Устройство для измерения динамических характеристик терморезистивных элементов

Устройство для измерения динамических характеристик терморезистивных элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Совет сник

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 720379 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 10.76 (2! ) 2415104/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23)ПриоритетОпубликовано 05.03.80. Бюллетень K 9

Дата опубликования описания 10.03.80 (Sl)М. Кл . и 01 g 29/00

Ркударстеенньй квинтет

СССР ав лелем изобретений и втнрцтий

РЦ УД (621.317..7 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Киселев, В. A. Ференец и А. A. Журавский

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. И. Туполева (7!) Заявитель (54) УСТРСЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОРЕЗИСТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТСВ!

О

Это устройство имеет ряд недостатков, связанных с затруднениями при практической реализации начальных условий, вызванных необходимостью переноса терморезистивного элемента из одной среды в среду с другими параметрами, большимн погрешностями при определении динамических характеристик (теплоемкость постоянная времени) илоинерцпонныхтерморезистпвных элементов, необходимо- + стью построения статической вольтамперной и температурной характеристик с последуюшим их использованием в аналитических зависимостях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения постоянной времени, времени переходных процессов и теплоемкости терморезистивных элементов.

Известно устройство для определения

5 величин динамических характеристик терморезистивных элементов (постоянной времени и теплоемкости) Щ

Известное устройство. содержит две измерительные мостовые схемы, в одно из плеч каждой из схем включается исследуемое термсаопротивление . Измеритель времени для непосредственного отсчета постоянной времени в виде секундомера, два стрелочных нуль-органа, постоянную времени определяют по отсчету секундомера 21

Недостаток этого устройства — невозможность обьективного измерения постоянной времени малоинерционных терморезистивных элементов ввиду соизмеримости величин времени переноса его из одной среды в среду с другими параметрами и

его постоянной времени, необходимость переключения исследуемого термосопротивления с одного моста на другой.

Бель изобретения — повышение точнсстн измерения динамических характеристик малоинерционных терморезистивных зле= ментов.

Указанная mew достигается тем, что в устройство для определения динам чских характеристик терморезистора,, содержащее два мостовых измерительных блока, соединенные со входами двух нуль. органов, измеритель времени, введены усилитель обратной связи, генератор прямоугольных импульсов, два электронных ключа и элемент ИЛИ, при этом выход усилителя обратной связи соединен с. сигнальным входом первого ключа, выход которого соединен с обшей диагональю

io питания мостовых измерительных блоков, вь ход генератора соединен с управляющим входом первого ключа и одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого со15 единен с выходом второго нуль-органа, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, а выход второго ключа

20 соединен со входом измерителя времени.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измеритель времени 1, элемент ИЛИ 2, измерите.müíûé мостовой блок для разогрева исследуемого терморезистора 1с ., состоящий из резисторов Eg — R — К - k, два измерительных блока мостовых для измерения сопротивления исследуемого терморезистора, состоящие соответственно из резисторовR>-R -R -R иk -Б —

1 - R, усилитель обратнои связи 3, электронные ключи 4, 5, генератор прямоугольных лмпульсрв 6, длительность з которых заведомо больше длительности переходных процессов исследуемого термо резистивного элемента как в режиме разогрева его, так и в режиме свободного охлаждения, нуль-органы 7, 8 с высоким входным сопротивлением, резистор М, задающий величину измерительного тока.

Постоянная времени терморезистивного элемента — это время, в течение которого разность температур рабочего те- ла элемента и окружающей среды при свободном охлаждении рабочего тела элемента уменьшится в Q раз. Если первоначально нагреть рабочее тело терморезпстивноО го элемента до 100 С, а затем дать ему свободно охлаждаться в той же среде до

0 С, то разность температур рабочего тела элемента и окружающей среды умень; шается в P„paa при достижении температуры рабочего тела исследуемого элемента в 37 С. Замерив время охлаждения

О рабочего тела терморезистивного элемента со 100 С до 37 С, определяют посО тоянную времени исследуемого терморезистивного элемента. Этот замер осуществляют и при любом температурном напоре, действующем на рабочее тело исследуемого элемента, но при этом необходимо чтобы во всех случаях рабочее тело исследуемого элемента охлаждалось HB

63% от разности температур исследуемого элемента и окружаюшей среды.

