Спосіб повірки терморезистивних перетворювачів і пристрій для його здійснення

1. Спосіб повірки терморезистивних перетворювачів, суть якого в то му, що через перетво рювач, що знахо диться на об'єкті, пропускають струм, перетворюють падіння напруги на перетворювачі код, визначають за номінальною статичною ха рактеристикою перетворювача або за показами вто ринного приладу температуру об'єкта, порівнюють з результа тами, одержаними при його пус коналагоджувальних випробовуваннях, і ви значають похи бку перетво рювача, який відрізняється тим, що че рез перетворювач пропускають вимірювальний струм, який невикликає додаткового нагрівання перетво рювача, реєструють код N1 падіння на пруги на перетворювачі, по якому визначають вимірювану температуру об'єкта. фо рмують перший струм додаткового нагрівання перетво рювача, квадрат якого вибирають таким, щоб усталене значення перегрівання перетворювача було б задане і перевищувало поріг чутливості терморезистивного термометра в 10... 20 разів, реєструють код N2 падіння напруги від ви мірювального струму на додатково нагріто му перетво рювачі, фо рмують другий струм нагрівання перет ворювача, квадрат якого вибирають пропорційним вимірюваній тем пературі об'єкта, але за значенням близьким до першого струму на грівання, реєструють код N 3 падіння напруги від ви мірювального струму на додатково нагрітому перетворювачі, по кодах трьох падінь напруги N1, N2, N3, обчислюють перше значення температури об'єкта, порівнюють одержану температуру з виміряною температурою що ви значається за кодом N1, фо рмують друге значення другого струму нагрівання, квадрат якого пропорційний коду першо го значення температури об'єкта, порівнюють його з попереднім значенням темпе ратури і якщо їх різниця перевищує до пусти му похи бку обчислення, формують трете значення другого струму нагрівання, при цьому ітераційний про 2 (19) 1 Винахід відноситься до області повірки засобів температурних вимірювань і може бути використаний для бездемонтажної повірки терморезистивних перетво рювачів, що мають тепловий контакт із конструкціями об'єкта, на якому во ни змонтовані. Бездемонтажні способи повірки дають можливість визначити похибки терморезистивних перетво рювачів, розміщених в не досяжних місцях, наприклад, перетворювачів, зачеканених у пази електричних машин, в печах з безперервним циклом роботи, на об'єктах з підвищеною радіаційною небезпекою і т.п. У та ких випадках демонтаж терморезистивного перетво рюва ча, що повіряється, або порівняння його опору з опором зразкового перетворювача температури утр уднено через суттєві відмінності умов теплообміну зразкового перетворювача температури і того, що повіряється, особливо якщо терморезистивний перетворювач, що повіряється, має постійний тепловий контакт з об'єктом і контрольовані зміни температури і теплофі зичних умов його експлуатації неможливі. Відомий спосіб повірки терморезистивних перетво рювачів за а.с. СРСР № 127756 кл. G 01 К 15/00, 1960 р. шляхом ви значення статичної ха рактеристики перетворювача при пропусканні через нього електричного струму і порівнянні її з номінальною статичною (градуювальною) характеристикою, яка встановлює відпові дність між опором перетво рювача і його температурою або підведеною до його чутливого елемента електричною потужністю. Проте, вплив ото чуючих пе ретво рювач ча стин конструкції об’єкта на його тепловий режим при пропусканні через нього гріючого стр уму приводить до значних похи бок вимірювання температурі, що знижує точність повірки. Відомий також спосіб повірки терморезистивних перетворювачів за а.