Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 964 СПУБЛИК 1 К 15/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ей мере- мето- оверГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(7 1) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола(56) Авторское свидетельство СССРУ 1173206, кл. С 01 К 15/00, 1983Авторское свидетельство СССРУ 1191757, кл, С 01 К 15/00, 1984(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ(57) Изобретение относится к изнию температуры электрическимидами и м.б. использовано при пр ке встроенных в объект термоэлектрических термометров (ТТ).Цель изобретения - повышение точности определения погрешностей ТТ. устройство, реализующее способ, содержит источник 1 постоянного тока, нагреватель2, образцовый резистор 3, усилитель4, коммутирующее устройство 5, термоэлектрический преобразователь 6,рабочий спай 7, измерительный прибор8, амперметр 9 и миллиамперметр 10,Погрешность проверяемого ТТ определяется абсолютным значением тока,протекающего через нагреватель 2, ане малой разностью двух больших токов, которая имеет неопределенностьиз-за погрешности измерения тока впромьппленных условиях. 1 ил.13629Изобретение относится к измерениютемпературы электрическими методамии может быть использовано при проверке встроеннык в объект тремоэлек 5трических термометров.Целью изобретения является повышение точности определения погрешностей термоэлектрических термометров,10На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,с помощью которого осуществляют предлагаемый способ,Устройство содержит регулируемыйисточник 1 постоянного тока, дополнительный нагреватель 2, образцовыйрезистор 3, операционный усилитель 4,коммутирующее устройство 5, двойнойтермоэлектрический преобразователь счетырьмя термоэлектродами 6 и однимрабочим спаем 7, вторичный измерительный прибор 8, цифровые амперметр9 и миллиамперметр 10 соответственно в цепи нагревателя 2 и в токовой 25цепи термоэлектрического преобразователя,Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров осу ществляют следующим образом.Через нагреватель 2 пропускают постоянный ток, нагревая этим рабочий спай 7 термопреобразователя, в зоне которого размещен нагреватель, Источником 1 тока устанавливают ток нагревателя 2 такой величины, чтобы показание вторичного прибора 8 соответствовало первой проверяемой отметке с температурой Т При этом с по мощью прибора 9 фиксируют точное значение тока нагрева 1 ТемператураИрабочего спая Т при нагреве пропорциональна электрической мощности, рассеиваемой в нагревателе 45Т =КК 11,где К - электрическое сопротивлениенагревателя; 50К - коэффициент теплоотдачи между нагревателем и рабочимспаем термопреобразователя. С учетом непостоянства теплоотдачи через окружающую рабочий спай среду и наличия некоторого теплового фона, создаваемого токами утечки, выражение (1) для температуры рабочего спая можно представить в виде 64 2 Т" = 1 К, (1 + Е) + 3 К, (2)где К, - расчетный коэффициенттеплопередачи;зК-- и- соответственно отноКсительное и абсолютное изменение коэффициента теплонередачииз-за некотролируемых изменений условийтеплоотдачи и теплового Фона,С учетом погрешностей термоэлектрического преобразователя и погрешностей звеньев электрического тракта преобразования (линии связи,коммутационных устройств, вторичного прибора) показание термометра на поверяемой отметке шкалы Т связано с током нагрева соотношениемТ = 1 К, (1 + ) ++ ъ, 3 К + Р,(1 +,), ),где д, - абсолютная аддитивная погрешность термометра наповеряемой отметке, обусловленная смещением преобразовательной характеристики,например от непостоянстватемпературы свободных концовтермоэлектродов;- относительная мультипликативная погрешность термометра на поверяемой отметке,обусловленной изменением наклона преобразовательной характеристики, например отнепостоянства чувствительности термоэлектрическогопреобразователя.Не зная точного значения темпера" туры Т" рабочего спая термоэлектрического преобразователя при установленном токе 1 нельзя из-за неконтролируемых изменений Е,ипо ус- .: тановленному показанию Т термометра определить его погрешность ВТ = = Т - Т на поверяемой отметке шкалы.Для определения указанной погрешности коммутирующим устройством 5 замыкают токовую цепь термоэлектрического преобразователя 6 и охлаждают рабочий спай 7 термопреобразова-" теля на значение температуры, превышающее в 3-5 раз порог чувствительности термометра, и пропуская через(9) 1 - установившееся значе ние тока нагревателя; рабочий спай постоянный ток соответствующей полярности, величина которого пропорциональна падению напряжения на образцовом резисторе 3 отисточника 1 тока в цепи нагревателя.Вследствие эффекта Пельтье в спае поглощается определенное количествотепла и температура спая понижаетсяна величину где П - коэффициент Пельтье;С - эквивалентная теплоемкость, 15учитывающая тепловое взаимодействие спая с окружением исвободными концами термоэлектродов;- коэФфициент пропорциональности между токами нагревателяи токовой цепью преобразователя;Т - коэффициент пропорциональности. В результате понижения температуры спая показание термометра уменьшится до значения Т 1, регистрируемого прибором 8 30 где Е и )1 - изменения коэффициг г.ентов теплопередачи,соответствующие новому значению температуры рабочего 40спая;д) и м - погрешности преоб 1 . 2разования термометра для отметки Т 1Затем источником 1 тока увеличивают ток через нагреватель 2 и повышают температуру чувствительного элемента преобразователя на значение, превышающее порог чувствительности термометра также в 3-5 раз, Фиксируя ус тановившееся при этом показание температуры термометра ТЭ и- изменения коэффициенЭ Эта теплопередачи, соответствующие возросшей температуре рабочего спая;д)Э и ) - погрешности преобраУЭзования термометра дляотметки ТДалее с помощью коммутирующего устройства 5 размыкают токовую цепь преобразователя 6, В результате прекращения охлаждения рабочего спая 7, показание термометра возрастает.фиксируют показание температуры Т 4 прибора 8 гдеи )1 - изменения коэффициен 4 4та теплопередачи изза возрастания температуры рабочегоспая;и у - погрешности преобразования термометрадля отметки Т 4Так как значение тока охлаждения спая 1 и изменение тока нагрева Д 11 - 1 выбирают такими что изме 2 1У некие температуры в окрестностях поверяемой отметкй шкалы термометра не превышали бы в 3-5 раз его порог чувствительности, то можно считать, что некотролируемые изменения коэффициента теплопередачи и погрешности преобразования остаются практически по- стоянными Тогда с учетом (8) показания термометра в окрестностях поверяемой отметки шкалы Т, можно представить в виде1362964 вившееся показание термометра Т 4,а искомую погрешность ЯТ определяют по формуле П - коэффициент Пельтье для рабочего спая термоэлектрического преобразователя; С - эквивалентная теплоемкостьрабочего спая;у - коэффициент пропорциональности между током нагревателя и постоянным током охлаждения рабочего спая. Т 4 - Т, П 1, 5(Т -Т ) - (Т-Т) 2 С ф ЗТ=Т,где 1 - ток нагревателя, создающий заданную. температуру Составитель В.ГолубевТехред,Л.Сердюкова Корректор С.Черни Редактор Ю,Середа Заказ 6390/28 Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4