RU2682073C1 - Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры - Google Patents

Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры Download PDF

Info

Publication number
RU2682073C1
RU2682073C1 RU2018120601A RU2018120601A RU2682073C1 RU 2682073 C1 RU2682073 C1 RU 2682073C1 RU 2018120601 A RU2018120601 A RU 2018120601A RU 2018120601 A RU2018120601 A RU 2018120601A RU 2682073 C1 RU2682073 C1 RU 2682073C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermal inertia
sensors
sensor
indicator
maximum
Prior art date
Application number
RU2018120601A
Other languages
English (en)
Inventor
Виталий Александрович Гайский
Павел Витальевич Гайский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Priority to RU2018120601A priority Critical patent/RU2682073C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2682073C1 publication Critical patent/RU2682073C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00Testing or calibrating of thermometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005Calibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для применения в океанологии и может использоваться в других областях. Сущность изобретения заключается в том, что используют анализ переходного процесса после подачи ступенчатого воздействия, при этом используют совместно два датчика, первый из них с неизвестным показателем тепловой инерции и второй образцовый с известным показателем тепловой инерции, подают ступенчатое воздействие температуры одновременно на входы двух датчиков, используют переходной процесс разности температур двух датчиков для определения момента времени наступления его максимума, регистрируют отрезок времени от начала этого переходного процесса до максимума, определяют показатель тепловой инерции первого датчика численным решением уравнениягде ε- неизвестный показатель тепловой инерции первого датчика; ε- известный показатель тепловой инерции второго датчика; t- отрезок времени от начала переходного процесса разности температур первого и второго датчиков до его максимума. Технический результат - повышение точности и упрощение процедуры калибровки. 2 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в областях, где применяются контактные датчики температуры, в частности, в океанографии.
Динамические характеристики датчиков температуры в дифференциальной форме представляются уравнениями, коэффициенты которых являются показателями тепловой инерции [ГОСТ 8.256-77 Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых средств измерений]. Во многих случаях удовлетворительную точность дает представление датчика звеном 1-го порядка, имеющего показатель тепловой инерции при первой производной температуры датчика. Этот показатель тепловой инерции определяется при аттестации датчика.
Известные традиционные способы определения показателя тепловой инерции датчика [ГОСТ 1.00418-81 ОСИ. Метод и средства определения динамических характеристик датчиков температур газовых потоков; А.С. СССР 1446494, Кл. G01К 7/00, 1987. Способ определения показателя тепловой инерции частотных преобразователей и устройство для его осуществления. Семенистый К.С., Ркенцар Б.Я., Николишин Т.М.; А.С. СССР 146532, Кл. 01К 15/00, 1961. Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления. Светличный А.С., А.С. СССР 901851, G01К 15/00, 1982. Способ определения показателя тепловой инерции термопреобразователя. Банников А.И., Еоцуленко В.В.] предусматривают подачу на вход датчика ступенчатого воздействия, регистрации переходного процесса на выходе датчика и различные варианты обработки формы кривой переходного процесса для вычисления показателя тепловой инерции.
Ступенчатое воздействие для датчиков, работающих в жидкости, обычно формируется переносом датчика из емкости с одной температурой воды в емкость с другой температурой воды [Лавров С.А., Нечесин Е.Г., Никитин А.В., Рабинович М.В. Исследование первичных преобразователей температуры в динамическом режиме. Экспериментальные методы исследования океана. Сб. науч. тр. МГИ АН УССР. Севастополь, 1978, С. 85-90]. При этом не обеспечивается постоянство времени подачи воздействия, условий обтекания датчиков жидкостью и, следовательно, постоянство коэффициента теплообмена датчика со средой в процессе калибровки, что приводит к неконтролируемой погрешности определения показателя тепловой инерции.
Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и упрощение процедуры калибровки.
Эта цель достигается тем, что для определения показателя тепловой инерции εх датчика используют совместно второй образцовый датчик с известным параметром тепловой инерции ε0, ступенчатое воздействие температуры подают одновременно на оба датчика, регистрируют разность Δθ(t) выходных сигналов температур первого θx(t) и второго θ0(t) датчиков, фиксируют отрезок времени tm от начального момента появления разностного сигнала Δθ(t) до момента tm наступления его максимума, определяют показатель тепловой инерции εх калибруемого датчика из численного решения уравнения
Figure 00000001
Суть предлагаемого способа поясняется эпюрами сигналов датчиков θ0(t) и θх(t) при квазиступенчатом увеличении и уменьшении температуры (фиг. 1); и эпюрами сигналов разности температур θ0(t) и θх(t) датчиков (фиг. 2) в переходных процессах.
Рассмотрим вывод приведенной выше формулы.
Если моделями датчиков с достаточной точностью являются инерционные звенья первого порядка, то при подаче на их входы ступеньки температуры θс на выходе температуры датчиков будут
Figure 00000002
Figure 00000003
представленные на фиг. 1.
Разность этих сигналов
Figure 00000004
представлена на фиг. 2.
Определим время tm достижения разностным Δθ(t) сигналом выражения (3) максимального значения.
Для этого возьмем его производную и приравняем ее нулю
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Таким образом, время наступления максимума tm разницы температур двух датчиков не зависит от величины входной ступеньки θс, а зависит только от показателей тепловой инерции εх и ε0 датчиков.
Это впервые открытое авторами свойство динамики пары инерционных датчиков и лежит в основе предложенного способа определения неизвестного показателя тепловой инерции [Гайский П.В. Метод уменьшения инерционности измерителя температуры // Системы контроля окружающей среды. Севастополь: МГИ НАН Украины, 2012. Вып. 17. С. 37-42].
Для примера, при известном εх=2с и при tm=2,5с из эпюр сигналов на фиг. 1 по выражению (8) получим показатель тепловой инерции датчика εх=3с.
В результате осуществления предлагаемого способа определения показателя тепловой инерции датчиков температуры получаем повышение точности и упрощение процедуры калибровки.

