Способ градуировки измерителей температуры

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1589081 1)5 601 К в,ЦЦЦЦгг;:) с,р .:Г У,ПИ Е ИЗОБРЕТЕ ТОРСК СЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР(56) Заявка Великобритании2140923, кл. б 01 К 15/00, опублик. 05:12.84.Методические указания. Измерительные каналы температуры океанографических измерительных систем. МИ 855 - 85. М.: Издво стандартов, 1984.(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕИ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность и уменьшить трудоемкость градуировки. Датчик 3 температуры градуируемого измерителя 6 и образцовый термометр 4 сначала помешают в термостат 2, При температуре таяния льда и комнатной температуре измеряют значение сопротивления образцового термометра 4 Я,б регистрируют значение выходного кода измерителя, рассчитывают образцовые значения температуры и по ним находят градуировочную характеристику.1589081 Затем датчик 3 температуры градуируемого измерителя 6 замещают электрическим эквивалентом датчика - эквивалентным резистором 7 с набором равных между собой шунтирующих резисторов 8 и ключей 9. В равенстве шунтирующих резисторов между собой убеждаются по равенству соответствующих им значений выходного кода измерителя 6. Подключают последовательно к эквивалентному резистору 7 шунтируюгцие Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при градуировке и поверке измерителей температуры, в частности, измерителей температуры, входящих в состав океанографических измерительных систем.Целью изобретения является снижение трудоемкости градуировки за счет сокращения числа реперных значений температуры при градуировке до двух (ОС - точки плавления льда и 20 - 25 С - комнатной температуры) и повышение точности градуировки путем разделения операции оценки нелинейности характеристики измерителя и операции привязки этой характеристики к конкретным значениям температуры и оценки нелинейности с меньшей погрешностью по большему числу точек.На чертеже приведена структурная схема устройства, предназначенного для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит компаратор 1, термостат 2, датчик 3 температуры градуируемого измерителя, образцовый термометр 4 сопротивления, образцовую меру 5 электрического сопротивления (ОМЭС), градуируемый измеритель 6, эквивалентный резистор 7 шунтирующие резисторы 8 и ключи 9.Компаратор 1 - прибор для измерений сопротивления методом сравнения с образцовой мерой, В качестве такого прибора может быть использован компаратор РЗООЗ.Термостат 2 - сосуд Дьюара вместимостью 1 - 2 л, оборудованный устройством для перемешивания воды, например электрическим мотором с вертушкой на оси.Датчик 3 температурынапример медный термометр сопротивления, с номинальным значением сопротивления 100 Ом типа ТСМ-О 46.Образцовый термометр 4 сопротивления - платиновый термометр, например типа ПТС.ОМЭС 5 - измерительная катушка типа РЗОЗО.Градуированный измеритель 6 представляет собой измерительный канал температуры гидрофизического комплекса, например МГИ 4103,20 25 30 35 40 45 50 55 резисторы 8 и регистрируют значения выходного кода измерителя 6 после каждого подключения, По совокупности значений выходного кода и соответствующему числу подключенных резисторов 8 рассчитывают коэффициенты уравнения прямой линии и по разности между зарегистрированными и рассчитанными значениями выходных кодов оценивают нелинейность измерителя.1 ил. Эквивалентный резистор 7, напримертипа С 2-29 В 1120 м, предназначен для имитации значения сопротивления датчика 3температуры, соответствующего верхнемупределу диапазона измерений,Шунтирующие резисторы 8 предназначены для воспроизведения нескольких точекпри оценке нелинейности измерителя. В качестве резисторов могут быть использованыдва параллельно соединенных резистора С 229 В 8,6 кОм и СПЗ1 МОм.Ключи 9 предназначены для раздельногоили одновременного подключения шунтирующих резисторов 8 к эквивалентному резистору 7. Одни из контактов ключей соединены между собой и подключены к второмуконтакту эквивалентного резистора 7, а вторые контакты ключей 9 подключены к свободным выводам соответствующих им шунтирующих резисторов 8, В качестве ключеймогут быть использованы тумблеры типаМТ.Способ градуировки осуществляют следующим образом.Сначала датчик 3 температуры подключают к градуируемому измерителю 6 и погружают в термостат 2. В последний устанавливают также образцовый термометр 4,который вместе с ОМЭС 5 подключают ккомпаратору 1. Термостат 2 заполняют водоледяной смесью и включак 1 т перемешивающее устройство. После выдержки в течение30 мин производят регистрацию несколькихзначений (например, 10) выходных кодовУ; измерителя и показаний компаратора К;.