Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 0139 1)4 С О 1 К 15/О НИ Н АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВУ ССС 198 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И,ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО(21) 4128389/24-10 (22) 18,08.86 (46) 23,05.88. Бюл. У 19 (7 1) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Г.В. Юрчик и Ю.А. Скрипник (53) 536.5(088.8) (56) Авторское свидетельство Р В 1191757, кл. С 01 К 15/00, 4.Авторское свидетельство СССР В 1362964, кл. С 01 К 15/00, 25.07.86. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ (57) Изобретение относится к температурным измерениям электрическими методами. Цель изобретения - повышение точности определения погрешностей термоэлектрических термометров в условиях их эксплуатации. Регистрируют и запоминают установившееся показание о, измерительного прибора 10 термометра, соответствующее температуре38 контролируемои среды. Понижают температуру свободных концов термопреобразователя на заданное значение. Данную операцию осуществляют с помощьюкомпенсационных проводов 11 и 12,свободные концы которых термостатированы в термостате 13. Установившеесяпоказание термометра регистрируют изапоминают, после чего вновь устанавливают первоначальное значение температуры свободных концов термопреобразователя переключением контактов коммутатора 9. Далее рабочий спай при-,нудительно охлаждают воздушным потоком компрессора 14. Коэффициентконвективных потерь определяют позначению М пользуясь экспериментальными зависимостями. Разность междупоказанием Ы, термометра .и действительным значением температуры рабочегосная дает значение погрешности измерения температуры контролируемой среды. 1 ил.где 8,К номинальное значение диФФеренциальной чувствительности термометра,15 определяемой абсолютной температурой термопреобразователя; ЬК+ - ) -суммарная относитель-К 5 Оная мультиплккатжоная погрешность преобразования (погрешность от изменения чувстви- тельности),коэФФициент преобразо- вания термоЭДС в показание термометра,вв у Изобретение относится к температурным измерениям электрическимиметодами и предназначено для поверки термоэлектрических термометров вусловиях их эксплуатации без демонтажа первичного преобразователя собъекта,Цель изобретения - повышение точности определения погрешностей термоэлектрических термометров в условиях их.эксплуатации,На чертеже представлена структурйая схема устройства, позволяющегоосуществить предлагаемый способ. 15Устройство содержит термоэлектри,ческий преобразователь 1 с изолированным рабочим спаем 2, защитнымехлоь:, 3 и воздушными каналами 4 в яакко 5 связи, термостат 6, в котором на 1 20ходятся свободнь:е концы удлинительныхКомпенсационных проводов 7 и 8, коммутатор 9, измерительный прибор 10 термометра, дополнительные компенсационныеПровода 11 и 12, второй прецизионный 25гермостат 13, в котором прк заданнойтемпературе находятся свободные концы дополнительных проводов 11 и 12компрессор 14, задатчик 15 расходавоздуха, соединительные трубки 16. 3 ОПредлагаемый способ осуществля,отследующим образом,В начале регистрируют и запомина 1 отустановившееся показанием, измерительйого прибора 10 термометр;- соответствующее температуре контролируемой среды Т,. При этом с учетом погрешностейтермоэлектрического преобразованиятемпературы показанке термометра можно представить в виде 40о, - абсолютная аддитивнаяпогрешность преобразования (погрешностьсмещения нуля); Т1 с абсолютная температура рабочего спал термопреобразователя, равная температуре Т 1 контролируемой среды; а= КБ, (1 +)Т (1 " с. )- (т+ З,Л,ГЗ) Т - температура свободныхконцов термопреобразователя.Затем изменяют, например понижают, температуру Т свободных концов термопреобразователя на заданное значе ние ЬТ. Данную операцию осуществляют, например, с помощью дополнительных компенсационю.1 х проводов 11 и 12, свободные концы которых термостатированы в прецизионном термостате 13 при температуре Т = Т- ЬТ, При переключении контактов коммутатора 9 из положения а "с 1 в положение Б - б показание термометра изменяется и рав.