Способ измерения периодически меняющихся температур

 

№ 146535

Класс 42i, 8о

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л0 171

А Д. Пинчевский

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИ МЕНЯЮЩИХСЯ

ТЕМПЕРАТУР

Заявлено 22 сентября 1961 г. за № 745382/26 — 10 в Комитет по делам изобретений и открытий ири Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретения» № 8 за 1962 г.

9Й == 0m+ Асов

T которой происходят колебания; где: 9„, — средняя температура, около

А — амплитуда колебаний;

Т вЂ” период колебаний; т — время.

Известны способы измерения периодически меняющихся температур, основанные на коррекции показаний датчика, постоянная тепловая инерция которого определена.

Известные способы имеют общий недостаток, который заключается в том, что для определения тепловой инерции датчика необходимо определя1ь коэффициент теплоотдачи среды, температура которой измеряется, и датчика. Определение коэффициента теплоотдачи сложно и не всегда бывает возможно.

Предлагаемый способ измерения периодически меняющихся температур с применением двух датчиков, имеющих разные значения постоянной тепловой инерции, состоит в том, что температуру контролируемой среды рассчитывают по температурным кривым. записанным с помощью двух датчиков и по сдвигу фаз между ними.

Такой способ обеспечивает упрощение опыта по определению температуры контролируемой среды.

Способ позволяет достаточно точно измерять температуры, меняющиеся по закону гармонических колебаний и не требует предварительного определения показателя тепловой инерции датчика.

Способ основан на известных соотношениях теории регулярного режима.

Пусть температура среды 1"1 меняется по закону; № 146535

Для малогабаритного датчика, внутри которого температурное поле равномерно, по истечении некоторого времени температура U будет меняться по закону:

2т;

U 8 -. Bcos

Т (2) т, е. по косинусоиде с тем же периодом Т, но с другой амплитудой колебаний В и сдвигом по фазе.

При этом:

В-=AcosI — U; = arctg я

T где в — показатель тепловой инерции и определяется параметрами среды и датчика.

Если поместить в среду, температура которой определяется, два датчика с показателями тепловой инерции в и в, то получим соотношения:

U () — В, cos

1 т

2-.

U,=:0 +В,cos

m (8) косинусоиде, амплитуду А достаточно знать два зна 2 Pl

Значения В> и В, будут расположены на которой необходимо определить. Для этого чения В, и В и сдвиг фаз между ними Л =

Тогда  —— А cos P, В -— -А cos (Pi+4). (4) (5) Откуда tg(, ctg Ь

В, з1пЛ

Предмет изобретения

Способ измерения периодически меняющихся температур с помощью двух датчиков с разными значениями постоянной тепловой инерции, о ти А (6)

cos 3, cos(, Л)

Угол Р расположен в первом квадрате. При изменении р от 0 до — -- В меняется от А до О.

Таким образом, поместив два датчика в среду, температуру которой измеряют и, записав их температурные кривые, по амплитуде В, и В, и по сдвигу фаз Л между ними строят измеряемую температурнук кривую.

Экспериментальная проверка способа производилась в малоинерционной печи, температура которой менялась по закону, близкому к косинусоиде.

Температура в печи колебалась около среднего значения 436 с амплитудой 84 и периодом 180 сек. Эта температурная кривая была записана малоинерционной термопарой на приборе ЭПП-09 (время пробега шкалы 1 сек). На том же приборе были записаны температурные кривые двух термопар большей инерционности. Амплитуды этих колебаний  —— 58,  — — 37 . Сдвиг фаз между ними — 18 45 .

Расчет температуры по формулам (5) и (6) дает результат А =80 5, что является близким совпадением с опытом. № 146535.л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения ведения эксперимента по определению температуры контролируемой среды, последняя рассчитывается по температурным кривым, записанным с помощью двух датчиков и по сдвигу фаз между ними.

Редактор А. И. Дышельман Техред А. Л. Резник Корректор Е. Л. Коган

Типография ЦБТИ, Москвг Петровка, 14.

Поди. к печ 12.1Ъ-62 г. Формат бум. 70; 108 /,в

Зак. 3043 Тираж 850

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при

Москва, Центр М. Черкасский пер, Объем 0,26 изд. л.

Цена 4 коп.

Совете Министров СССР д. 2/6.