с. СРСР № 1150497 кл. G01 К15/00, 1985, суть якого в то му, що че рез перетво рювач, який знахо диться на об'єкті, пропускають струм, пе ретворюють падіння напруги на перетво рювачі в код, визначають за номінальною статичною характеристикою перетво рювача або за показами вторинного приладу те мпературу об'єкта, порівнюють з результатами, що одержані при його пусконаладочних до слідженнях, і ви значають похи бки перетворювача. Крім того, ві домий спосіб повірки передбачає пропускання через перетворювач, що повіряється, прямокутних імпульсів струм у, протяжністю з амплітудою де с – середня массова теплоємність терморезистивного перетворювача; m - маса перетворювача; Rt – питомий тепловий опір контакту перетворювача з контактуючим з ним масивом; S – площа поверхні теплового контакту; R0 номінальний електричний опір перетворювача при 0°C; А – коефіцієнт, що характеризує чутливість перетворювача до температури; d – коефіцієнт, що експериментальне визначає степінь відхилення процесу нагрівання від адіабатичного. Параметри імпульсного струму, які вибирають за указаними співвідношеннями, повинні забезпечити нагрівання перетворювача від 0°C до 100°C в момент закінчення тестового імпульсу. Проте через труднощі ви значення значень коефіцієнту d для об'єктів з різними теплофі зичними властивостями, невизначеності у значеннях Rt и S, розкиду значень теплоємності с і маси m перетворювачів навіть у межах однієї партії, те мпература перетворювача може суттєво відрізнятися від розрахункової, що приводить до великих методичних похибок. Відомий пристрій для повірки терморезистивних перетво рювачів за а.с. СРCР № 684341 кл. G01К15/00, 1979, який вміщує вимірювальну схе му з клемами для під'єднання терморезистивного перетво рювача, що повіряється, генератора імпульсів зразкової амплітуди, ге нерато ра імпульсів зразкової ча стоти і перемикача, один вхід якого з'єднаний з вихо дом генератора імпульсів зразкової амплітуди, другий – з вихо дом генератора імпульсів зразкової частоти, ви хід перемикача з'єднаний із вхо дом тригерного лічильника імпульсів, швидкодіючий аналого-цифровий перетворювач, вхід якого під'єднаний до виходу ви мірювальної схеми, а керуючий вхід під'єднується до виходів різних тригерів лічильника. Інтенсивність нагрівання терморезистивного перетворювача залежить від зовнішніх умов, в яких знаходиться його чутливий елемент. Тому кількість теплоти, яку віддає перетворювач на протязі струмового імпульсу в оточуюче середовище, точно не може бути визначеною. Це приводить до появи додаткової похибки, яка залежить від зовнішніх умов, в яких знаходиться перетворювач, що повіряється. Відомий також пристрій для повірки терморезистивних перетво рювачів температури за а.с. СРСР № 1451560 кл. G01К15/00, 1989, який складається з коммутаційного блока під'єднання терморезисти вного перетво рюва ча, що знаходиться на об'єкті, до вимірювальної схе ми, яка включає двополюсний ключ, блок керування, блок логіки і блок індикації. Крім того, ві домий пристрій включав чотири компаратора, джерела зразкової і опорної напруг, амплітудний селектор, диференціатор і реле зворотнього струму. Блок керування через ключ з'єднаний вхо дом з вихо дом джерела вимірювального струму, а ви хо дом через реле зворотнього струму під'єднаний до перших входів усі х компараторів, другі входи яких під'єднані до джерел зразкової і опорної напруг, відповідно. 5 41608 6 Проте неминуча нестабільність задавача тризначення температури з виміряною температурою, валості тесто вого імпульсу і джерел опорної наяка визначається за кодом N1, формують друге пруги не дозволяють забезпечити то чне вимірюзначення другого струму нагрівання, квадрат якого вання похибок терморезистивних перетво рювачів. пропорційний коду першого значення температури Тому відомий пристрій використовується тільки як об'єкта, порівнюють його з попереднім значенням допусковий індикатор-сигналізатор з двома рівнятемператури і, якщо їх різниця переви щує припусми вихі дного сигналу: "відповідає нормі" або "не тиму похи бку обчислення, формують третє знавідповідає нормі". чення другого струму нагрівання, при цьому ітераТреба відмітити, що під час перехідного електційний процес обчислення дійсної температури роте пдового процесу температура перетво рювача об'єкта проводять до тих пір, поки різниця темпепрохо дить весь його робочий діапазон. Якщо перератур дво х послідовних обчислень не стане ментво рювач ві д'єднаний від вторинних ланцюгів, але ше допустимої, а похи бку Dθ x перетворювача визнаходиться на діючому (гарячому) об'єкті, одерзначають після і-того ітераційного ви бору значенжати його градуювальну характеристику неможлиня другого стр уму нагрівання за формулою во. Тому у вказаних вище умовах ві домий пристрій для повірки терморезистивних перетворювачів взагалі не може бути застосований. В основу винаходу покладена задача де θxi – температура об'єкта, одержана за ностворення таких способу і пристрою для повірки мінальною статичною характеристикою перетвотерморезистивних перетворювачів, в яких рювача у процесі повірки; введення нових операцій, елементів і зв'язків θн – те мпература об'єкта, одержана аналогічно дозволило б у нагрітому перетворювачі, який або за показами вторинного приладу тер морезизнаходиться на діючому об'єкті, за рахунок стивного термометра при пусконалагоджувальних додаткового перегрівання його двома струмами, випробовуваннях; які формуються за результатами вимірювання ' N 2 ; N1' ; N 3' – коди падінь напруги на температури за його номінальною статичною характеристикою, обчислювати за перегрівом терморезстиноу перетворювачі від перетворювача його дійсну температуру і вимірювального стр уму при порівнянням її з виміряною температурою пусконалагоджувальних випробовуваннях; визначити похибку терморезистивного ' N 2'i ; N1''i ; N3''i – коди падінь напруги на перетворювача, що повіряється. Це забезпечить підвищення точності бездемонтажної повірки θθтерморезистивному перетворювачі від терморезистивних перетворювачів без вимірювального струму при його повірці в і-тому застосування зразкових засобів безпосередньо на ітераційному циклі. діючому об'єкті і знизить вартість повірки. Поставлена задача вирішується також тим , що Поставлена задача вирішується тим, що у у пристрій для повірки терморезисти вних перетвоспособі повірки терморезистивних перетворювачів рювачів, що складається з комутаційного блоку через перетворювач, який знаходиться на об'єкті, під'єднання терморезистивного перетворювача, пропускають струм, перетво рюють падіння напрущо повіряється і знахо диться на об’єкті, до виміги на перетво рювачі в код, визначають за номінарювальної схеми, яка складається з двополюсного льною статичною характеристикою перетво рювача ключа, блока керування, блока логіки і блока індиабо за показами вторинного приладу температуру кації, згідно з винаходом введені аналого-цифрооб'єкта, порівнюють з результатами, що одержані вий і цифро-аналогоний перетворювачі, а як блоки при його пусконалагоджувальних ви пробовуванкерування і логіки застосований мікропроцесорний нях, і визначають похи бку перетво рювача, згідно з контролер, до вхо ду якого кодовим виходом під'єдвинахо дом, через перетво рювач пропускають винаний аналого-цифровий перетво рювач, до перломірювальний струм, який не викликає додаткового го вихо ду контролера під'єднаний кодовим входом нагрівання перетво рювача, реєструють код N1 пацифро-аналого вий перетво рювач, до др угого ви ходіння напруги на перетво рювачі, по якому ви значаду – блок індикації, до третього виходу – керуючий ють вимірювану те мпературу об'єкта, фо рмують вхід двополюсного ключа, при цьому комутаційний перший струм додаткового нагрівання перетво рюблок виконаний у вигляді дво-, три- або вача, квадрат якого вибирать таким, щоб усталене чотириконтактного втичного розйому, потенціальні значення температури перетворювача було б загнізда якого через двополюсний ключ з'єднані із даним і перевищувало поріг чутливості входами аналого-цифрового перетворювача, а терморезистивного термометра в 10-20 разів, силові гнізда з'єднані із струмовими виходами реєструють код N2 падіння напруги від цифро-аналогового перетворювача. вимірювального струму на додатково нагрітому Саме додаткове нагрівання терморезистивноперетворювачі, формують другий стр ум го перетво рювача, що повіряється, дво ма струманагрівання перетворювача, квадрат якого ми, перший з яких перегріває перетворювач на завибирають пропорційним виміряній температурі дану те мпературу незалежно від температури об'об'єкта, але за значенням близьким до першого єкта, а др угий перегріває перетво рювач на те мпеструму нагрівання, реєструють код N3 падіння ратуру, пропорційну ви міряній температурі об'єкта, напруги від вимірювального струму на додатково при цьому значення другого струму перегрівання нагрітому перетворювачі, за кодами трьох падінь підстроюють в процесі обчислення дійсної темпенапруг N1, N2 і N3 обчислюють перше значення ратури об'єкта за ітераційним алгоритмом, обчистемператури об'єкта, порівнюють одержане лення температури об'єкта за кодами падіння на 3 7 41608 8 пруг на нагріто му перетворювачі від вимірюваного U ¢ або 3 25 – вимірювання падіння напруги струму, який сам не викликає додаткового нагрівання перетво рювача, фо рмування двох струмів ¢ ¢ ¢ U 3¢ і одержання коду N 3 або N 3¢ ; нагрівання мікропроцесорним контролером з циф26 – вибір режиму роботи: "дослідження" чи роаналоговим перетворювачем, перетворення па"повірка"; дінь напруги на перетворюва чі від вимірювального 27 – визначення температури θ i, похибки dθi, і струму в код з допомогою аналого-цифрового пеструму І 2i; ретво рювача, вве дення комута ційного блока на основі вти чного розйому, гні зда якого з'єднані з 28 – вибір умов ітерації (чи θi > dθдоп); 29 – реєстрація дійсного значення аналого-цифровим і цифроаналоговим перетво рювачами вказаним вище способом, забезпечує безтемператури і похибки ТРП на індикаторі 5 (фіг. 1); демонтажну повірку терморезистивних перетво рю30 – кінець програми. вачів безпосередньо на діючому об'єкті без застоНормально терморезистивний перетворювач 7 сування зразкових засобів в теплофізичних умо(фіг. 1), розміщений на контрольованому об'єкті 8, працює з вторинним комплектним; вимірювальним вах, які змінюються, що підвищує точність повірки і знижує її вартість. приладом (мостом, логометром) 11, який На фіг. 1 приведена функціональна схема поз'єднаний з ним дво-, три- або чотиридротовою вірочного пристрою; на фіг. 2 – стати чні характерисхемою через втичний розйом, що і має штепселі стики терморезисти вного перетворювача; на фіг. 3 9 і гнізда 10. у режимі повірки до терморезистивного перетворювача замість – зміни температури терморезистивного перетворювача в часі при ввімкненні і вимкненні гріючого вторинного комплектного приладу 11 гніздами 1 струму; на фіг. 4 - стр уктурна схема алгоритму ророзйому до штепселів 9 під'єднують повірочний боти програмованого повірочного пристрою. Припристрій. Мікропроцесорний контролер 4 керує стрій (фіг. 1) складається з гнізда і розйому, дво пороботою повірочної схеми у відповідності із алгоритмом, схема якого наведена на фіг. 4. люсного ключа 2, аналого-цифрового перетво рювача 3, мікропроцесорного контролера 4 цифровоСпосіб здійснюється так. го індикатора 5 і цифроаналогового перетво рюваЗалежність опору Rq терморезистивного ча 6. Позицією 7 позначений терморезистивний перетворювача від температури описується в перетворювач, що повіряється, розміще