SU781605A1

SU781605A1 - Устройство дл измерени температуры

Info

Publication number: SU781605A1
Application number: SU782655407A
Authority: SU
Inventors: Гагик Карапетович Арутюнов; Яков Александрович Пятигорский
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Автоматизированных Систем Метрологии
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1978-08-16
Publication date: 1980-11-23

Description

• Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температу- . ры в процессах, вызывающих изменение параметров термопреобразователей 5 в процессе измерения.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь,- блоки вычисления производных, делитель, в котором при '0 измерении температуры осуществляется учет параметров термопреобразователя £-0 ·

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения тем- 15 пературы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее входной преобразователь, 20 выход которого через ключ подключён ко входу блока вычисления производных, блок моделирования входного воздействия, входы которого подключены к выходам ключа и блока вычисления 25 производных, а выход через блок двойного дифференцирования соединен с блоком управления, выход которого соединен с ключом. В этом устройстве при измерении температуры'учитывают- 30 ся постоянные параметры термоприемника pj.

Однако устройство не может быть использовано для измерения температуры с высокой точностью, так как параметры термопреобразователя изменяются в процессе измерения по произвольному закону.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два блока определения времязависимого параметра, причем вход первого блока определения времязависимого параметра соединен с выходом первой, второй и третьей производной блока вычисления производных, вход второго блока соединен с выходами второй, третьей и четвертой производной блока вычисления производных, а выходы соединены с блоком моделирования входного воздействия.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит входной преобразователь 1, блок 2 вычисления производных, первый 3 и второй 4 блоки определения времязависимого пара781605 toeTpa, блок 5 моделирования входного воздействия, блок 6 двойного дифференцирования, блок 7 управления и ключ 8.

Входной преобразователь 1 (термопреобразователь) служит для преобразования измеряемой температуры в уровни электрического, напряжения, выход его через ключ 8 подключен к блоку '2 вычисления производных, обеспечивающему формирование производных выходного сигнала преобразователя до 4-го порядка на первом, втором, третьем и четвёртом выходах соответственно. , _ξ

Блок 7 управления совместно с ключом 8 обеспечивает кусочно-линейную аппроксимацию нелинейно изменяющегося во времени входного воздействия. Блоки 3 и 4 определения времязависимого параметра определяют коэффициенты дифференциального уравнения, которым описывается входной преобразователь.

В реальных условиях термопреобразоватёль помещается в защитную оболочку и образует с ней сложную систему, описываемую дифференциальным уравнением 2-го порядкаι где Τ,(1)=1/βί и Т< (t) =((5^ (λ₂+ρ>₃οΐ_κ)/.

' ι pH [5 j - .коэффициенты дифференциального уравнения, зависящие от времени, U(t) - показания термоприемника, 06^ - коэффициент конвективного теплообмена между термоприемником и средой, температура которой подлежит измерению, этот коэффициент в процессе прогрева изменяется, , т.е. он является функцией от времени об к = f(t), Θ (t) - измеряемая температура среды.

. (V^ko^sa Где С_э, to /с_э, Cq& “ |Ь_г= koS₃/^Cob, [53 = ^s06^/co6> полные теплоёмкости термочувствительного элемента и оболочки соответственно, площади поверхности элемента и оболочки соответственно, коэффициент теплопередачимежду 'оболочкой й чувствительным элементом, который также изменяется в процессе прогрева, т.е. является функцией времени.

Устройство работает следующим об• разом. .......

Сигнал с выхода входного преобразователя 1 U (t), зависящий от измеряемой температуры Θ(t)| согласно с уравнением (1) через управляемый ключ 8 подается на вход блока 2 вычисления производных. Формируемые на первом, втором, третьем и ^S3^H ^kO < .

четвертом выходах блока.2 значения производных u^l<’( t)’, U^(ZX t j , t) ϋ'⁴\ t), подаются на входы блоков 3 и 4 определения времязависимых параметров Т .((t) , Tj, (t) . На вход блока 3 подводятся сигналы U (t), U. (t), l/(t), U®(t), в котором по алгоритму Т² (t) U^tn( t)+21^(t) Л t )+η (t) U^W( t) + +U<²’(t)=O (2)

Определяется параметр (t). Определение параметра T+, (t) производится по значениям U^t2'( t) , U^(,)( t) , Ι)'⁴! t) при помощи блока 4 согласно алгоритму ' ¹) ) +2т{5 t) U³ (t) +

Полученные на выходах блоков 3 и 4 значения Т<(t) и Tg(t) подаются на вход блока 5 моделирования, входного воздействия, на выходе которого образуется искомый входной.сигнал Θ(t), так как блок 5 формирует два произведения Т₍ (t)u’(t) и. T^(t)lr^(t) и суммирует их вместе с ll(t).

Таким образом, определяются как параметры входного преобразователя, так и сам входной сигнал.

Наличие новых элементов, блоков определения времязависимого параметра, повышает точность измерения температуры, что позволяет расширить сферу применения устройства в народном хозяйстве.

(3)

Claims

Iwetpa, блок 5 моделировани входного воздействи , блок б двойного дифференцировани , блок 7 управлени и ключ 8. Входной преобразователь 1 (термопрёобразователь ) служит дл преобразовани измер емой температуры в уро ни электрического, напр жени , выход eio через ключ 8 подключен к блоку 2 вычислени производных, обеспечивающему формирование производных выходного сигнгша преобразовател до 4-го пор дка на первом, втором, третьем и четвертом выходах соответственно . Блок 7 управлени совместно с клю чом 8 обеспечивает кусочно-линейную аппрбкеймацию нелинейно измен ющего (ЗЯ во времени входного воздействи . - Блоки 3 и 4 определени врем зависимого параметра определ ют коэффициенты дифференциального уравнени которым описываетс входной преобразователь . В реальных услови х термопреобразоватёль помеща етс в защитную оболочку и образует с ней сложную систему , описываемую дифференцигшьным уравнением 2-го пор дка I . 4Ult1 Q(tUi) ),к и T (1)(Ь + (Ь,2+р,й - / jo 3 ot ц -.коэффициенты ди ференциального уравнени , завис щие от времени, U(t) - показани термоприемнйка , об,/ - коэффициент конвек тивного теплообмена между термоприемником и средой, температура которой подлежит измерению, этот коэффи циент в процессе прогрева измен етс т.е. он вл етс функцией от времен о6« f(t), Q (t) - измер ема температура среды. о5э/СоБ.(Ьз V где С, полные теплоёмкости термочувствительного элемента, и оболочки со ответственно,5дИ Spg - площади поверхности эл мента и оболочки соответственно , k - коэффициент тегшоперед / чи мёжду оболочкой и чувствительным элементом , который также изм н ётс в процессе прогрева , т.е. вл етс функцией времени. Устройство работает следующим об Irastasrv - Сигнал с выхода входного преобра зовател 1 U(t), завис щий от измер емой температуры 0(t)| йШЭДЖснб с уравнением (1) через управл емый ключ 8 подаетс на вход блока 2 вьгчйслени производных. Формируемые на первом, втором, третьем и четвертом выходах блока.2 значени производных ( t ), и2( t) , и t) t), подаютс на входы блоков 3 и 4 определени врем зависимнх параметров Т (t), Т(t). На вход блока 3 подвод тс сигналы U (t), U. (t), l/(t), U t) , в котором по алгоритму if (t) t) (t) ( t) +T (t) U( t) + (t)0 (Z) Определ етс параметр T. (t). Определение параметра T{L(t) производитс по значени м ll t) , U( t) , ) при помсиди блока 4 согласно алгоритму T™(t)) +2T5(t)U(t)+ ,-. (t)0 . +1-.2(t)i/4(t Полученные на выходах блоков 3 и 4 значени T(t) и T2(t) подаютс на вход блока 5 моделировани входного воздействи , на выходе которого образуетс искомый входной.сигнал 0{t), так как блок 5 формирует два произведени Т, (t) U ( t) и Т {t) l/v(t) и суммирует их вместе с U(t). Таким образом, определ ютс как параметры входного преобразовател , и сам входной сигнал. Наличие новых элементов, блоков определени врем завис1; мого параметра , повышает точность измерени температуры, что позвол ет расширить сферу применени устройства в народном хоз йстве. Формула изобретени Устройство дл измерени темпера-, туры, содержащее входной преобразователь , выход которого через ключ соединен с входом блока вычислени произврдных, блок моделировани входного воздействи , входы которого подключены,к выходам ключа и блока вычислени производных, а выход через блок двойного дифференцировани соединен с блоком управлени , выход которого соединен с ключом, о т л ичающеес тем, что, с целью повышени точности.измерени , в него введены два блока определени врем зависимого параметра, причем вход первого блока определени врем зависимого параметра соединен с выходом первой, второй и третьей производной блока вычислени производных, вход второго блока соединен с выходами второй, третьей и четвертой производной блока вычислени производныг а выходы соединены с блоком моделировани входного воздействи . Источники информации, прин тые/во внимание при экспертизе 1.Коротков П.А. и Лондон Г.Е. Ди.намичесжие контакты измерени тепловых вёйичин, Л., Машиностроение, 1974, с. 207.
2.Авторское свидетельство СССР №498628, кл. G Об G 7/38, 17.04.74 (прототип).J

I г 3 4

t

LJ