Затем термостат 2 освобождают от водоледяной смеси, заполняют его водой температурой, равной температуре окружающейсреды (комнатной температуре +24 С), ипосле выдержки в течение 30 мин повторяютизмерения, т. е. регистрируют М; и К;,Рассчитывают средние значения выходных кдов Уо и Ми показаний компаратораКо и Кт при нулевой и комнатной температурах соответственно по формуламХУ, - ХК;0(т )= - , Кжт ) -т тОпределяют значения сопротивления образцового термометра 4 при нулевой температуре (Яо) и комнатной температуре (Кт ) по формуламВо=КоЯомэс (2) Вр =КЙомэс 1 (3) где Яомэс действительное значение сопротивления образцовой меры 5. Используя полученные значения сопротивления образцового термометра и при нулевой температуре и комнатной температуре, а также коэффициенты, приведенные в свидетельстве на образцовый термометр, рассчитывают образцовые значения температуры 1 о и 1,По совокупности значений Мо и 1 о, Ут и 1 т определяют коэффициенты градуировочной характеристики измерителя вида1;=а+ бМ; (4) по формулам т оа=ЬЛТо - 1 о(6) После проведения указанных операций датчик 3 температуры отключают от измерителя 6 и вместо него подключают эквивалентный резистор 7, параллельно которому с помощью ключей 9 последовательно подключаются шунтирующие резисторы 8, сопротивления которых равны между собой. Равенство сопротивлений шунтирующих резисторов 8 при необходимости может быть поведено непосредственно по показаниям измерителя 6. Для этого шунтирующие резисторы 8 попеременно подключают к эквивалентному резистору 7 и убеждаются в равенстве показаний измерителя 6. При неравенстве показаний измерителя 6 подгоняют сопротивления шунтирующих резисторов 8 путем изменения сопротивления переменного резистора. Производят регистрацию не менее трех значений выходных кодов измерителей 6 до подключения к эквивалентному резистору 7 шунтирующих резисторов 8 и после подключения каждого последующего из них параллельно друг другу. Принимая число воспроизводимых для оценки нелинейности точек равным и, используют и - 1 шунтирующих резисторов 8 и ключей 9. При этом значение сопротивления Ршунтирующих резисторов выбирают из условйя1 1 1- = - Фл - , (7)Ф ш.где Я и Й - значения сопротивления датичика 3, соответствующие верхнему и нижнему пределам диапазона измеряемых температур, а сопротивление эквивалентного резистора выбирают равным сопротивлению й датчика 3. По совокупности значений выходныхкодов М; и числа соответствующих им подключенных шунтирующих резисторов методом наименьших квадратов определяют ко эффициент К уравнения видаЖ=Фо+Ки; (8)где Мо, Ф - значения выходных кодов измерителя до подключения и после подключения и; числа шунтирующих резисторов;и; - число подключенных шунтирующих резисторов.Определяют для каждого -го измеренияразностьЛ;=М; - (М;)р, (9) 15 где (М;)р - значение, рассчитанное по формуле путем подстановки найденного значения К и и; числа резисторов.Нелинейность измерителя оценивают качественно как распределение значений Л; в диапазоне измерений и количественно как наибольшее по модулю положительное и отрицательное значения разности Л; или среднее квадратическое отклонение всей совокупности значений Ь;.25формула изобретения Способ градуировки измерителей температуры, заключающийся в том, что датчик температуры градуируемого измерителя и ЗО образцовый термометр погружают в водянойтермостат, регистрируют показания измерителя и измеряют сопротивление образцового термометра при точке плавления льда и комнатной температуре, по измеренным значениям сопротивления образцового термомет ра определяют действительные значениятемпературы и по соответствующим показаниям измерителя определяют постоянные коэффициенты его линейной градуировочной характеристики, отличающийся тем, что, 4 О с целью повышения точности и снижениятрудоемкости градуировки, после определения постоянных коэффициентов линейной градуировочной характеристики измерителя его датчик температуры замещают эквивалентным резистором, к которому поочередно 45 подключают шунтирующие резисторы с одинаковым сопротивлением и регистрируют показание Мо измерителя до подключения первого шунтирующего резистора и показания М; измерителя после подключения каждого из них, по совокупности полученных 50 значений показаний измерителя и соответствующему им числу и; подключенных резисторов методом наименьших квадратов определяют коэффициент К уравнения вида М,= =%о+К и;, по которому определяют расчетные значения показаний и оценивают нелинейность измерителя по разности между действительными его показаниями и их расчетными значениями, при этом сопротивление эквивалентного резистора выбир,. от1589081 Составитель В. ГолубевРедактор Е. Конча Текред А. Кравчук Корректор А. ОсауленкоЗаказ 2532 Тираж 490 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат сПатент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 равным сопротивлению датчика температуры при верхнем пределе диапазона измерений, а сопротивление Я шунтирующих резисторов - из соотношения1 1 1- = - +аИ 16 а где Я, Я - значения сопротивления датчика температуры при нижнем и верхнем пределах диапазона измерений соответственно;п - число воспроизводимых точекв диапазоне измерений.