Способ градуировки распределенных датчиков температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности

(5)5 6 01 К 15(00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Я чувствительности градуируемого датчика; на фиг.8 - отсчеты функции чувствительно.сти, полученные в результате градуировкиУстройство (фиг.1) содержит термоста. ты 1 и 2, узел 3 перемещения и измеритель-но-вычислительный блок 4. Градуируемый датчик 5 и образцовый датчик 6 размещают в процессе градуировки в первом и втором термостатах и последовательно перемещают через сальниковый переход из первого термостата во второй с помощью устройства 3 перемещения.Термостаты 1 и 2, заполненные воздухом или жидкостью, должны обеспечивать однородность температуры по всему объему, для чего они могут быть снабжены мешалками (не показаны), Термостаты 1 и 2 могут быть пассивными.Устройство перемещения должно обеспечивать достаточно точное (лучше разрешающей способности по длине) нееааюЪ 0 . СО Ю ; СО Од ГОСУДАР.СТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Морской гидрофизический институтАН УССР(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ СПЕРЕМЕННЫМ ПОГОННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ Изобретение относится к области температурных измерений и предназначено для градуировки распределенных датчиков . температуры и пространственных фильтров, используемых, например, в океаногра-: фических исследованиях.Цель изобретения - ускорение процес-са градуировки при повышении пространственного разрешения.На фиг.1 схематически изображено уст- . ройство для реализации способа градуировки гибких датчиков; на фиг;2 - примерная схема иэмерительно-вычислительного блока; на фиг.3 - графики формируемых граду. ировочных профилей температуры при трех . положениях датчиков в термостатах(фиг,3- датчики целиком в первом термостате, фиг.4 и 5- датчики частично в первом термоста" те и частично во втором термостате); на фиг.б - схема укладки провода в градуируемом датчике; на фиг.7 - график функции(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение и ускорение градуировки при обеспечении высокого пространственного разрешения. Градуируемый датчик совместно с образцовым распределенным датчиком температуры перемещают из термостата в термастат, имеющие разные температуры. Исходя из заданного пространственного разрешения дискретного времени измеряют сопротивление каждого датчика и по полученным данным рассчитывают локальные коэффициенты чувствительности. 8 ил.(6) х с 3 х =й,Гоо+ прерывное или дискретное перемещение градуируемого датчика иэ одного термостата в другой. Оно может быть построено любым известным способом, например аналогична устройству перемотки магнит ной ленты. Высокая точность перемещения может быть обеспечена, например, за счет использования шагового двигателя на ведущем валу, магнитных или оптических меток на протягиваемом датчике. За счет тянущей 10 затравки механизм перемещения может быть вынесен за пределы камеры первого термостата, как это показано на фиг,1.Измерительно-вычислительный блок 4 предназначен для измерения сапротивле-. 15 ния градуируемаго и образцового датчиков и вычисления значений градуировочной характеристики по данным измерений, Блок 4 может выполняться иэ стандартных измерительных приборов и вычислителей. Напри мер, если образцовый и градуируемый датчики имеют выходной параметр - сопротивление, то в состав блока 4 входят, как это, например, показано на фиг,2, последовательно включенные коммутатор 7, 25 аналого-цифровой преобразователь 8 сопротивлений в код и процессор 9. В данном примере коммутатор 7 должен иметь минимальное переходное сопротивление ключей, которые могут быть контактами 30 электрамеханических реле. Этим условиям удовлетворяет, например, релейный мультиплексор 750 системы КАМАК. В ка честве преобразователя 8 сопротивлений в код желательно использовать высокоточ ный прибор, например серийный цифровой вольтомметр типа Ш 387. В качестве процессора 9 целесообразно использование микроЭВМ, например типа "Электроникака", 40Рассмотрим сущность предлагаемого , способа градуиравки.