вносящими 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 инерции,Указанная цель достигается тем, чтодополнительно регистрируют значениетемпературы термопреобразоватепя черезинтервап времени, равный замеренному,а показатель тепловой инерции термопробразователя определяют по формулеЬ.С/е - И)1-Ф,дгде ЬГ - интервап времени между двумясоседними регистрируемымизначениями температурьцс,- значения температуры термопреобраэователя, соответствующиетрем моментам измерения.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства, реализующего предлагаемыйспособ; на фиг, 2 - график зависимостиГ от 1 (т де - текущие значения времени, С -значения температуры термопреобразователя, пропорциональные изменению его выходного сигнала).Устройство содержит исследуемыйтермопреобразователь 1, подключенныйко входу индикатора 2. В качестве индикатора 2 может быть использован осциллограф с трубкой, имеющий длительноевремя послесвечения. Шкала экрана вдольлинии развертки проградуиронана по времени 7, вдоль линии вертикальной развертки - пропорционально значениямпереходной характеристики термопреобразователя.)Способ осуществляется следующим об-.разом.Исследуемый термопреобразователь 1мгновенно помещают в среду с постоян 1851 4ной температурой и с его выхода снимакэлектрический сигнал, который до выходана стационарный режим, изменяется поэкспоненциальной зависимости (фиг. 2),представляющей собой переходную характВристику термопреобразователя, обусловленную его .инерционностью.Выходной сигнал термопреобразователподают на вход индикатора 2, на экранекоторого высвечивается график переходно 3характеристики (фиг, 2);По шкале индикатора 2 в произвольныймомент времени регистрируют три значения переходной характеристики термопреобразователя 1 1 , 4 равностоящихдруг от друга на интервал- Ь 7; Затем вы,- числяют показатель тепловой инерциитермопреобразователя 1 по формуле (1).Процесс вычисления показателя тепловой инерции можно автоматизировать, подключив, например, к выходу термопреобразователя аналоговое вычислительное устройство,соединенное с выходом генераторавременных интервалов. Можно также.реа"д 5 лизовать предлагаемый способ, используяцифровое вычислительное устройство, соединенное с выходом термопреобразователяпосредством аналого-цифрового преобраэо- вателя,Вывод формулы (1) основан на известном соотношениитеории регулярного теп.лового режима е7) =,ц-е "с, (2). где Я - показатель тепловой инерции тер .мопреобраэователя;1 - истинное значение температурысреды,Ь - текущее. значение времени;(С)- текущее значение температурытермопреобразователя при условии, что каждый из моментов времениГ , 7, Г отличается на величину ЬГт.е, фГ С + Ь,;45 "Г Ф,Г=Г ф 2 Я.Ь 2Таким образом, для определения показателя тепловой инерции необходимо зарегистрировать на любом участке переходной характеристики через два равных инм. 5 О тервала времени три значения сигналатермопреобразователя и произвести вычисления показателя тепловой инерции псформуле (1).Изобретение исключает необходимость 55 рпределения момента вступления термсьпреобразовстеля со средой, а также ис, ключает необходимость учета таких факторов, как размер, форма, материал, тепГуф 7 а Г Составитель Г. МухинаТехред Т.фанта КорректорС, Ше Редактор чннс Тираж 882 ПодписноеГосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 35,Москва, Ж, Раушская наб., д Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Фил 5 9018 ,лофнзические свойства н условия теплообмена термопреобразователя со средой.Вследствие этого значительно новыша ется точность и упрощается процесс определения показателя тепловой инерции 5 термопреобраэователей.Так, для известного способа, как по казали экспериментальные исследования погрешность определения показатепя тепловой инерции составляет 24,1%, а для 1 О предлагаемого - 2,05%, следовательно, предлагаемый способ позволяет уменьшить погрешность измерений примерно в 12 раэКроме того, благодаря упрощению процесса определения показателя тепловой инерции, быстродействие повышается не менее, чем в 2 раза. формула изобретения 2 оСпособ определения показателя тепловой инерции термопреобраэователя, вкшочающий размещение термопреобразоватепн в среде с постоянной температурой, регистрации двух значений его температуры, у замера интервала времени между ними и Заказ 12358/50ВНИИПИ 51 6вычисление показателя тепловой инерции,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с нелюдьюповышения точности при одновременномупрощении пропесса определения показателя тепловой инерпии, дополнительно ревгистрнруют значение температуры термопреобразователя через интервал времени,равный замеренному, а показатель тепловой инерции термопреобраэователя определяют по формуле6 ьЕмя-ф"-Вгде ЬТ- интервал времени между двумясоседними регистрируемыми зна- чениями температуры;ф-значения температуры термопре 2 Ъ"арем моментам измерения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 174813, кл. 601 К 15/00, 1965.2, Авторское свидетельство СССР