Способ измерения температуры поверхности твердых тел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК И 9) 594 С 01 К 7/О РЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ епло"ен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(71) Институт тезики АН УССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры поверхности твердых тел. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры поверхности твердых тел. Устройство для осуществления способа измерения температуры поверх- ости твердых тел включает термопреобразователь, состоящий из двух идентичных частей 1 и 2, термоэлектрический тепловой насос 3. Части 1 и 2 термопреобразователя. сопротивления подключены последовательно в цепь вторичного прибора 4. Тепло-. юл. У 35хнической теплофивой насос 3 через ключ 5 включен вцепь источника 6 тока, Между спаямитеплового насоса 3 и частями 1 и 2,термопреобразователя обеспечен твой контакт. Способ основан на мтоде двух измерений и закономерностях искажения температурного поляобъекта измерения контактом с преобразователем, Превышение значениятемпературы одной половины преобразователя над значением измеряемойтемпературы поверхности и поддержание у другой половины преобразователя значения температуры ниже температуры этой поверхности при строгомподдержании между этими частями преобразователя температурного перепадаобеспечивает при измерении равныепо абсолютному значению, но с противоположными знаками погрешностиискажения. Так как при измерении регистрируется среднеобъемная температура преобразователя, то эти погрешности взаимно уничтожаются. 7 ил.35-- 7 (1)ьс П 4 553где 3 р - теплопроводность объекта измерения (твердого тела). 3 1509629Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении темературы поверхности твердых тел, например тем"пературы поверхности куба, цилиндра, шара, стен сооружений, горногомассива,Цель изобретения " повышение точности измерения температуры поверхности твердых тел.На фиг. 1 представлены графикидля определения искажающей плотноститеплового потока, на фиг . 2 - преобразователь для реализации способа, 15вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-Ана фиг. 2; на фиг. 4 - блок-схемаустройства для реализации способа;на фиг. 5-7 - распределение плотности теплового потока. 20Устройство для измерения температуры поверхности твердых тел включает преобразователь, состоящий издвух идентичных частей 1 и 2 одногонапример, термопреобразователя сопротивления, разделенных термоэлектрическим тепловым насосом 3, между спаями теплового насоса 3 и частями 1 и 2 термопреобразователя сопротивления обеспечен тепловой контакт. Части 1 и 2 термопреобразователя сопротивления подключены последовательно в цепь вторичного прибора 4.Тепловой насос 3 через ключ 5 включен в цепь источника 6 тока,Способ реализуется следующим образом, (фиг. 2 и 3),Устанавливают плоский преобразователь на поверхность тела, температуру которой предстоит измерять. Тепловой поток на контактной поверхности твердого тела имеет взаимнопротивоположные направления, обусловленные превышением температурыодной части преобразователя над температурой поверхности тела й и отличием в противоположную сторону оттемпературы второй части преоб"разователя. Естественное температурное поле твердого тела при контактес преобразователем искажается нали 50чием искажающего теплового потока.Абсолютную погрешность ЛС, определяют по формуле В формуле (1) используют наибольшие из диапазона измерения (Ч) аберут по минимальным эначенйям. Это позволяет избежать ошибок в сторону уменьшейия при определении (й ).Подключая через ключ 5 источник 6 тока к термоэлектрическому тепловому насосу 3, создают между частями 1 и 2 термопреобразователя сопротивления перепад температуры, в 1- 2 раза превышающий значение определенной выше погрешности (д,).Этот перепад обеспечивает различное направление искажающего теплового потока Ь с 1 на участках поверхности твердого тела, контактирующих с частями 1 и 2 преобразователя (фиг.5).ЬЭтот перепад поддерживают во времени. Часть теплоты, обусловленная + ДЧ (фиг.5), рассеивается вглубь твердого тела, При этом равная ей часть теплоты отбирается от тела за счет - Ч (фиг. 5) Основная часть теплоты, обусловленная +Ч, переключа" ется" через твердое тело от части 2 термопреобразователя сопротивления и другой его части 1 и отводится от последнего наличием - ЬЧ.Это приводит к значительному уменьшению искажения температурного поля твердого тела контактом с преобразователем (фиг 7)Вторичный прибор 4 (фиг,4) регистрирует выходной сигнал термопреобразователя 1 и 2 сопротивления, пропорциональный среднему от значений температуры его частей и 1 2 (фиг7), т.е. во вторичном приборе 4 регистрируется выходной сигнал термопреобразователя сопротивления, пропорциональный( О + 1 1)+(о Ь " ) Предлагаемый способ основан на методе двух измерений и закономерностях искажения температурного поля объекта измерения контактом с преобразователем. Превышение значения температуры одной половины преобразователя над значением измеряемой температуры поверхности и поддержание у второй половины преобразователя значения температуры ниже температуры этой поверхности при строгом поддержании между этими частями преобразователя температурного перепада обеспечивает10 3 у Уо Ю,е фиа 2 150962 при измерении равные по абсолютному значению, но с противоположными знаками погрешности искажения, а так как при измерении регистрируется средне- объемная температура преобразовате 5 ля, то эти погрешности взаимно уничтожаются. Формула изобретения Способ измерения температуры поверхности твердых тел путем регистрации темпе 1 атуры контактирующего споверхностью плоского преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения, перед регистрацией определяют абсолютную погрешность искажения температурного поля, возникающуюпри контакте с преобразователем, за-,тем создают и поддерживают во време"ни перепад температуры между двумяравными в плоскости контакта частямипреобразователя, равный 1-2 величинам абсолютной погрешности.1509629 тавитель Л. Белянина Техред А.Кравчук М. Максимишинец тор Г. Волков К Эаказ 5793/ ж 573 Подписное ВНИИПИ оизводственно-издательскии комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагари 01 осударственного комитета н 113035, Москва, ЖФАР изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС