Способ определения постоянной времени термометра сопротивления

Респтблис Зависимое от авт, свидетельстваКл. 421, 7/О Заявлено 12 ЛЧ,1968 ( 1233657/18-10) с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 12.Ч 111,1969, Бюллетень26Дата опубликования описания 14.1.1970 МП Комитет оо делам аобрвтений и стирыти при Совете Министров СССРУДК 536,531(0 Автор изобретени П, Пелепейчеик Харьковский авиационный институт аявитель ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ТЕРМОМЕТРА СОПРОТИВЛЕНИЯВ наст ной врем сопротивл формуле где с.на поверхления. Способ относится к области техники контактных измерений быстроменяющихся температур в газах и предназначен для определения постоянных времени малоинерционных термометров сопротивления, а при измерениях 5 по методу двух термоприемников - для отыскания отношения постоянных времени двух термоприемников, необходимого для осуществления этого метода. ящее время определение постоян 10 ни малоинерционных термометров ения в производят путем расчета по сто(4удельная теплоемкость материала термометра сопротивления;удельный вес материала термометра сопротивления; 2диаметр;коэффициент теплоотдачиности термометра сопротив При расчетном определении постоянной 25 времени приходится определять коэффициент теплоотдачи, удельную теплоемкость материала, удельный вес и диаметр термометра сопротивления. Наибольшие трудности возникают при определении величины удельной теп- ЗО 2лоемкости, особенно если речь идет о высоких температурах материала термоприемника.Все это приводит к существенным неточностям при определении постоянной времени.По предлагаемому способу измеряют сопротивление термометра при температуре газового потока, а затем при пропускании по нему постоянного тока и равного ему по действующему значению переменного тока заданной частоты, определяют инерционность термометра сопротивления и по известным формулам находят искомую величину, что упрощает процесс измерения при различных внешних условиях,Предлагаемый способ основан на эффекте смещения среднего температурного уровня проводника при нагреве его переменным током.Сущность эффекта смещения среднего температурного уровня заключается в том, что если тонкую проволоку, находящуюся в потоке газа, нагревать переменным током, то температура проволоки, а следовательно и однозначно связанное с ней сопротивление, будет : следить за изменениями тока. Однако из-за тепловой инерционности проволоки будут возникать амплитудные и фазовые искажения, а также смещение среднего температурного уровня, 250496 4Под термином смещение среднего уровня понимается имеющая место разность между средней температурой проводника при нагреве его переменным током в одном случае и постоянным током в другом при одинаковых эффективных значениях тока.Главным выводом теории эффекта смещения среднего температурного уровня проводников, нагреваемых переменным током, является уравнение:где 1 - средняя температура проводникапри нагреве его переменным током;- средняя температура этого же проводника при нагреве его постоянным током;о - относительное смещение среднеготемпературного уровня.Формула (2) предполагает, что величина постоянного тока 1 равна эффективному значению переменного тока 1 Величина б является функцией величины во, характеризующей инерционные свойства, и параметра ф, характеризующего перегрев термометра сопротивления:6=1 (есо, кД),где е - постоянная времени;о - круговая частота;Й - фактор нагрева;р - температурный коэффициент сопро.тивления.Фактор нагрева равенд 1 Яр (4)аРгде 1 - величина постоянного тока;Я, - сопротивление термометра сопротивления при температуре окружающейсреды;а - коэффициент теплоотдачи на поверхности термометра сопротивления,Р - поверхность, отдающая тепло.Если термометр сопротивления, выполненный из тонкой проволоки и находящийся в потоке газа, нагреть сначала постоянным током,а затем переменным током с эффективнымзначением, равным величине постоянного тока, и известной частотой, можно найти относительное смещение среднего температурногоуровня 6 и, зная величину параметра ф, изсоотношения (2) - параметр во и по известной круговой частоте - постоянную времени в,Функция о=1 (во, ф) известна,Для того чтобы по этому соотношению можно было найти ео, величина еа не должнабыть слишком малой. Практически, подбираянужную величину круговой частоты переменного тока, всегда можно добиться желаемойвеличины ва.