SU684341A1 - Способ поверки терморезисторов - Google Patents

Description

1

ПИзобретение относитс  к технике температурных измерений,.а более конкретно к способам и устройствам дл  метрологической поверки средств теплофнзических измерений.

Известны способы поверки терморе- зисторов посредством сравнени  показаний повер емого термс езистора и образцового , размещенных в идентичных услови х с заданной температурой jl.

Однако дл  проведени  поверки термо- резистор должен периодически сниматьс  с объекта измерени  и помещатьс  в устройство дл  проведени  поверки, что за частую бывает невозможно или приводит к значительным затратам времени.

Известен также способ поверки терморезисторов посредством определени  характеристики терморезистора при пропускании через него электрического тока и сравнени  с градуировочной характеристикой , устанавливающей соответствие между зависимост ми сопротивлени  термо-

.резистора от температуры и подводимой к нему гшектрической мощности izj.

Недостатком этого способа  вл етс  невысокое быстродействие, обусловленное тем. Что терморезистор, обышо имеющий тепловой контакт с элементами конструкции, должен прогреватьс  значительное врем  дл  достижени  стацио- парной температуры. Вли ние окружающих терморезистор частей конструкции на его тепловой режим при пропускании через него греющего тока приводит также к снижению точности поверки.

Целью изобретени   вл етс  повьпле- ние. быст|зодействин и точности поверки.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что при поверке терморезистора посредством определени  его характеристики при пропускании через него электрического тока и сравнени  с градуировочной характеристикой, устанавливающей соот ветствие между зависимост ми сопротив лени  терморезистора от тe mepaтypы и подводимой к нему электрической мощности , через терморезистор пропускают пр моугольный импульс тока образцовой амплитуды, измер ют напр жение на тер- морезисторе в два момента времени в течение импульса тока и по известгпым зависимост м определ ют характеристи ку терморезистора. При использовании пр моугольного импульса малой длительности можно установить дл  каждого конкретного типа (Терморезисторов закон изменени  его температуры в зависимости от времени на период действи  имнульса. da врем  переходного теплового режима температура терморезистора проходит через весь его рабочий диапазон. Пропуска  через тер- морезистор пр моугольный имщшьс тока образцовой амплитуды и провод  измере ни  его сопротивлени  через образцовые отрезки времени, можно, установив перед началом эксплуатации при градуировке терморезистора соответствие между зави симост ми сопротивлени  терморезистора от температуры и подводимой к нему электрической мощности, определ ть точки градуировочной характеристики терморезистора , соответствующие строго определенной температуре. По полученным точкам может быть найдена вс  градуировочна  характеристикатерморезистора, определ   которую в моменты градуировки и поверки, можно судить об изменении градуировочной характеристики термо резистора во времени, осуществл   тем самым поверку терморезисторов без его деК онтажа с объекта измерени . Дл  поверки терморезистора с линейной градуировочной характеристикой )зо- статочно провести два измерени  с заданным соотношением отрезков времени |между моментами начала импульса и про |ведени - измерени . ЕСЛ.И при проведении ;градуировки и поверки терморезистора ;с линейной градуировочной характеристикой каждый раз измерить сопротивление терморезистора при двух различных неизвестных температурах, соотношение между которыми известно, то по подучен ным точ1шм .градуировочной характеристи ни мсйкно найти ее математическое описание дл  случаев градуировки и поверки В качестве примера рассматриваетс  применение предлагаемого способа дл  поверки пленочных терморезисторов {ПТ На фиг. 1 показана зависимость температуры пленочного терморезистора от времени при пропускании через него тока пр моугольной формы, на фиг. 2 градуировочшые характеристики пленочного терморезистора, включенного в мостовую схему; на фиг. 3 - функциональна  схема Зстройства дл  реализации способа поверки пленочных терморезисторов. Известно, что при пропускании через пленочный терморезистор тока пр моугольной формы при малой длительности импульса температура -терморезистора в за- видимости от времени определ етс  по араболическому закону (фиг. 1). в ., где & температура перегрева пленочного терморезистора, сила тока, сопротивление пленочного тер- морезистора, площадь пленки, теплопроводность и температуропроводность материала под ложки, i, - врем . Пусть повер емый терморезистор включен в мостовую измерительную схему. По результатам градуировки терморезистора в термостате или при различных известных значени х температуры окружающей среды может быть определена градуиро- вочна  характеристика, обозначенна  А на фиг. 2. Если в цепь питани  моста подать кратковремеш1ый импульс тока в ni раз больший нормального тока питани , то на врем  его действи  чувствительность мостовой схемы увеличитс  в ж раз. На фиг. 2 показана характеристика Б, соответствующа  данному режиму работы измерительной цепи. Под действием протекающего тока, согласно выражению (1), будет измен тьс  температура ПТР, а, сутедовательно , и его сопротивление. HQ выходе NIOC- та по витс  напр жение U ; .