но1,= кз(1 +,) т-(т- ьт +8 Д(2)Значение Ьт выбирают из условия прк котором показание термометра изменяется на величину 3-5 порогов его чувствительности. Установившееся показание термометрами регистрируют и запоминают, после чего вновь устанавливают первонача,пьное значение температуры свободных концов термопреобра" зователя переключением контактов ком" мутатора 9 в положение а - ц . При этом показание термометра становится раВНЫМ свв вДалее принудительно охлаждают (ипи нагревают) рабочий спай термопреобразователя воздушным потоком, создаваемым с помощью компрессора 14. Заданную обьемную скорость этого потока выбирают из условия охлаждения рабочего сная на величину, не превьппающую 3-5 порогов чувствительности термометра, Стабильный расход, плавное регулирование и измерение расхода осуществляют с помощью задатчика 15 расхода воздуха, При установившемся режиме охлаждения спая показанке термометра оС рав52Погрешность вычисления температуры рабочего спая термопреобразователя определяется нестабильностью задания температуры термостатов, в которых распо-, ложены свободные концы термопреобразователя, и неточность величины Е . Современные термостаты способны обеспе" чить задаваемую температуру с погрешностью не более 10 - 10 К, С учетом погрешности вычисления величины Я суммарная погрешность определения температуры рабочего спая в соответствии с алгоритмом (5) не превышает 0,5 К,Разность между показанием термометра М, и действительным значенйем температуры рабочего спая (5) дает значение погрешности измерения температуры контролируемой среды где где ТКоэффициент конвективных потерь б определяют по значению К пользуясь полученными предварительно (при наладке и исследованиях) эксперимен тальными зависимостями (кривыми) изменения температуры рабочего спая при конвективном теплообмене его с воз" душным потоком, При этом данные зави- . симости получают при постоянных температурах среды, в которой находится преобразователь, и постоянной температуре воздуха; используемого для создания воздушного потока.Так как величины изменения температуры свободных концов и рабочего спая термопреобразователя не превышает 3;5 порогов чувствительности термометра, то можно считать, что погрешности термоэлектрического пРеобразования в окрестностях Рабочей точки равны т.е. , = ,:== 3 т== з = = 8 и уравнения (1) - ГЗ) можно пред" ставить в видеМ - Ко (1+ О) ГТф с (Тск + 6Кч 03 (1+У) Т 1 рс (ТФск Т + Яс, = КЯ(1+ ) Т(1-О-(Т+К)3Решение системы уравнений (4) относительно температуры рабочего спая Т термопреобразователя дает(6) О При определенответствии с (5) . рения исключена ( ), так и адди щие погрешности преобразования, шенной точностью и температуриз реэультаак мультиплиивная( о ) сермоэлектрито позволяеоценить дей ы в соа измекативная ставляюеского с повы твитель - М ) ЬТЕ 7 ф";:, Т е 13977коэффициент конвективных потерь, пропорциональный объемной скорости (расходу) охлаждающего воздуха,5с ТРс 6 ТУТ,с Т 1 рстемпература рабочего спая,соответствующая показанию 10о, у температура рабочего спаяпри воздействии на него,воздушным потоком с задан 15ной объемной скоростью. ное значение температуры, спая преобразователя,При изменении температуры контролируемой среды и равной Т , осущестрс фвив последовательно изложенные операции,определяют погрешность измерения д и т.д. в различных точках рабочего диапазона температур,Формула и з о б р е т е н и я Способ опредепения погрешностей термоэлектрических термометров, заключающийся в принудительном изменении температуры рабочего спая термопреобразователя при постоянной контролируемой температуре и сравнении показаний термометра с действительным значением контролируемой темпе" ратуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, сначала при установившемся показании ь, термометра изменяют на заданную величину Ь Т температуру свободных концов термопреобразователя и регистрируют показание термометра ь, соответствующее новой разности температур рабочего спая и свободных концов термопреобразователя, затем температуру свободных концов. термопреобразователя изменяют до первоначального значения и после этого принудительно изменяют температуру рабочего спая термопреобразователя и регистрируют установившееся показание термо" метра с, а величину погрешности Ь термометра определяют по формуле13977 52 где с. чего спая термопреобразователя,заданное относительное изменение температуры рабоСоставитель В. ГолубевТехред А.Кравчук Корректор Л. ПилипенкоРедактор С, Патрушева Заказ 2264(39 Тираж 607 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4(5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, ул, Проектная, 4