ний на козагальному випадку поліномом n-ої ступеня нтрольованому об'єкті 8, вти чний розйом із штепселями 9 і гніздами 10 і вторинний комплектний прилад 11. На фіг. 2 приведені: 12 – номінальна статична де Ro – опір терморезистора при температурі ха рактеристика нового терморезистивного пере0°C; тво рювача до початку його експлуата ції; 13 - деæ1 –- температурний коефіцієнт опору (ТКО); фо рмована характеристика після значного періоду æ2¼æn – похідні від ТКО, які визначають його експлуатації; форму номінальної статичної (градуювальної) На фіг 4 приве дені кроки програми мікропрохарактеристики; цесорного і контроллера, позначені цифрами: q – поточне значення температури в °С. 14 – введення вихідних даних, що записані при Звичайно користуються наближеною формупопередніх дослідженнях серій ТРП; лою, при цьому обмежуються першими двома чле15 – введення даних, одержаних при пусконанами формули (1). При цьому, коли вимірювана лагоджувальних дослідженнях нових ТРП; температура q сильно відрізняється від 0°С, а гра16 – пуск програми при пусконалагоджувальдуювальна ха ракте ристика терморезистивного пених і повірочних дослідженнях; ретво рювача суттєво нелінійна, як це має місце на 17 – пропускання через ТРП струму Io, вмиканфіг. 2, то очевидно, що наближена формула дає ня ключа 2; значні похи бки. В околах робочої точки Р' дійсну ¢ або 18 – вимірювання падіння напруги U1 нелінійну ха ракте ристику терморезисти вного перетво рювача можна замінити прямою дотичною у ¢¢ і одержання коду або ; U1 точці Р'. Приймаємо, що після тривалої 19 – вимикання ключа 2, пропускання через експлуатації робоча точка характеристики Р' ТРП струму I1 , нагрівання ТРП протягом Dt1, зміщується в точку Р". Тоді опір терморезистора вимикання струму І 1; R¢ R¢¢ 20 – пропускання через ТРП струму Іo, при 0°С буде для кривої 12 дорівнювати 0 і 0 вмикання ключа 2; для кривої 13. Замінивши нелінійну номінальну статичну хаU ¢ або 2 21 – вимірювання падіння напруги рактеристику тер морезисти вного перетво рювача дотичною в робочій то чці Р', можна записати ¢ ¢ ¢ U 2¢ і одержання коду N 2 або N 2¢ ; 22 – витримка часу на охолодження ТРП; 23 – вимикання ключа 2, пропускання через ¢ R0 – початковий опір апроксимуючої де ТРП струму І 2 або І2i протягом Dt1, нагрівання ТРП, вимикання струмів; дотичної до кривої 12 на фіг. 2 при q = 0°С; 24 – пропускання через ТРП струму Іo, æH,1/К – його температурний коефіцієнт опору, вмикання ключа 2; початкове значення якого на початку експлуатації 4 9 41608 нового тер морезистивного перетворювача ви знадорівнює чається нахи лом доти чної до градуювальної ха рактеристики. Температура θн відповідає початковій температурі об'єкта, при якій починається експлуатація терморезисти вного перетво рювача, її можна визначити при пусконалагоджувальних роботах за показами вторинного комплектного приладу 11 або по вихідній номінальній стати чній характеристиці терморезисти вного перетво рюва ча. За сигналом мікропроцесорного контролера 4 (фіг. 1) ци фроаналоговий перетворювач 6 виробляє вимірювальний струм Іо£5 мА, який, проходячи по терморезистивному перетворювачі 7, не нагріває його, а тільки викликає на ньому 10 звідкіля коефіцієнт цифро-аналогового перетворення вибирають за результатами пусконалагоджувальних випробовувань: Підставивши у вираз (6) значення струму нагрівання із (4) і значення температури із (7), одержимо: Через вибраний час Dt2 після вимикання струму І1 , температура терморезистивного перетворювача став рівною температурі об'єкта qн (фіг. 3). Далі, за командою мікропроцесорного контролера 4 ключ 2 (фіг. 1) размикається, а по терморезистивному перетворювачі 7 від цифроаналогового перетворювача 6 пропускається друге значення струму нагрівання, квадрат якого задається