Могут быть получены формулы, связывающие сопротивления испытываемого термометра сопротивления со смещением среднего тем 10 пературного уровня б и параметром Й, причем оказывается, что в эти формулы не входит ни значение тока, протекающего по испытываемому термометру сопротивления, ни коэффициент теплоотдачи, а входят только сопротивления самого испытываемого термометра сопротивления в различных условиях:1 а п 0 т(5)пост - Ло- Йой 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 где Р - сопротивление термометра сопротивления при питании его переменным током с круговой частотой ж,Рпо - сопротивление термометра сопротивления при питании его постоянным током.Предлагаемый способ позволяет найти постоянные времени малоинерционных термо. метров сопротивления при различных скоростях движения газа и различных темпера;- рах самого термоприемника, Его можно применять также при повышенных температурах газа, омывающего испытываемый термометр сопротивления, что открывает возможность нахождения постоянных времени термометров сопротивления в самых различных условиях.Если нужно найти отношение постоянных времени для двух нитей термометров сопротивления, что требуется для датчиков, работающих по методу двух термоприемников, то такое отношение может быть найдено для различных скоростей движения газа и различных температур, что при других методах вообще трудно,Предлагаемый способ позволяет сразу определять величину постоянной времени. Знание теплофизических характеристик материала нитей термометров сопротивления для него не тр ебуется.Испытываемый термометр сопротивления помещают в поток воздуха, обеспечивают питание моста постоянным током и, изменяя величину сопротивления, на мост подают малый ток, такой, чтобы нагрев термометра сопротивления был несущественен.Балансируя мост, находят сопротивление термометра сопротивления при температуре газового потока Ро. Затем, изменяя сопротивление, увеличивают нагрев термометра сопротивления, так, чтобы его сопротивление стало й снова балансируют мост и замечают величину тока. Далее выключают питание моста постоянным током и включают питание моста переменным током с заданной круговой частотою ж и, регулируя сопротивление, добиваются тока питания, эффективное значение которого равно значению ранее подаваемого на мост постоянного тока. При питании моста переменным током среднее по времени сопротивление нити термометра сопротивления возрастает и балансировка моста нарушается. Для восстановления балансировки моста увеличивают сопротивление плеча моста и находят сопротивление термометра сопротивления при питании моста переменным током с круговой частотой о.Находят величину смещения среднего температурного уровня термометра сопротивленияИ, - постО=пост 0Находят величину параметра АЯ - Ро13=- ЯПо графику на чертеже по известному смещенио среднего температурного уровня б и величине й находят еа, Зная круговую частоту питающего тока о, находят постоянную времени термометра сопротивления: Если ищут отношение постоянных времени двух термометров сопро 1 ивления для датчика, предназначенного для измерений мгновенной температуры газа по методу двух термоприемников, то постоянную времени определяют для каждого из термометров сопротивления совершенно одинаково, но обязательно при Б одной и той же скорости обдува всего датчика воздухом и затем находят отношение - .6 рКруговую частоту питающего переменного1 ока а выбирают так, чтобы величина ев укладывалась в рабочую зону, отмеченную на графике. Предмет изобретенияСпособ определения постоянной времени термометра сопротивления путем омывания его газовым потоком и пропускания по нему злектрического тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерений при различных внешних условиях, измеряют сопротивление термометра при температуре газового потока, а затем при пропускании по нему постоянного тока и равного ему по действующему значению переменного тока заданной частоты, определяют инерционность термометра сопротивления и по известным формулам находят искомую величину.. Курнлко ставите Корректор Р. И. Крючко Тираж 480 Подписное лам изобретений и открытий при Совете Министров СССР осква Ж, Раушская наб., д. 4/5ография, пр. Сапунова,