Claims (3)

  1. Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры подачей ступенчатого воздействия и с анализом переходного процесса, отличающийся тем, что используют совместно два датчика, первый из них с неизвестным показателем тепловой инерции и второй образцовый с известным показателем тепловой инерции, подают ступенчатое воздействие температуры одновременно на входы двух датчиков, используют переходной процесс разности температур двух датчиков для определения момента времени наступления его максимума, регистрируют отрезок времени от начала этого переходного процесса до максимума, определяют показатель тепловой инерции первого датчика численным решением уравнения
  2. Figure 00000010
  3. где εх - неизвестный показатель тепловой инерции первого датчика; ε0 - известный показатель тепловой инерции второго датчика; tm - отрезок времени от начала переходного процесса разности температур первого и второго датчиков до его максимума.
RU2018120601A 2018-06-04 2018-06-04 Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры RU2682073C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120601A RU2682073C1 (ru) 2018-06-04 2018-06-04 Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120601A RU2682073C1 (ru) 2018-06-04 2018-06-04 Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682073C1 true RU2682073C1 (ru) 2019-03-14

Family

ID=65806059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120601A RU2682073C1 (ru) 2018-06-04 2018-06-04 Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682073C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112730501A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种瞬态热考核试验中温度场均匀性的设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU174813A1 (ru) * Ф. В. Бочков Способ измерения постоянной термической инерции датчиков температуры
SU901851A1 (ru) * 1980-02-15 1982-01-30 Институт Технической Теплофизики Ан Укрсср Способ определени показател тепловой инерции термопреобразовател
SU1144000A1 (ru) * 1983-07-18 1985-03-07 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Способ определени показател тепловой инерции термопреобразовател
SU1408251A1 (ru) * 1986-08-11 1988-07-07 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Устройство дл измерени показател тепловой инерции термопреобразовател
SU1446494A1 (ru) * 1987-05-27 1988-12-23 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Способ определени показател тепловой инерции частотных термопреобразователей и устройство дл его осуществлени

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU174813A1 (ru) * Ф. В. Бочков Способ измерения постоянной термической инерции датчиков температуры
SU901851A1 (ru) * 1980-02-15 1982-01-30 Институт Технической Теплофизики Ан Укрсср Способ определени показател тепловой инерции термопреобразовател
SU1144000A1 (ru) * 1983-07-18 1985-03-07 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Способ определени показател тепловой инерции термопреобразовател
SU1408251A1 (ru) * 1986-08-11 1988-07-07 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Устройство дл измерени показател тепловой инерции термопреобразовател
SU1446494A1 (ru) * 1987-05-27 1988-12-23 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Способ определени показател тепловой инерции частотных термопреобразователей и устройство дл его осуществлени

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112730501A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种瞬态热考核试验中温度场均匀性的设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109540340A (zh) 一种管道内液体温度、压力监测传感器的校准方法
CN109000879A (zh) 一种风洞天平温度漂移修正方法
CN106679842B (zh) 一种采用基准电压补偿技术的测温方法和测温电路
CN109470407A (zh) 分布式多节点液体温度、压力传感器测量数据的校准方法
CN104713606A (zh) 多组分气体的流量测量方法及装置
CN108803308A (zh) 基于自适应区间pid控制的气体多通池温控系统及方法
RU2682073C1 (ru) Способ определения показателя тепловой инерции датчиков температуры
Nash et al. A thermocouple probe for high-speed temperature measurement in the ocean
JP5914643B2 (ja) 超音波伝搬時間法による流体の流量検出方法
CN103900757B (zh) 一种对水下热敏剪应力传感器进行温度修正的方法
Jijesh et al. Development of a CTD sensor subsystem for oceanographic application
CN104155027A (zh) 一种制动电阻的温度检测装置
Gebhardt et al. Accurate and quickly responsive surface temperature measurement: a step to widespread non-invasive T-measurement in industry
CN104697592B (zh) 超声波流量同步测量方法
US9835574B2 (en) Gas measurement device and measurement method thereof
CN108414007B (zh) 一种土壤温湿度传感器温度相关非线性补偿算法
CN104913862A (zh) 基于圆箔热流计的对流热流测量方法
RU2664897C1 (ru) Способ измерения тепловой постоянной времени термодатчика
JPH07248315A (ja) 密度計測装置
CN110081943A (zh) 一种科氏力质量流量计温度补偿的方法
RU2647504C1 (ru) Способ динамической градуировки термометров сопротивления
RU2585486C1 (ru) Способ измерения давления и калибровки на основе тензомостового интегрального преобразователя давления
CN204855014U (zh) 一种电阻式温度计
Zhao et al. Gas flow measurement with wide range using multi-thermistors
RU223111U1 (ru) Цифровой эталонный барометр