кодом, пропорційним виміряній температурі qн ¢ U1 . падіння напруги Ця напруга поступає на аналого-цифровий перетворювач 3, де перетворюється в код де a – коефіцієнт аналого-цифрового перетворення опору падіння напруги на терморезистивному перетворювачі в код. Код, отриманий з виразу (3) поступає в мікропроцесорний контролер 4, де у відповідності до номінальної статичної характеристики терморезистивного перетворювача, що записана в його пам'яті, перетворювача, що визначається його еквівалентною теплопровідністю відносно об'єкта. Час нагрівання Dt1 вибирають більшим за (3...4)t, щоб одержати усталене значення температури перегрівання, а значення коефіцієнту b таким, щоб перегрів Dθ1 не перевищував (5...10)К. Тоді можна вважати, що зміни опору терморезистивного перетворювача відбуваються у межах лінійної дільниці апроксимуючої дотичної (фіг. 2). За командою мікропроцесорного контролера 4 гріючий струм І1, вимикають l через терморезистивний перетворювач 7 пропускають вимірювальний струм Іо, замикають контакти двополюсного ключа 2 і в пам'ять мікропроцесорного контролера 4 вводять код, одержаний від аналого-цифрового перетворювача 3, який перетворює нове значення падіння напруги на перегрітому терморезистивному перетворювачі 7. де k – коефіцієнт пропорційності, який визначають з умови зміни температури терморезистивного перетворювача в межах лінійної дільниці його характеристики. При цьому можна прийняти kqн@Dqo , тобто вибрати значення k з умови Струм I2 пропускають через терморезистивний перетворювач 7 і нагрівають його до усталеної температури за час Dt1 (фіг. 3). Після цього струм І2 переривають, а по нагрітому терморезистивному перетворювачі пропускають вимірювальний струм Іо. Па діння напруги на знову перегрітому терморезистивному перетво рювачі 7 з допомогою аналогоцифрового перетворювача 3 перетворюють в код Враховуючи (11) код ¢ N3 можна подати так: N¢ 3 Код вводять в оперативну пам'ять мікропроцесорного контролера 4. На цьому налагоджувальні випробовування терморезистивного перетворювача закінчуються, а ¢ ¢ N¢ 3 переносяться із оперативної коди N1 , N 2 и пам'яті мікропроцесорного контролера 4 в його постійну пам’ять, де зберігаються разом з введеними раніше параметрами, що властиві даному типу терморезистивних перетворювачів: струмами Io і І1 коефіцієнтом k, кодами температури сталого перегріву Dqo , початкової температури qн і інтервалами часу Dt1 і Dt2, необхідними для додаткового нагрівання і наступного охолодження до усталеної температури даного типу терморезистивних Усталену температуру терморезистивного перетворювача після нагрівання струмом можна записати так де R(qн) – опір терморезистора при температурі qн; lн – еквівалентна теплопровідність, яка характеризує втрати тепла з поверхні терморезистивного перетворювача на об'єкті при температурі н (фіг. 3). Із виразів (7) и (4) слідує, що квадрат струм у 5 11 41608 12 перетворювачів, які передбачається повіряти. В і визначають нове значення падіння напруги на пам'ять мікропроцесорного контролера 4 заносять терморезистивному Iо, замикають контакти ключа номінальну ста тичну ха рактеристику тер морезис2 і визначають нове значення падіння напруги, яке тивного перетво рювача, що повіряється, а також в аналого-цифровому перетворювачі 3 перетворюється в код значення допусти мої похи бки dдоп обчислення температури об'єкта (фіг. 4). Процес повірки виконують після тривалої ексде lх - коефіцієнт еквівалентної тепловіддачі плуатації терморезистивного перетворювача на при температурі q х. об'єкті, коли його чутливість, як правило, зменшується через зміни ТКО (æH) під впливом дестабілі¢¢ Одержаний код N 21 вводиться в пам'ять зуючих фа кторів. Змінюється також початковий мікропроцесорного контролера 4. опір Ro через