Способ градуировки термометра сопротивления

Способ градуировки термометра сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

п 857744

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03 12.79 (21) 2846025/18-10 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет (53)M. Кл.

G 01 К 15/00

Ввударетеавама кемнтет

СССР яо делам нзеаретекей н еткрнтнй

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень .% 31

Дата опубликования описания 23.08.81 (53у УДК 53б.53) (088.8) (72) Автор изобретения

Н. А. Соколов (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ТЕРМОМЕТРА СОПРОТИВЛЕНИЯ (2) Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерению температур с использованием шумов теплового возбуждения резисторов и проводников.

Известен способ градуировки термометров сопротивления, состоящий в измерении сопротивления термометра и температуры среды, в которой размещен термометр, при этом температура среды измеряется образцовым термометром (1) .

10 .Однако известный способ имеет невысокую точность градуировкн, обусловленную неравномерностью температурного поля среды, в которой размещены градуируемый и образцовый термометры.

Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности является способ градуировки высокоомного термометра сопротивления, состоящий в измерении его сопротивления и определения по уровню теплового шума температуры среды, в которую помещен термометр (2).

Однако известный способ имеет недостаточную точность градуировки, вследствие проведения измерения в условиях аддитивных помех.

Цель изобретения — повышение точности градуировки в условиях непериодических аддитивных помех.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют уровень положительных и отрицательных полувслн теплового шума, генерируемых сопротивлением градуируемого термометра, сравнивают их, и по уровням положительных и отрицательных полуволн в моменты их статистического равенства, определяют температуру среды.

При отсутствии помех градуировку осуществляют по уровню теплового шума 0 опре1

) деляемого известной формулой Найквиста

I 01=4КТКВ. (О где К вЂ” постоя)шая Больцмана;

 — исследуемая полоса частот.

Абсолютная температура градуируемого термометра при этом равна т= — — —, 4)C RB

857744

4 срезу с неизвестной постоянной температурой

Т. Шумовой термометр 1 содержит последовательно соединенные усилитель 4, однополупериодный квадратичный детектор 5, интегратор 6 и регистратор 7, Шумовой термометр 2 содержит последовательно соединенные усилитель 8, однополупериодный квадратичный детектор 9, интегратор IO и регистратор 11. Входы усилителей 4 и 8 подсоединены к градуируемому термометру 3.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение теплового шума 0(;Ь)(фиг. 1), генерируемое активным сопротивление градуируемого термометра 3, подается на усилители

4 и 8 и усиливается до необходимого для детектирования уровня. Затем оно детектируется детекторами 5 и 9, причем детектор 5 детектирует положительные полуволны усиленного теплового шума, а детектор 9 — отрицательньте. Далее полученные сигналы усредняются интеграторами 6 и 10 и регистрируются регистраторами 7 и 11. На выходе регистратора 7 формируется сигнал, соответствующий уровню положительных полуволн теплового

= 2. шума U+ (фиг. 2). На выходе регистратора

11 формируется сигнал, соответствующий уровню отрицательных полуволн теплового шума (фиг. 3) . Градуировка термометра 3 осуществляется и моменты, когда величины

-2 2. и 0 статистически равны друг другу.

Т. е. должно .выполняться условие

О+ (<) Г1 (6) а () -Ав где t — время одного замера температуры.

Если это неравенство справедливо, то по

2 — g. суммарному значению Q+ и IJ» определяют 0 и далее, как в известном способе, по формуле (2) рассчитывают температуру среды Т и строят градуировочную кривую . R(T).

Если неравенство (6) не выполняется, дан- ный замер температуры исключается из результата градуировки, так как на нем отразилось влияние адцитивной (импульсной) помехи.

Предлагаемое изобретение позволяеъ. исключить из результата градуировки замерй температуры Т, выполненные в условиях воздействия непериодических аддитивных помех. а зто повышает точность градуировки в описанных условиях, которые характерны для бсщьшинства. промышленных объектов.

u == Ктвд+ б „, (3) При зтом градуируемому термометру приписывается завышенное значение температуры ТЕ

}о (4) Если напряжение аддитивной помехи присутствует в п замерах и отсутствует в m„ а всего произведено N замеров, то температура Т},, 15 приписываемая градуируемому термометру 0 равна

Т = Т+ -Г . (5)

М

Слагаемое Т вносит погрешность в резульN c тат градуировки.

На фиг. 1 показан график напряжения теплового шума 0() в условиях отсутствия и при воздействии аддитивных (импульсных) помех; на фиг. 2 — график уровня положительных полуволн теплового шума Q в тех же

+ условиях; на фиг, 3 — график отрицательных полуволн теплового шума Q в тех же условиях; на фиг. 4 — устройство реализующее предлагаемый способ.

Градуируемый термометр погружают в сре- зо ду с неизвестной постоянной температурой Т.

Измеряют его активное сопротивление R, За-% тем измеряют уровень положительных }.} и отрицательных U полуволн теплового шума, генерируемого активным сопротивлением градуируемого термометра.,Эту операцию выполняют одновременно с помощью двух шумовых термометров с однополупериодным детектированием шумового сигнала. Затем сравнивают

- 2. - 2. зарегистрированные значения } + и Ц . В моменты статистического равенства величин О

2. Ю (фиг. 1 — 3, участок 1), шумовой сигнал представляет собой нормальный случайных процесс, т.е. тепловой шум. В таком случае по сум— и мариому воздействию 1,1. и 11 определяют уровень теплового шума U и далее, по значениям U и Я, рассчитывают температуру

2 среды Т и строят градуировочную кривую

Я(Т) -а -2

Если U+ ф 0,зто свидетельствует о несим50 метричности шумового сигнала, т.е. о наличии

-к аддитивной (импульсной) помехи IJ q (участки 2 и 3 на фиг. -3). Замеры, в которых — 2.

1}+ статистически не равно Q, исключаются из результата градуировки.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 4), содержит шумовые термометры

1 и 2, подключенные к градуируемому термометру сопротивления 3, который погружен в

В условиях воздействия адцитивных помех

, которые чаще всего носят импульсный

"и* характер, градуировка осуществляется по сум марному шумовому сигналу О

Формула изобретения

Способ градуировки термометра сопротивления путем измерения его сопротивления и определения по уровню теплового шума температуры среды, в к горую помещен термометр, 857744 б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе и,® цг (tj

Фиг. 3 отличающийся тем, что, с цельк повышения точности градуировки в условиях непериодических аддитивных помех, измеряют уровень положительных и отрицательных полу1. Авторское свидетельство СССР Р 168496, волн теплового шУма, генеРиРУемых сопРотив- л 01 К 15/00 1962 пением градуируемого термометра, сравнивают их, н по уровням положительных и отрицатель ных полуволн в моменты их оптического ра- 2. Авторское свидетельство СССР У 195161, венства определяют температуру среды., кл. 6 01 К 7/30, 1966 (прототип).

857744

Составитель Г. Мухина

Техред Н.Ковалева Корректор С. Корниенко

Редактор Н. Рогулич

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

Заказ 7226/67 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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