Способ измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя с частотным выходом

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, заключающийся в тепловом воздействии на термопреобразователь, подсчете импульсов за заданный интервал времени и вычислении показателя тепловой инерции по расчетной формуле, отличающийсятем, что, с целью повышения точности измерения , измеряют интервал времени Л от начала теплового воздействия до момента появления П-го им пульса термопреобразователя и длительность интервала времени Т .между моментами появления (h-l)-ro и h -го импульсов термопреобразова-. теля, подсчет иьртульсов термопреобразователя осуществляют в интервале времени длительностью Л i f начиная с момента, снятия теплового S воздействия, а показатель тепловой (Л инерции f термопреобразователя определяют по формуле f NT , где N - подсчитанное число 1Лтульсов .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

4Ь

00 вам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3611872/24-10 (22) 28.06.83 (46) 30.08.85. Бюл. № 32 (72) А.И.Викторов (71) Специальное конструкторское бюро Главного управления заказов, испытания и внедрения новой техники Госкомсельхозтехники СССР (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 460459, кл . G 01 К 15/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 798510, кл. G 01 К 15/00, 1981 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, заключающийся в тепловом воздействии на термопреобразователь, подсчете импульсов за заданный интервал вре„„SU„„1176184 мени и вычислении показателя тепловой инерции по расчетной формуле, отличающийся. тем, что, с целью повьппения точности измерения, измеряют интервал времени а от начала теплового воздействия до момента появления и-го им- . пульса термопреобразователя и длительность интервала времени Т .между моментами появления (h-1)-го и ь-го импульсов термопреобразователя, подсчет импульсов термопреобразователя осуществляют в интервале времени длительностью .Л 1, начиная с момента снятия теплового воздействия, а показатель тепловой инерции 7 .термопреобразователя определяют по формуле Г = ИТ, где N — подсчитанное число импульсов.

NF(E.,j=aF (3-e ), Т (1)

-где b F — приращение выходного сигр нала термопреобразователя от начального уровня FH который устанавливается

30 равным нулю — показатель тепловой инерции, С другой стороны частота ЬГ(„) выходного сигнала термопреобразователя может бытЬ определена как вели- 35 чина, обратная периоду следования импульсов в момент времени t„, т.е. интервалу времени между (t1-1) и и. импульсами: d5F =1/Т.

При снятии теплового воздействия

40 выходной сигнал термопреобразоватепя от момента снятия теплового воз- ц ействия изменяется по закону убывающей экспоненты

F =,5Р e e. )

Количество импульсов термопреобразоЬ,5С в ателя за интервал времени и. 50 начинающийся от момента времени. снятия теплового воздействия, можно определить, поинтегрировав выражение

t1 t1 А

Н2 dF dt=

2 р О"

55 ).о

О р

1 1176

Изобретение относится к измерени- ям и может быть использовано при определении показателей тепловой ,инерции (ПТИ). термопреобразователей с частотным вь(ходом, например, пьезо- 5 кварцевых преобразователей температурИ в лабораторных,и эксплуатационных условиях, Цель изобретения — повышение точности измерения показателя тепловой 10 инерции термопреабразователя.

На фиг.1 изображена временная диаграмма, поясняющая способ, на фиг.2пример устройства, реализующего спо-. срб; на фиг.З вЂ” временная диаграмма, 15 йоясняющая работу устройства.

При воздействии теплового скачка выходной сигнал термопреобразователя изменяется по закону нарастающей экспоненты (фиг.1 et). В момент вре- 20 мени. выходной сигнаЛ термопреоб1 разователя равен 1

184 г

С учетом (1) из выражения (3) получаем

- т (4)

Устройство, реализующее способ, содержит триггеры 1-3, формирователь

4 импульсов частотного термопреобра-. зователя, опорный генератор 5 импульсов высокой стабильной частоты, ключи 6-11, элемент ИЛИ 12, умножитель 13 частоты импульсов термопреобразователя, первый счетчик 14 импульсов, второй счетчик 15 импульсов емкостью Мр, третий счетчик 16 импульсов емкостью п +1 .реверсивный счетчик 17, четвертый счетчик 18 импульсов, устройство 19 ввода, арифметическое устройство 20, например микропроцессор, блок 21 индикации.

