Способ измерения коэффициента теплового преоб-разования калориметрического ваттметра

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советския СоциалистическихРеспублик(53)М. Кл,з С 01 Ю 1/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. ,376 088.8) Дата опубликования описания 230781(71) Заяв итель 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВОГОПРЕОБРАЗОВАНИ Я КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОГО ВАТТМЕТРА"с: ф.г2 Изобретение относится к области из мерен и я энергетических параметров излучения и может быть использовано для точных измерений мощности и энергии излучения лазеров, ионизирующего излучения и излучения сверхвысокихчастот. Известен способ определениЯ коэффициента теплового преобразования калориметрического ваттметра, основанный на измерениях и оценках теплофиэических параметров калориметра, определяющих неэквивалентность замещения мощности излучения калиброванной 15 электрической мощностью 11,Однако при этом способе измерения погрешность определения коэффициента теплового преобразования равна сумме погрешностей измерений отдельных сос 20 тавляющих и представляет собой завышенную величину.Наиболее близким к изобретению является способ измерения коэффициента теплового преобразования калориметрического ваттметра, наэываеьвтй также способом двойного калориметра, основанный на сравнении преобразований теплового действия мощнос-. ти излучения и калиброванной электри ческой мощности в статических режимах 2.К погрешностям этого способа относится сложный и длительный процесс измерения из-за большой постоянной времени внешнего калориметра, усложненный анализ измерения коэффициента теплового преобразования из-за наличия зонной зависимости внешнего калориметра. Кроме того, для осуществленйя этого способа необходимо специальное устройство, а также сложна технология изготовления внешнего калориметра.Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента теплового преобразования.Достигается это тем, что в способе измерения коэффициента теплового преобразования калориметрического ваттметра, основайиомна сравнении преобразований теплового действия мощности иэлученйя и калиброванной электрической мощности в статических режимах, в процессе термопреобразования попеременно воздействуют непрерывной мощностью излучения и калиброванной электрической мощностью с последующим установлением теплового равновесия и одновременно измеряют705842 Формула изобретения пиковые значения выходного сигнала,при этом коэффициент тЕплового преобразования определяют из соотношенияЕосогде. - коэффициент теплового преобразования)о - установившийся уровень выходного сигнала;Ь(ср в . средняя величина пиковыхзначений импульсов выходно- )Ого сигнала, ее знак соответств,"ет полярности импульса при отключении калиброванной электрической мощности и включении мощностиизлучения.На Фиг. 1 изображенаблок-схемаустройства для осуществления способа;на фиг. 2 - конструкция этого устройства; на фиг, 3 - график зависимостейвыходного сигнала от переменного воздействия непрерывной мощности излучения и калиброванной электрическоймощности,полученных при осуществлении предлагаемого способа.Непрерывную мощность излучения от 25источника 1 подают на приемный элемент 2, преобразующий излучение в поток тепла, .соединенный с термопреобразователем 3, .например термобатареей,подключенной к .измерительному при- ЗОбору, регистрирующему термо-ЭДС термобатареи. Калибратор 4 электрическоймощности соединен с резистором 5 замещения, преобразующим мощность в поток тепла, соединенный с термопреобра-З 5зователем 3, Источник 1 излучения икалибратор 4 электрической мощностисоединены с переключателем б, осуществляющим попеременное воздействиеуказанных источников,Устройство для осуществления спосо-Оба работает следующим образом,При подаче непрерывной мощностиизлучения неизвестной величины на приемный элемент 2, термопреобразователЬ .3 фиксирует установившийся уровень 45выходного сигнала Ео . Далее вместоисточника 1 излученйя подключают крезистору 5 замещения калибратор 4электрической мощности. Термопреобразователь 3 фиксирует установившийся Яуровень выходного сигнала.Сутьспособа состоит в следующем.Переходная Функция термопреобразователя 3 связывающая выходной сигнал с выхрдным) на одноступенчатоеизменение (включение и выключение)непрерывной мощности излучения содержит ряд экспоненциальных членов, Переходная функция термопреобразователяна одноступенчатое изменение калибро"ванной электрической мощности также 60содержит ряд экспоненциальных членов .Если сравнить эти две переходные функции, то они содержат все одинаковыечленй, так как все теплоемкости и тепловые сопротивления у сравниваемых . 65 каналов потока тепла общие и одинаковые кроме одного, обусловленного различиями в тепловых сопротивленияхприемного элемента 2 и резистора замещения 5. Таким образом, при попеременном воздействии непрерывной электрической мощности излучения и калиброванной электрической мощности выход"рой сигнал термопреобразователя 3 будет представлять разность этих двухпереходных функций, т. е. экспоненци- .рльный импульс, который описываетсявыражением( е "- е 1/ где Е - установившийся уровень выходного сигнала;С - постоянная времени, обусловленная термическими параметрами приемного элемента;- постоянная времени, обусловленная термическими параметрами резистора замещения,Пиковое значение импульса содержит информацию о величине коэффициента теплового преобразования калориметрического ваттметра, которое выявлено в аналитической форме. й 1 рЕо Кривая 7 см.фиг.3) предсавляет собой зависимость выходного сигнала отпопеременного воздействия непрерывной мощности излучения и калиброванной электрической мощности. Кривые 8,9 представляют пиковые значения импульсов и их знак в зависимости отпоследовательности воздействий источников. Многочисленные экспериментальные данные показали, что использование данного способа измерения коэффициента теплового преобразования,калориметрического ваттметра выгодно отличается от прототипа, так как повышается точность автономного измерения этого параметра, а также, поскольку применение данного способа позволяет непосредственно измерять мощность излучения, исключаются требования к характеристике нелинейности калориметриФеского ваттметра и его зонной зависимости, что уменьшает общую погрешность. Способ измерения коэффициента теплового преобразования калориметрического ваттметра,основанный на сравнении преорразований теплового действия мощности излучения и калиброванной, электрической мощности в статйческих режимах, о т л и ч а ю щ и й с я тем,705 В 42 а что, с целью повышения точности измерения коэффициента теплового преобразования, в процессе термопреобразован" ния попеременно воздействуют непрерывной мощностью излучения и калиброванной электрической мощностью с последу ющим установлением теплового равновесия и одновременно измеряют пиковые значения выходного сигнала, при этом коэффициент теплового преобразования определяют из соотношения10Ео - ) с1 где- коэффициент теплового преобразования;о - установившийся уровень выходного сигнала; Аср - средняя величина пиковыхзначений импульсов выходного сигнала; ее знак соответствует полярности:импульса при отключении калиброванной электрической мощности и включении мощности излучения,Источники,информации,принятые во внимание при экспертизе1, Труды метрологических институтов СССР, вып. 102 (1 б 2), М., Изд-во Стандартов, 1970, с. 54.2. Измерительная техника,1973, 9 8, с. 3 (прототип).771/40 Ти р ВНИИПИ Государспо делам изоб 13035, Москва,аж 907 Подписноевенного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4/5 1 ЮЮ ююааВВМВЕЮЮВЮВШЮ тИВЮьевЕт ефилиал ПППфпатент , г. Ужгород, ул.Проек Составитель О. ортегоюРедактор Л.Гольдина Техред А. Ач Корректор М.ПожФВ 4 ВЗакаа. 5