Способ определения нестационарной температуры

(19) ( 4(5) С 01 К 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ЕНИ изводная этогоЭ величина, о 0- первая напряжен 6 - постояни деляемаяпр Ан.П.К з выраже ченк осударственныи уни 8.8) А.И., Го ьных пре 1975, с, свидете 01 К 7/ где С - теплоемкост дов А. Н бразова 239-241 ьство С О, 1979 оч мопреобра елей вателя( - температурныи коэффициент сопротивления термопреобразователя,Рпросопро зоват) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАЦИТЕИПЕРАТУРЫ посредством проя через термопреобразователь ного тока известной величины трации падения на нем напряего первой производной через ованные промежутки времени,ч а ю щ и й с я тем, что, с овышения точности определения туры на участках ее возрастарез термопреобразователь на х времени, на которых выпол- условие(5НОЙани постоя и реги ификси о т л ью- соответственно величины впавпадения напряжения на (дтермопреобразователе иего первой производной рв начале каждого изфиксированных проме)аайжутков времени,мпературу определяют по ьым в конце каждого проени значениям тока и паения на термопреобраэо- ф де О( и тем ер ния, ч отрезк няется искомую падение преобраз регистрируемежутка вредения напрявателе. и пропус остоянно ател анни через нег естнои величин го тока10 ь(56) 1, Азизовность измерителМ., "Энергия",2. АвторскоеР 645038, кл. Стотип). апряжения на те мопропускают дополнток величиной ение термопреобрапри ОС,ительный постоянныйИзобретение относится к тепловымизмерениям и может быть использовано для измерений нестационарных тем"ператур жидкостей или газов.Известен способ определения нестационарной температуры, применяемый при измерениях в турбулентныхпотоках газов и жидкостей заключающийся в регистрации показаний двухтермопреобразователей и определении10по ним искомого значения температуры С 13.Недостатком данного способа является низкая точность определениятемпературы при наличии значительныхпространственных ее градиентов.Наиболее близким к изобретению яв.ляется способ определения иестацнонарной температуры посредством пропускания через термопрербразовательпостоянного тока известной вЕличиныи регистрации падения на нем напряжения и его первой производной черезФиксированные промежутки времени иопределения по полученным значениямуказанных величин искомого значениятемпературы23Недостатком этого способа является низкая точность определениятемпературы из-за значительных дина- З 0мических погрешностей на участкахвозрастания температуры, обусловленных инерционностью термопреобразователей.Цель изобретения - повышение точности определения температуры научастках ее возрастания,Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу определениянестационарной температуры посредством пропускания через термопреобразователь постоянноготока известнойвеличины и регистрации падения на немнапряжения и его первой производнойчерез Фиксированные промежутки временя, через термопреобразователь наотрезках времени, на которых выполняется условие0 а 3.ц О 50 где О - падение напряжения на термопреобразователе при пропусканни через него постоянноготока известной величины 1О - первая производная этого на-. 55пряжения,6 - постоянная величина, определяемая из выражения ф:И;где С - теплоемкость термопреобразователяо - температурный коэффициентсопротивления термопреобраэователя;9 - сопротивление термопреобразователя при 0 С;пропускают дополнительный постоянный ток величинойгде 0 и "1 - соответственно величины падения напряжения на термопреобразователе и его первой производной в начале каждого из фиксированных промежутков времени, а искомую температуру определяют по регистрируемым в конце каждого промежутка времени значениям тока и падения напряжения на термопреобраэователе.На чертеже показана функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ.Устройство для реализации способа содержит источник 1 постоянного тока известной величины 1 О , масштабирующие усилители 2 и 3, преобразователь 4 напряженйе - ток, сумматор 5 токов, аналоговый ключ 6, дифференциатор 7, масштабирующий усилитель 8, делителя 9 и 10 напряжения, устройство 11 извлечения квадратного корня, регистрирующее устройство 12, устройство 13 выборки-хранения, генератор 14 импульсов, компаратор 15, усилитель 1 Б напряжения, вычитатель 17 напряжений.Предложенный способ реализуется следующим образом.Через термопреобразователь Й пропускается постоянный ток известной величины от источника 1 постоянного тока. Напряжение 0 , снимаемое с термопреобразователя, подается на функциональный преобразователь, состоящий из блоков 7,9,11 и 16, выходной сигнал которого равен 006 СО Этот сигнал подается на входы компаратора 15 и вычитателя напряжений 17, на другие входы которых подается сигнал с масштабирующего усилителя 2.В блоке вычитателя 17 напряжений предусмотрено деление выходного напряжения на величину, равную сопротивлению масштабного резистора Й,Выходной сигнал вычитателя 17 на./ ппряжений, равный б У-"1 О через устройство 13 выборки-хранения и аналоговый ключ 6 подается на преобразователь 4. При этом генератор 14 им 10 пульсов вырабатывает импульсы с минимальными промежутками и длительностью, требуемыми условием получения минимальной погрешности измерения температуры и, в то же время,5 находящимися в пределах, необходимых для нормальной работы устройства выборки"хранения, а аналоговый ключ б открывается выходным сигналом компаратора 1 б при условии, если сну )О 20При этом хранящеесяв устройстве 13 выборки-хранения напряжение поступает на преобразователь 4 напряжениеток, с выхода которого дополнитель 25 ный ток и очерез сумматор 5 токов поступает на термопреобразователь.Поэтому через последний в течение З 0 отрезка времени, на котором выполняется условиеО ах- )б 1 оопропускается сумма токов 141 и 1 О35 причем конкретное значение дополнительного тока 1 Ь 1 определяется величинами падение напряжения 0 на термопреобразователе и его первой1 40 производной О, зарегистрированными в начале каждого из фиксированных промежутков времени. Таким образом осуществляется пропускание через термопреобразователь дополнительного тока 1 ь , определяемого по формуле 1 д 1: б - -1 Причем этотосдополнительный ток протекает через термопреобразователь только в те отрезки времени, когда Оу в 1 ОпоЧ -Оскольку аналоговый ключ 6 открыт только в эти отрезки времени.Падение напряжения на масштабном 4резисторе К подается на масштабирующий усилитель 3, выходной сигнал которого подается на одни из входов делителя напряжений 10, на другой вход которого через масштабирующий усилитель 8 подается напряжение 13 от термопреобразователя.Выходное напряжение делителя 10,Ойравное в :й подается на.регнстра 1 йтор.Таким образом регистрируется сопротивление термопреобразователя, которое ставится в соответствие изме ряемой температуре.Предложенный способ определения температуры позволяет ликвидировать отставание в нагреве термопреобразова, теля на участках, соответствующих росту,измеряемой температуры, за счет компенсации динамических погрешностей термоfреобразователя путем пропускания через него на этих участках дополнительного тока. Способ наиболее эффективен при измерении температур крупномасштабных турбулентных потоков, когда определяющие размеры термопреобразователей должны быть много меньше пространственного масштаба турбулентности исследуемого потока.1155871 Составитель Н.МакаровМ,Недолуженко Техред С.Мигунова Корректор М, Самборская едакт аказ 312 илиал ППП "Патент, г.ужгород, ул,Проектная,36 Тираж 897НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от035, Москва, Ж, Раушская Подпистета СССРрытийнаб., д.4/5