В этом устройстве измерение длительности периода следования импульсов осуществляется путем заполнения его импульсами от опорного генератора 5.

Умножитель 13 необходим для более точного подсчета импульсов М . Арифметическое устройство 20 необходимо для вычислейия значения Т по расчетной формуле (4) .

Устройство работает следующим образом.

Во время, нарастающего теплового процесса (фиг.1 ) по команде "Пуск-1" импульсом (фиг,3 а ) триггер 2 устанавливается в единичное состояние, открывает ключи 7,8 и 10 и устанавливает счетчик 17 импульсов в режим суммирования. Импульсы от генератора 5 (фиг.З б) через открытый ключ

10 и элемент ИЛИ 12 поступают на вход счетчика 17 (фиг. 3 В) и суммиру ются. Одновременно импульсы (фиг.Зъ) термопреобразователя с выхода формирователя 4 через открытые ключи 7 и 8 поступают на счетчики 15 и 16 .импульсов емкостью Йр и Йр+1.

В момент переполнения счетчика 15 (фиг.Зд) на его выходе выделяется короткий импульс, который устанавливает триггер 3 в единичное состояние (фиг.З <) и открывает ключ 11. Импульсы с выхода генератора 5 (фиг. 3 I ) через открытые ключи 10 и 11 поступают на счетчик 18, В момент переполнения счетчика 16 емкостью Nð+1 триггер 3 устанавливается в исходное нулевое состояние (фиг.3 g ), счетчик 18 импульсов фиксирует количество импульсов М (фиг.З и ), пропорциональное дпи3 11761 тельности периода Т, и он переводится в режим хранения, Задним фронтом .импульса с выхода триггера 3 ,(фиг.З g) триггер 2 переводится в нулевое состояние, закрываются ключи 7, 8 и 10, и прекращается поступление импульсов от опорного генератора 5 и формирователя .4 импульсов.

В счетчике 17 фиксируется число импульсов М (фиг.3 й), пропорциональное интервалу времени йt и он переводится в режим хранения .

В момент выключения теплового процесса, при котором частота сигнала термопреобразователя изменяется по закону убывающей экспоненты, нажимается кнопка "Пуск-2". Импульсом (фиг.3 к) триггер 1 переводится в единичное состояние, открываются ключи 6 и 9, счетчик 17 переводится в режим вычитания импульсов.

Импульсы термопреобразователя с выхода формирователя 4 через открытый ключ 6 поступают на первый вход 25

84 4 умножителя 13 частоты с коэффициентом умножения 7-, на второй вход .которого поступают импульсы с частотой 1 от опорного генератора 5 через открытый ключ 9. Импульсы умноженной частоты j F (фиг.3 о ) подсчиты ваются счетчиком 14. В момент обнуления счетчика 17 на его выходе выделяется короткий импульс, который переводит триггер 1 в единичное состояние и закрывает ключи 6 и 9, прекращая поступление импульсов от: формирователя 4 импульсов и опорного генератора 5. Счетчиком фиксируется висло импульсов . N<,и он переводится в режим хранения. По команде "Чтение" информация из счетчиков 14 и 18 поступает на вход устройства 19 ввода. По жесткой программе микропроцессором 20 производится вычисление произведения Я„ и j jf и вывод этого-произведения,.численно равного

ПТИ, на устройство 21 индикации.

Масштабный коэффициент 1/ г1 выбирается из удобства отсчета ПТИ.

1I76184 176184

Составитель В. Куликов

Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Сирохман

Редактор Е.Копча

Заказ 5334/41 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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