SU699407A1 - Автоматический дилатометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники.Известен автоматический дилатометр , содержащий термоблок, измеритель размера образца и измерительну схему {11. Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  тем, что при измерени х не у;читываютс  температурные изменени  разАеров дилатометра., Наиболее близким .по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  автоматическ ди.11атометр, который содержит термоблок , программное задающее и регули рующее устройство, измеритель разме образца, первую суммирующую схему, функциональный потенциометр, первую дифференцирующую цепь и регистратор 2 . Программное изменение температуры , а также выполнение изотермических условий в блоке поддержани  термического режима, в котором уста новлены исследуемый образец и датчик перемещени , производ тс  автом тически программным задающим и регу лирующим устройством. Дл  определеим  истинного термического коэффици ента лкнейного расширени  между выходс л измерител  размера образца и входом регистрирующего устройства включен электронный дифференциатор, который вырабатывает напр жение, пропорциональное производной по времени от входного сигнала,а так как программное.задающее и регулирующее устройство производит нагрев (охлаждение ) с посто нной скоростью, то это напр жение пропорционально производной линейного перемещени  по температуре . Дл  устранени  погрешностей ,св занных с температурным изменением размеров деталей дилатометра и, в частности толкател , это изменение моделирует функциональный потенциометр. Напр жение с функционального потенциометра непрерывно подаетс  на,вход суммирующей cxeNW, котора  включена между выходом измерител  размера образца и входом дифференциатора. Недостатком описанного автоматического дилатометра  вл етс  низка  точность измерени , котора  обусловлена тем, что поправки можно вводить только те, которые заранее известны или отсн ты. Кроме того, данный автоматический дилатометр обладает низкой точностью r(OJfy4eHH i распре делени  изменений коэффициента тер мического расширени  по температур ч,то св зано с тер гческой инертнос системы, Целью изобретени   вл етс  повы шение точности измерерш  истинного коэффициента линейного расширени  материалов. Дл  достижени  поставленной цел в автоматический дилатометр, содер жащий термоблок, пpoгpa /Iмнoe задаю щее и регулирующее устройство, измеритель размера образца, первую су мирующую схему, функциональный поте циометр, первую дифференцирующую цепь, регистрирующее устройство и позвол ющий регистрировать температурную зависимость коэффициента термического расширени  путем вычислени  скорости изменени  размера образца при нагреве с посто н ной скоростью, введены измеритель температуры дл  получени  информац о несоответствии реального изменени  температуры образца программе нагрева, схема сравнени , втора  дифференцирующа  цепь дл  определе ни  производной от сигнала-рассогласовани  температуры образца и программы, фазовый детектор, тирующие реле, втора  суммирующа  схема, треть  суммирующа  схема и схема делени  - дл  вычислени  ве личины поправок и реализации комму тирующих св зей в соответствии с заложенной пocлe : oвгiтeльнocaью опе раций , В автоматическом дилатометре из ритель температуры включен на первый вход cxeivbi сравнени , второ вход которой соединен с выходом программного задающего и регулирую щего устройства. Схема сравнени , втора  дифференцирующа  цепь, фазо вый детектор и коммутирующее реле включены последовательно, причем нормально замкнутые контакты реле включены между выходом второй дифференцирующей цепи и первым входом третьей cyмJvшpyющeй схемы, а нормально замкнутые контакты реле включены -между выходом измери тел  температуры и вторым входом второй суммирующей , первый вход которой соединен с выходом измерител  температуры, а выход с первым входом регистрирующего устройства. Треть  суммирующа  схема и схема делени  соединены последовательно, причем второй вход третьей суммирующей схемы сое динен с выходом программного задаю щего и регулирующего устройства, второй вход схемы делени  соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, а выход схемы делени  соедин СО вторым входом регистрирующего устройства, На чертеже представлена функционаУшна  схема описываемого дилатометра , который содержит термоблок 1, программное задающее и регулирующее устройство 2, измеритель размера образца 3, первую суммирующую схему 4 f функциональный потенциометр 5, первую дифференцирующую цепь 6 и регистрирующее устройство 7, измеритель температуры 8, включенный на первый вход схемы сравнени  9,второй вход- которой соединен с выходом программного задающего и регулирующего устройства, последовательно соединенные схему сравнени , вторую дифференцирующую цепь 10,фазовый детектор 11 и коммутирующее реле 12, нормально замкнутые ксэнтакты которого соедин ют выход Измерител  температуры и второй вход второй суммирующей схемы 13, первый вход которой включен параллельно на выход-измерител  температуры , а выход - на первый вход регистрирующего устройства, нормально разомкнутые контакты коммутирующего реле соедин ют выход второй дифференцирующей цепи и первый вход третьей суммирующей схемы 14, второй вход которой соединен с выходом програ лмного задающего и регулирующего устройства,, а выход ее с первым входом схемы делени  15, второй вход схемы делени  соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, а выход включен на тзгорой вход регистрирующего устройства. Описанный автоматический дилатометр работает следующим образом. Сигнал с измерител  температуры 8 поступает на пэрвый вход схемы сравнени  9 и одновременно на первый вход второй суммирующей схемы 13. На второй вход схемы сравнени  9 подан сигнал с программного задающего и регулирующего устройства 2. С выхода схемы сравнени  9 результирующий сигнал йТ включен параллельно через нормально замкнутые контакты коммутирующего реле на второй вход второй суммирующей схемы и на вход второй дифференцирующей цепи 10, Выход второй суммирующей схемы 13 соединен с первым входом регистрирующего устройства 7 . Продифференцированнь1й сигнал со второй дифференцирующей цепи 10 через фазовый детектор 11 поступает на обмотки комглутирующего реле 12 и одновременно на нормально разомкнутые контакты реле, которые включены на первый .вход третьей суммирующей cxeNM 14. На второй вход третьей суммирующей схемы 14 поступает сигнал с выхода программного задаиощего и регутируюйего устройства 2, а с выхола ее на первый вход схемы делени  1э„ На второй вход cxeMfJ делени  j 5 подан сигнал с выхода первой диф-. ференцирующей цепи 6. Выход делени  15 включен на второй вход регистрирующего устройства 7 .

