Способ определения температуры и устройство для его осуществления

Способ определения температуры и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности определения температуры . Внутри заполненного термометрическим веществом баллона 1 размещен термочувствительный элемент 6. Баллон 1 через штуцер 2 соединен с внутренней полостью сильфона 3. Центр сильфона 3 соединен с индуктивным преобразователем 8. Выход термочувствительного элемента 8 и выход индуктивного преобразователя подключены к входу вычислительного блока. Производят замеры выходных сигналов на трех стационарных тепловых режимах и определяют температуру. Приведена зависимость для определения температуры, 1 ил.а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН цц4 G 01 К 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4124166/24-10 (22) 05,06.86 (46) 30. 12.88. Бюл. Р 48 (72) Ю,Е.Крылов и В.Н.Иистрис (53) 536.53 (088.8) (56) Иванова Г,И. и др. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 43-46.

Иванова Г.М. и др. Теплотехнические измерения и приборы.,N. Энергоатомиздат, 1984, с.2?-24. (54) СПОСОБ ОПРЕЛЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения„„SU 1448219 А1 повышение точности определения температуры. Внутри заполненного термометрическим веществом баллона 1 размещен термочувствительный элемент 6. Баллон

1 через штуцер 2 соединен с внутренней полостью сильфона 3. Центр сильфона 3 соединен с индуктивным преобразователем 8. Выход термочувстви тельного элемента 8 и выход индуктивного преобразователя подключены к входу вычислительного блока. Производят замеры выходных сигналов на трех стационарных тепловых режимах и определяют температуру. Приведена зависимость для определения температуры.

1 ил.

1448219

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности определения температуры.

На чертеже изображен датчик температуры в составе схемы измерительного устройства.

Чувствительный элемен датчика выполнен в виде заполненного газом бал- 1О лона i герметично соединенного штуцером 2 с внутренней полостью сильфона 3 и приваренного штуцером 4 к корпусу 5. Внутри баллона 1 размещен чувствительный элемент 6 (например, термосопротивление) для измерения температуры газа.

Центр сильфона 3 соединен штоком с плунжером 7, являющимся подвижным элементом магнитопровода индуктивного 2О преобразователя 8 и размещенным в приваренном к корпусу стакане 9, образующим с полостью 10 датчика герметичную отвакуумированную до остаточного давления 0,4 Па полость.

Выход чувствительного элемента о температуры и выход индуктивного преобразователя 8 подключен к входу вычислительного блока, к блокам электронных преобразователей 11, сигналы которых через аналого-цифровые преобразователи 12 и коммутатор 13 поступают в память вычислительного устроиства 14 а результат вычисления измеряемой температуры выводится на

35 блок 15 индикации. Блок 16 управления управляет работой измерительного устройства в целом. Блоки 14-16 состоят

Hs типовых функциональных модулей систем автоматизации (тип У1, «2, ТП).

Зависимость между давлением газа

Р и объемом термометрической системы

V (величиной перемещения центра сильфона Ь ) определяется законом j

Бойля-Мариотта.

Р Ч +Ч„. (Н+Ь„+h ) S где Р— давление rasa при величине объема V

5О

Р„ — давление газа при величине объема V+77-;, 8 — эффективная площадь сильфона;

Н вЂ” высота термометрической системы датчика, приведенная к эффективной площади сильфона при t--0;

h -. величина остаточной деформа-. ции сил ьфо на .

Тогда зависимость .между давлением P и температурой t газа в термометрической системе датчика с переменным объемом определяется следующим выражением

P - =------- Р /1+ р ° t

Н (2)

P+h +Ь где - температурный коэффициент расширения газа;

P — давление газа при t--0.

Выражение давления газа Р через величину перемещения центра сильфона

h определяется из уравнения равновесия сил

Fð Р S=F с Ъ|1 (3) где Fp — сила, развиваемая давлением газа;

Гс — сила упругости сильфона; с — коэффициент упругости сильфона.

Функция преобразования каналов измерения давления и температуры в датчике (Р; и t; соответственно) определяется выражением

Up; = à P>, (4)

Ug; = Ь (5) где С,,Ut„. — численные значения выходных сигналов каналов давления и температуры, регистрируемые в памяти вычислительного устройстваа, а, Ь вЂ” параметры функций преобразования, С учетом выражений (4) и (5) для функций преобразования измерительных каналов давления и температуры rasa и выражения (3), выражение (2) принимает вид

Р с Н 1

--,„-- -=Р, (1+aUq, -) с а или (Н+Ъ ) +U2 (— ) П . P Н

=Р, H. (7)

Выражение (7) описывает зависимость между неизвестными, отличными от номинальных, действительными значениями параметров а,Ъ,с на i-м тепловом режиме.

Производя замеры выходных сигналов датчика U p,, П ; на трех стационарных тепловых рея-имах, получают систему уравнений с неизвестными а с 1 —. - (Н + h ), — -, —:

Sa 0 $а2 с с

U — (JJ+Q ) +1 г . (— -)-UJ . Р,-.. з -

Р (Яа о Р 5аг 11

=P H, 1 = 1,3, (8) имеюшую единственное решение относительно параметра Ь (9) (Up -Up ) (U рг-U р„) (U рз -U рг) I

Решение уравнения (5) относительно10 ее значения, не зависящий от параметизмеряемой температуры с учетом выра- ров а,Ь,с,Ь, а также от нестабииьжения (9) дает алгоритм вычисления ности объема термометрической системы (10) мометрической системы датчика, связанной с тепловыми расширениями элементов конструкции, с изменением давления газа в термометрической системе датчика и с возможной остаточной деформацией чувствительного элемента датчика давления. При этом повышается точность измерения.

Ф о р и ул а и з о б р е т е н и я

Р:" Р1) (Рг Р ) (П РЪ П Р1) П+э

t р„ рг +з р3 ) р1(р р Р Бg )+U p (U U Up Uy„) 45

Измерительное устройство работает следующим образом, 20

Выходные сигналы измерительных каналов давления и температуры, соответствующие трем отличным друг от друга стационарным тепловым режимам объекта контроля, преобразуются в численные значения U p,, U

U q, U Р, U, регистрируются в памяти вычислительного устройства 14 (значение температурного коэффициента расширения газа р хранится в памяти вычислительного устройства посто30 янно). Затем по команде блока 16 управления в вычислительном устройстве производится вычисление значений измеряемой температуры по алгоритму (10) и результат вычислений выводится 35 на блок 15 индикации.

Исключается влияние на результат измерения нестабильности объема тер40 где БР„,Up,U» — значения выходных сигналов, соответс ствующие давлению термометрического вещества в термо 50 системе на 1,2 и 3 тепловых режимах соответственно; ,П,U — значения выходных

9 г э сигналов, соответствующие температуре-термометрического вещества в термосистеме на 1, 2

1. Способ определения температуры посредством измерения давления термометрического вещества в замкнутом объеме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры, одновременно с измерением давления термометрического вещества измеряют его температуру на трех последовательных тепловых режимах и по измеренным величинам вычисляют температуру tg no формуле и 3 тепловых режимах соответственно; р — температурный коэффициент термометрического вещества.

2, Устройство для определения температуры, содержащее заполненный термометрическим веществом баллон, герметично соединенный с упругим чувствительным элементом, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено термочувствительным элементом, расположенным в баллоне, индуктивным преобразовате1448219

Составитель Л.Балянина

Редактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 6838/47 Тираж 607 Подписное

ВНЯКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лем и вычислительным блоком, а упругий чувствительный элемент выполнен в виде нежесткого сильфона, причем выход упругого чувствительного элемента через индуктивный преобразова-i тель, а выход термочувствительного элемента непосредственно соединены с входом вычислительного блока.