оксидування, випаровування і Далі, за сигналом мікропроцесорного деградацію матеріалу чутливого елементу. Крім контролера 4 через час Dt2 від цифроаналогового того, коли об'єкт працює, його температура перетворювача 6 через терморезистивний змінюється, точне значення температури qх перетворювач 7 на протязі часу Dt1 пропускають невідоме через перехід з номінальної статичної другий стр ум нагрівання, квадрат якого характеристики 12 на робочу статичну характеристику 13 (фіг. 2). При повірці терморезистивного перетво рюваТерморезистивний перетворювач 7 ча під час роботи або планово-попереджувальних нагрівається до деякої усталеної температури, ремонтів об'єкта, коли його температура qх знахопропорційної його опору і квадрату струм у (18). диться у новій робочій точці Р" на кривій 13, за коПотім через терморезистивний перетворювач 7 мандою мікропроцесорного контролера 4 по терпропускають вимірювальний струм Іо, замикають морезисти вному перетворювачу 7 пропускають виконтакти ключа 2, падіння напруги на мірювальний струм Іо, замикають контакти ключа 2 терморезистивному перетворювачі 7 з допомогою і визначають нове значення падіння напруги на аналого-цифрового перетворювача 3 терморезисти вному лера 4. На цьому налагоджу¢¢ який заноситься в N 31 вальні випробовування терморезистивного переперетворюють у код оперативну пам'ять мікропроцесорного ¢ ¢ ¢ N3 тво рювача закінчуються, а коди N1 , N 2 и контролера 4: переносяться із оперативної пам'яті мікропроцесорного контролера 4 в його постійну пам'ять, де зберігаються разом з введеними Після підстановки у вираз (19) значення раніше параметрами, що властиві даному типу струму із (18), одержуємо: терморезистивних перетворювачів: струмами Іо і I1, коефіцієнтом k, кодами температури сталого перегріву Dqо , початкової температури qн і Тому що дійсна температура Qх виміряна Qх1 інтервалами часу Dt 1 і Dt2 необхідними для близькі в межах похибки терморезистивного додаткового нагрівання і наступного охолодження перетворювача (Dqх « qх), то у рівняння (20) до усталеної температури даного типу терморезизамість двох температур qх і q х1, можна підставити стивних перетво рювачів, які передбачається повіодну усереднену температуру q х2 , яка зарані ряти. В пам'ять мікропроцесорного контролера 4 невідома, але знаходиться в інтервалі qх1 < q х2 dqдоп, то формують третє значення струму І 2 у нагрівання за температурою qх3 а і виразів (24) і (26) - відношення кодів При цьому формула (37) для визначення нового значення температури qх4 набував вигляду Розділивши праві і ліві частини рівнянь (27) і (28), одержимо N ¢¢ N ¢¢ N ¢¢ 13 , 23 , и 33 визначаються де коди струмом нагрівання I23. Порівнюючи температуру q х4 з попередньою qх3, одержуємо третє значення похибки обчислення дійсної температури Розв’язавши це рівняння відносно усередненої температури qх2, одержуємо розрахункову формулу через зареєстровані коди Якщо значення dq х3 більше за задану допустиму похибку вимірювання температури dqдоп, ітераційний процес послідовних наближень струму нагрівання І2 продовжується. При цьому у рівняння (31) і (32) підставляють наступне значення температури qх4 і проводять черговий цикл вимірювань при четвертому значенні струму Код обчисленої температури qх2 заносять в пам'ять мікропроцесорного контролера 4. Порівнюючи значення одержаної температури Qх2 - з початково виміряною температурою qх1 , код якої зберігається у пам'яті мікропроцесорного контролера 4, одержимо значення похибки обчислення дійсної температури терморезистивнрго перетворювача Ітераційний процес послідовних наближень до дійсної температури продовжується до досягнення нерівності Якщо похибка dq х1 перевищує допустиму похибку dqд оп, то вибирають нове значення струму І2, квадрат якого приймає значення