Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов

Авторы патента:

Строев Владимир Михайлович (RU)

Дорохова Татьяна Юрьевна (RU)

Фесенко Александр Иванович (RU)

Мищенко Сергей Владимирович (RU)

G01N25/32 - термоэлементов

G01N25/18 - путем определения коэффициента теплопроводности (с помощью калориметрических измерений G01N 25/20; путем измерения сопротивления электрически нагреваемого тела G01N 27/18)

Владельцы патента RU 2646537:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ (RU)

Изобретение относится к области измерения параметров материалов, в частности термоЭДС. Устройство для измерения термоэлектродвижущей силы материалов содержит исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар. Оно дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход, которого подключен к потенциометру. Ползунок потенциометра со второй термопарой, а нижним вывод потенциометра (клемма) - с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений. Выход генератора связан также с выходом устройства. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности измерений. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области контактной термометрии.

Известны устройства для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов (Авт. Свид. СССР №440571, G01K 7/02, Бюл. №31 от 25.08.74), содержащие исследуемую и измерительную термопары, гальванометр, делитель напряжения и источник питания к нему.

Недостатком таких устройств является значительная погрешность измерения, обусловленная разным и неодновременным уравновешиванием термоэлектродвижущей силы исследуемой и измерительной термопар, а также низким быстродействием проведения измерений.

Известно устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, принятое за прототип (Авт. Свид. СССР №440571, G01K 7/02, Бюл. №31 от 25.08.74), содержащее исследуемую и измерительную термопары, гальванометр, делитель напряжения и источник питания, в котором одна из термопар используется в качестве источника питания делителя напряжения.

Недостатком этого устройства также является низкая точность измерения, обусловленная субъективным характером установки нуля гальванометра, а также низким быстродействием проведения измерений.

Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит в исключении из устройства гальванометра с ручной установкой нулевых значений разностных сигналов термоэлектродвижущих сил.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности измерений.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, содержащее исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар, дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход, которого подключен к потенциометру, соединенного своим ползунком со второй термопарой, а нижним выводом с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений, а выход генератора связан также с выходом устройства.

Схема устройства для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов показана на чертеже.

Устройство содержит исследуемую термопару 1, измерительную термопару 2, сопротивления 3 и 4 делителя напряжения, последовательно соединенные усилитель 5, генератор управляемой частоты (ГУЧ) 6 и преобразователь частоты в напряжение 7, выход которого подключен к потенциометру 8, соединенному своим ползунком со второй термопарой 2, а нижним выводом с входом усилителя 5 и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений 3 и 4 делителя напряжений, при этом выход ГУЧ 6 соединен также с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Горячий спай измерительной термопары 2 приводят в тепловой контантакт с горячим спаем исследуемой термопары 1. Холодные спаи термопар подключают к общей точке делителя напряжения (сопротивление 3). Разностный сигнал с делителя напряжения и термоэлектродвижущей силы термопары 2 подается через потенциометр 8 на вход усилителя постоянного напряжения 5, который управляет частотой F_вых двуквадрантного частотно-импульсного преобразователя напряжения с характеристикой

где k = const;

U - выходное напряжение усилителя 5. Напряжению положительной полярности соответствуют импульсы положительной полярности, а напряжению отрицательной полярности - импульсы отрицательной полярности.

Преобразователь частоты в напряжение 7 преобразует входную частоту в пропорциональное напряжение на потенциометре 8. Полярность напряжения определяется полярностью импульсов частоты F_вых.

Таким образом, на вход усилителя 5 подается разностное напряжение, которое изменяет частоту F_вых ГУЧ так, чтобы ликвидировать возникающий разбаланс на входе усилителя 5. Значение коэффициента термоэлектродвижущей силы находится расчетным путем, например регистрируя частотомером частоту и полярность импульсов ГУЧ.

Перемещением ползунка потенциометра 8 можно изменять чувствительность устройства в широких пределах.

Введение в устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов отрицательной обратной связи, состоящей из усилителя 5, генератора управляемой частоты 6, преобразователя частоты в напряжение 7 и потенциометра 8, позволило создать устройство с высоким быстродействием и точностью работы.

Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, содержащее исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к потенциометру, соединенному своим ползунком со второй термопарой, а нижним выводом с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений, а выход генератора связан также с выходом устройства.

Изобретение относится к устройству для определения теплоты сгорания топлива. Устройство содержит топливоподводящий патрубок для подачи в него измеряемого топлива.

Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла // 2624787

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия.

Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла // 2619798

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия.

Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров // 2593527

Использование: для газового анализа горючих газов и паров. Сущность изобретения заключается в том, что микрочип планарного термокаталитического сенсора горючих газов и паров состоит из общей, для рабочего и сравнительного чувствительных элементов, пористой подложки из анодного оксида алюминия с расположенным на ней платиновым тонкопленочным конфигурированным покрытием, части которого находятся на противоположных сторонах подложки и выполненны в форме меандра, служат микронагревателями-измерителями и обеспечивают нагрев активных зон микрочипа до рабочих температур и дифференциальное измерение выходного сигнала, при этом размеры микронагревателей-измерителей ограничены до значений, при которых обеспечивается пленочный режим теплоотвода.