пропорциональное температуре перегрева ПТР в. Зафиксировав в момент времени t-j приход щийс  на период действи  импульса, выходной сигнал с измерительного моста, мы получим точку Ц нахарактеристике Б, Тогда пр ма  А может быть математически описана следующим уравнением: (2) - inSi Если теперь при поверке датчика мы оп ть подадим в цепь питани  моста поверочный импульс, но в момент времени выходной сигнал будет иметь значение i ° ° будет свидетельствова об изменении градуировочной характерис тики А под действием накопившихс  про грессирующих погрешностей. Дл  получе ни  математического описани  текущей градуировочной характеристики измерительной цепи при токе питани  ly,, обо наченной на фиг, 2 буквой В, необходимо получить координаты еще одной точки , лежащей на пр мой В. Дл  этого из мерим выходной сигнал моста в момент времени t 1акже приход щийс  на период действи  поверочного импульса. Зна , что tj, больше в -h раз, по выражению (1) и полученным значени м Ua и 0; можно вывести уравнение пр мой В .е-б-) ,( J- . JjjjUa) . тПТ --( Как видно из фиг. 2, использу  уравнение (3), можно определить уравнение текущей градуировочной характеристики измерительной цепи, обозначенной на фиг. 3 буковй Г. .. в (U4-U3) , VnU3-U4., otne (VTr-D (YFf-)m (4) Сравнива  выражени  (2) и (4), мы подучим уравнение, св зывающее первоначальную и текущую характеристики измерительной цепи, позвол ющее скорректировать вли ние прогрессирующей погрешности на результаты измерени . L М o(Yri-Oni (04-и,) (-nni.Vnu,.u,. На основании вышеизложенного может быть предложена следующа  методика проведени  поверки ПТР. Получив градуи ровочную характеристику измерительной цепи с терморезистором, так подбирают величину поверочного импульса 1 и мо менты времени t и t чтобы полученные значени  U и Ug попадали в ра бочий диапазон измерительной цепи и на ходились на некотором рассто нии от ограничивающих его значений. После этогоi начинаетс  эксплуатаци  измерительной цепи, а результаты измерений расшифровываютс - по градуировочной- характеристике без корректировани . Через некоторое врем  проводитс  поверка измерительной цепи, дл  чего в цепь питани  моста подаетс  поверочный импульс и фиксируютс  значени  Uj и Цф- Результаты последующих изме« рений температуры пересчитываютс  согласно уравнению (5), после чего скорректированные значени  вновь могут быть расшифрованы по первоначальной градуировочной характеристике измерительной цепи. Устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа поверки содержит источник электрического тока, соединенный с цепью питани  измерительной схемы, содержащей повер емый терморезистор, быстродействующий аналогово-цифровой преобразователь 1, измерительный вход которого соединен с выходом измерительной схемы 2, а его управл ющий вход- с выходом счетчика импульсов 3 с ручным переключением коэффициента делени  4, вход которого соединен с генератором 5 импульсов образцовой частоты через ключ 6 соединенный с источником тока, представл ющим собой генератор 7 пр моугольных импульсов образцовой амплитуды. Устройство работает следующим образом . В статическом положении ключ 6 закрыт и счетчик 3 находитс  в исходном состо нии. Во врем  действи  поверочного импульса ключ 6 открыт и на счетчик поступают импульсы образцовой частоты . Подава  на управл ющий вход быстродействующего АЦП команду на начало измерени  с выходов различных триггеров Т ... Т. счетчика можно, использу  переключатель 4, получить требуемое значение. Дл  установки счетчика в исходное положение может использоватьс  задний фронт поверочного импульса. Использование предлагаемого способа поверки терморезисторов, помещенных в недоступных местах и имеющих тепловой контакт с конструкцией, на которой они расположены, позволит проводить повер- ку таких терморезисторов без сн ти  их с объекта измерени , св занного со значительными затратами времени на демонтаж объекта измерени . Кроме того , значительное уменьшение времени, , необходимого дл  проведени  поверки, позвол ет повысить частоту поверок, повыша  тем самым точность измерений. Формула изобретени  Способ поверки терморезисгоров посредством определени  характеристики терморезистора при пропускании через него электрического тока и сравнени  с градуировочной характеристикой, устанавливающей соответствие между зависимост ми сопротивлени  терморезистора от температуры и подводимой к нему электрической мощности, отличаю 6 1 Щ и и с   тем,что, с целью повышени  быстродействи  и точности поверки, через терморезистор пропускают пр моугольный импульс тока образцовой амп-С литуды, измер ют напр жение на терморезисторе в два момента времени в течение импульса тока и по известным зависимост м определ ют характеристику терморезистора. Источники информации, пр1ш тые во внимание при экспертизе 1. Патент СРР NO 55104, кл. 42 1 10/.Ь5, опублик. 1973.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 127756, кл. С 01 К 15/00, I960;

   Bi

   2

   Фиг 2

   тах

   Kx--f(el