Имеющаяся в известном способе процедура контроля, измерения и учета в вычислениях разности температур 01 - а 2 в 45 термостатах в предлагаемом способе упрощена путем использования образцового распреде,пеннаго однородного (немадулированнаго) датчика температуры, сдвигаемого одновременно с РМД в процессе формирования градуировочных профилей,Для сопротивления абразцавога распределенного однородного датчика (РОД) емпературы можно записать где ао = сопз 1 - известная погонная функция термочувствительности;гоо - постоянная составляющая погонного сопротивления,Если часть х РОД после (з)-га сдвига находится в термостате 1 с температурой 01, а часть (1. - х) - в термостате 2 с температурой Й, то для его сопротивления справедливо равенство хХ гоо+ао 01(з - 1) ) бх+ох+Ьх+Гоо + ао 02 ( 3 - 1 ) ) ОХ = Йо(-1), (2) х После сдвига РОД в термастат 2 на Ьхдля его сопротивления х+Ьх+,) Гоо+аойз) бх =Воз. х Считая справедливыми равенства и вычитая выражения (4) и (3), получим х+Ьх Гало+а,01(з - 1) ) бХ = х или после преобразования Ьх(бх - 01(з - 1) ) = Выражение (6) может использоватьсяк для определения разности темпера 1682831и, 8)Таким образом, в предлагаемом спосо 20 бе градуировки используют пассивные термостаты, формируют градуировочный профиль одновременным сдвигом РОД и РМД из одного.термостата в другой, измеряют сопротивление РОД и РМД после каждого сдвига и вычисляют локальный коэффициент термочувствительности .РМД по выражению 8).Если градуируемый и образцовый дат- З 0 чики имеют равные коэффициент тепловой инерции и запаздывание, то нет необходимости в выдерживании датчиков в термостате после сдвига для установления температуры, а можно производить измере-ние сопротивлений через некоторое малое фиксированное время после сдвига или при непрерывном сдвиге через время сдвига на заданное пространственное разрешение Ьх. При этом достигается максимально воз-можная скорость градуировки, ограничиваемая лишь порогом чувствительности и быстродействием измерительно-вычислительного блока.Одновременно снимаются ограничения 45 по пространственному разрешению. Число коэффициентов чувствительности аз может быть выбрано любым в зависимости от эатур (Жз - 01 з ) по измеренным сопротивлениЯм Воз- Воз) РОД и заданному ( измеренному ) значению сдвига Ьх, так и для определения (контроля) величины сдвига Ьх, если разность 5 (йз - 01 з) ЗаДаНа (ДЛЯ аКтИВНЫХ тЕРМО- статов) или измеряется образцовыми датчиками.В первом случае подставляем выражение (6) в выражение 10 данного разрешения по длине градуируемого датчика.Нет необходимости поддерживать постоянными и измерять темпетатуру 01 ив термостатах, не нужны образцовые датчики температуры. Для получения достаточной чувствительности при высоком пространственном разрешении Ь х при градуировке необходимо иметь достаточно большую разность температур % - 01Количественные соотношения указанных величин можно получить например, используя выражение (6).Повышение оперативности градуировки и пространственного разрешения обусловлено воэможностью непрерывной протяжки с высокой скоростью и небольшим шагом пространственной дискретизации, ограничиваемым снизу порогом чувствительности измерительно-вычислительного блока при заданной разности температур в термостатах.Формула изобретения Способ градуировки распределенных датчиков температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, состоящий в последовательном перемещении датчика из термостата в термостат с различными температурами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса градуировки, одновременно с перемещением датчика температуры перемещают образцовый распределенный датчик температуры с постоянным погонным коэффициентом чувствительности и коэффициентом тепловой инерции, равным коэффициенту тепловой инерции градуируемого датчика, измеряют его сопротивления Воз и сопротивления датчика Вз, и определяют локальные коэффициенты чувствительности аз по выражениюВз Вз - 1аз ао, з,п.Воз Во(з - 1)где ао - постоянный погонный коэффициентчувствительности образцового датчика.Составитель С.БотуэТехред М.Моргентал Пож екто еда кто К Тир НТ ССР П ОСПатент", г. Уж тел ьский комбина П ИНЭ род, ул,Г ОдСтаЕннОаказ 3404ВНИИП ДСтВВН НОГО 113035,Ж Подписное омитета по изобретениям и открцти осква, Ж, Раушская наб 4/5