Устройство для разбраковки металлических изделий // 2495410

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла контролируемого изделия, подвергнутого термической или химикотермической обработке, а также для выявления степени пластической деформации.

Датчик для определения реакционной способности газообразных и конденсированных продуктов // 2456583

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для контроля химической активности газообразных и конденсированных продуктов. .

Установка для определения эффективной теплопроводности порошково-вакуумной и экранно-вакуумной теплоизоляций // 2356038

Устройство измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов и способ его эксплуатации // 2354960

Изобретение относится к измерительной технике. .

Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий // 2331064

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов. .

Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий // 2329493

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов. .

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции при нестационарном тепловом режиме // 2646437

Изобретение относится к нестационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике для исследования теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий.

Способ определения временного интервала при проведении натурных теплофизических исследований наружных стен зданий, выполненных из кирпича, при котором в толще стенового ограждения возникают условия квазистационарного режима теплопередачи // 2644087

Использование в строительстве для оценки теплозащитных свойств по результатам теплофизических испытаний в натурных условиях. Сущность способа определения временного интервала при проведении натурных теплофизических исследований наружных стен зданий, выполненных из кирпича, при котором в толще стенового ограждения возникают условия квазистационарного режима теплопередачи, включает измерение температуры наружного и внутреннего воздуха, температуры внутренней и наружной поверхности стены, температуры в 5 точках путем размещения датчиков на равных расстояниях в толще стены.

Аппаратный комплекс для оценки теплотехнических параметров текстильных материалов // 2641317

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения параметров стационарного и нестационарного теплообмена в системе «человек-одежда-окружающая среда».

Способ теплового контроля сопротивления теплопередачи многослойной конструкции в нестационарных условиях теплопередачи // 2640124

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для технической диагностики качества неоднородных конструкций, например зданий и сооружений, по сопротивлению теплопроводности в условиях нестационарных внешних воздействий.

Способ определения концентрации компонента в двухкомпонентной газовой смеси // 2639740

Предлагаемый способ относится к области информационно-измерительной техники и может быть использован для предотвращения пожаров на объектах энергетики и других отраслей промышленности.

Переносной автоматизированный комплекс для определения теплофизических свойств // 2637385

Изобретение относится к термометрии, а именно к области измерения теплофизических свойств ограждающих конструкций зданий, строительных сооружений и других инженерно строительных объектов, где необходимо определение количественных теплофизических характеристик.

Способ оценки комфортности микроклимата в помещениях жилых, общественных и административных зданий // 2636807

Изобретение относится к системам контроля эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования жилых, общественных и административных зданий и может быть использовано при проектировании, реконструкции и оптимизации режимов работы указанных систем, а также при разработке и внедрении энергосберегающих мероприятий.

Способ экспериментального определения коэффициента теплоотдачи поверхности и устройство для его реализации // 2634508

Изобретение относится к технологии измерения тепловых потоков между твердой поверхностью и текучей средой и может быть использовано в теплофизическом эксперименте при исследовании теплоотдачи.

Устройство для измерений теплопроводности // 2633405

Устройство для измерений теплопроводности относится к устройствам для измерений высоких значений теплопроводности стационарным методом, предусматривающим использование продольного теплового потока в образце исследуемого материала.

Способ, по меньшей мере, качественного определения по меньшей мере одного физического и/или химического свойства ламинатной панели // 2632258

Использование: для качественного определения по меньшей мере одного физического и/или химического свойства ламинатной панели. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью устройства мобильной радиосвязи выполняют следующие шаги: а) расположение устройства мобильной радиосвязи на поверхности ламинатной панели, б) измерение по меньшей мере одной физической и/или химической измеряемой величины посредством интегрированного в устройстве мобильной радиосвязи измерительного инструмента и в) по меньшей мере, качественное определение по меньшей мере одного физического и/или химического свойства из измеренной по меньшей мере одной физической и/или химической измеряемой величины.

Измерительный комплекс контроля теплотехнических параметров наружной стены при длительных режимах испытаний в натурных условиях // 2650054

Изобретение относится к тепловым испытаниям и может быть использовано для в процессе испытаний ограждающих конструкций. Предложен комплекс контроля теплотехнических параметров наружной стены при длительных режимах испытаний в натурных условиях, который включает датчики температуры (ДТП) и датчики влажности (ДТГ), установленные одновременно в нескольких помещениях в наружных стенах на равных расстояниях друг от друга с наружной и внутренней стороны, а также внутри стены, соединенные кабелем связи с центром управления, с помощью которого программируется длительность, периодичность и другие параметры сбора данных, с возможностью просмотра результатов измерений в режиме реального времени, а также после завершения обработки данных, с которых вся информация считывается одновременно с последующей обработкой в ПК. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 1 ил.