Таким образом, в ходе эксперимента автоматически учитываетс  термическа  инертность системы. Поправка вводитс  в координату температуры в моменты времени, когда производна  от дТ имеет положительный знак, т.е. сигнал аТ через нормально замкнутые контакты поступает на второй вход второй суммирующей схемы, а если производна  от дТ равна нулю или мен ет знак, то коммутирующее реле разрывает предыдущую цепь и включает сигнал со второй дифференцирующей на первый вход третьей cy -c« pyщей схеглы, т.е. поправка вноситс  в измер емую величину. Это приводит к повышению точности получени  распределени  изменени  коэффициента термического расширени  по температуре при исследовании процессов, сопровождающихс  вьщелением (поглощением ) тепла по сравнению с известным устройством, в котором ввод тс  заранее отсн тые поправки и не учитываетс  термическа  инертность системы,

1 спользование предложенного устройства повышает производительность исследовани  и точность контрол , поскольку исключаетс  необходимость проведени  дополнительных расчетных работ.

Форг-/1ула изобрет

Автоматический дилатометр содер жзлдий термоблок, програкэ- /ное задающее и регулирующее г-стройство, измеритель размера образца, первую суммируюит/ю схнму, Функциональный потенциометр , первую дифференцирующую цепь и регистратор, отличающийс  Тем, что, с целью повышени  точности, в него введены из-, меритель температуры, схема сравнени , втора  дифференцирующа  схема, фазовый детектор, коммутирующее реле, втора  суммирующа  цепь,-треть  .даpyющa  схема и схема делени , причем измеритель температуры включен на первый вход схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом программного задающего и регулирующего устройства, схема сравнени , втора  дифференцирующа  цепь, фазовый детектор и коммутирующее реле включены последовательно, причем нормально замкнутые контакты реле включены между выходом второй дифференцирующей цепи и первым входом третьей

0 суммирующей схемы, а нормально замкнутые контакты реле включены между выходом измерител  температуры и вторым входом второй суммирующей схемы, пер1Ый вход которой соединен

5 с выходом измерител  температуры, а выход - с первым входом регистрирующего устройства, треть  суммирующа  схема и схема делени  соединены последовательно, причем второй вход

0 третьей су 1мируго1дей схемы соединен с выжэдом программного задающего и регулирующего устройства, второй вход схемы делени  соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, а выход схема делени  соединен со

5 вторьгм входом регистрирующего устройства .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

0 18б718, кл. G 0,1 N 25/16, 1965.

2,Авторское свидетельство СССР «2185Э1, кл, G 01 N 25/16, 1967 (прототип),