Исследуемое термосопротивление k> вкхпочается B одно общее плечо МосТВ

v9 8 R2 рУ R1 R2 R4. Б5

Величины сопротивлений kо и R устанавливаются магазинами сопротивлений и соответствуют сопротивлению исследуемого терморезистивного элемента при

О О

100 С и 37 С. Для повышения точности измерения и получения заведомо регулярного процесса охлаждения рабочего тела исследуемого элемента в момент прохождения точки 100оС, разогрев рабочего тела исследуемого элемента осуществляют до 120 — 150 С. При этом р О величина температуры, до которой разогревается исследуемый терморезистор, определяется соотношением плеч моста

R - Ы вЂ” К - Rg

Ь

Устр ойс тв о ра ботае т сле дующим образом.

За время от 0 до%q ключ 4 открыт импульсом генератора 6, при этом происходит нагрев исследуемого элемента

О до температуры большей 100 С. С момента времени 1 до момента 11 ключ 4 закрыт, при этом происходит процесс естественного охлаждения рабочего тела элемента. При достижении рабочим телом

О элемента температуры 100 С, мост 1

Rg — R — R проходит точку равновесия.,С этого момента и далее по смене полярности выходного сигнала моста, нуль-орган 7 выдает единичный сигнал на сигнальный вход предварительно открытого ключа 5, пропускающего этот сигнал на вход измерителя времени. Таким образом, измеритель времени запускается. При достижении рабочим телом

0 элемента температуры 37 С, мост k

R — R4 — R< - проходит, точку равновесия. С этого момента и далее по смене полярности выходного сигнала моста, нуль-орган 8 выдает единичный сигнал в схему ИЛИ 2, выходной сигнал которой подается на управляющий вход ключа

5 и запирает этот ключ. При этом измеритель времени останавливается, и по его шкале определяют постоянную времени. В следующем периоде от до Ф. весь процесс (нагрев-охлаждение) повто

5 7203 ряется и т.д. В полупериоды 0 ! и т.д. импульсы генератора 6 подаются на второй вход схемы ИЛИ 2. Таким образом, на измеритель времени периодически подаются прямоугольные импульсы с длительностью равной постоянной времениФ.

Определение эффективной теплоемкости (теплоемкости той части тела исследуемого терморезистивного элемента, кото- !О рая участвует в теплообмене)производится по известной формуле

С=с-К где С вЂ” эффективная теплоемкость;

К вЂ” коэффициент рассеяния, определяемый известными способами.

Когда режим свободного охлаждения не соответствует регулярному процессу, возникает необходимость оценки не постоянной времени, а оценки времени всего переходного процесса. Для этого сопротивления R< и R измерительных мостов перенастраиваются на величины, соответствующие границам температурного напора. Устройство в этом случае работает аналогично измерению постоянной времени.

Формула изобретения

Устройство для измерения динамических характеристик терморезистивных

79 6 элементов, содержащее мостовые измерительные блоки, соединенные со входами двух нуль-органов, измеритель времени, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены усилитель обратной связи, генератор прямоугольных импульсов, два электронных ключа и элемент ИЛИ, при этом выход усилителя обратной связи соединен с сигнальным входом первого ключа, выход которого соединен с обшей диагональю питания мостовых измерительных блоков, выход генератора соединен с управляющим входом первого ключа и одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго нуль-органа; выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, а выход второго ключа соединен со входом измерителя времени.

Источники инфармацию, принятые во внимание при экспертизе

1. Волошин И. Ф. Электрические цепи постоянного тока с темисторами. АН Велорусской ССР, Минск, 1962, с. 65, 2. Шашков A. Г. Терморезисторы и ил применение. М., Энергия, 1967, с. 231.

ЦНИИПИ Заказ 334/1 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4