де qх,і і q х,і-1 – чергове і попереднє значення температури. Якщо умова (43) досягнута, тобто похибка обчислення температури менша заданої, то значення температури останньої ітерації приймається за дійсну, тобто q х,і = q х, а значення похибки терморезистивного перетворювача 7 визначають за виразом У відповідності до нового значення струму одержують код падіння напруги на терморезистивному перетворювачі, значення якого можна подати через нову усереднену температуру q х3 Значення струму І1, остається попереднім, але одержаний код представляють як функцію нової усередненої температури q х3 Підставлючи значення температури, одержані в процесі ітераційної процедури, одержуємо ітераційну формулу для визначення похибки терморезистивного перетворювача ¢¢ N12 виразимо через Аналогічно код температуру q х3 . У відповідності до нового значення усередненої температури qх3, змінюється співвідношення кодів (27) і (28): де qх1 – температура об'єкта, одержана по номінальній статичній характе ристиці терморезистивного перетворювача або за показами вторинного комплектного приладу в процесі повірки; qн – температура об'єкта, одержана по номінальній статичній характеристиці терморезистивного перетворювача при його 7 15 пусконалагоджувальних випробовуваннях; 41608 16 температури (фіг. 3), які вводять в програму (крок 1п на фіг. 4). ¢ ¢ ¢ N1 , N 2 и N 3 – коди падіння напруги від виПісля запуску програми мікропроцесорного мірювального стр уму на терморезистивному переконтролера (крок 3п програми) через тво рювачі, що відповідають температурі об'єкта терморезистивний перетворювач пропускається при пусконалагоджувальних випробовуваннях: при вимірювальний струм Іо (крок 4п), падіння напруги qн і нагріванні його струмами І1 і І2 ; ¢ на терморезистивному перетворювачі U1 в N1¢¢ , N ¢¢i и N ¢¢i – коди падіння напруги на i 2 3 аналого-цифровому перетворювачі 3 ТРП від вимірювального струму, що відповідають ¢ перетворюється в код N1 який запам'ятовується в поточній температурі об'єкта при повірці ТРП і оперативній пам'яті мікропроцесорного контролера нагріванні його струмами І1і и І2і, встановленими за 4 (крок 18). Потім при виключеному ключі 2 через ітераційною процедурою. терморезистивний перетворювач на протязі часу Струм І2і змінюється в процесі ітераційної Dt1, пропускається нагріваючий струм І1 (крок 19), процедури по програмі, а струм І1 фактично після чого струм І1 вимикається, а через остається сталим як при пусконалагоджувальних терморезистивний перетворювач пропускається дослідженнях, так і при повірці терморезистивного струм Іо , вмикається ключ 2 (крок 20) і перетворювача. Дійсну температуру об'єкта визначають з ¢ визначаються значення N 2 , яке запам'ятовується допомогою поправки в оперативній пам'яті мікропроцесорного контролера 4 (крок 21), а потім слідує пауза Dt2 З одержаних виразів (44) і (45) видно, що для охолодження терморезистивного значення похибки Dqх визначається тільки за перетворювача до початкової температури. В результатами вимірювання падінь напруги на мікропроцесорному контролері 4 по значенню коду терморезистивному перетворювачі при ¢ N1 задається значення другого гріючого стр уму І2, пропусканні по ньому вимірювального струму І о в процесі досліджень і при повірці і не залежать від який пропускається по терморезистивному степені деформації номінальної статичної перетворювачі на протязі часу Dt1 (крок 23 характеристики терморезистивного програми). перетворювача, що повіряється, і теплового На кроках 24 і 25 програми повторяються контакту з конструктивними елементами об'єкта. операції кроків 20 і 21, в результаті в оперативну При цьому зміна еквівалентної теплопровідності пам'ять мікропроцесорного контролера заноситься від температури в процесі експлуатації також не ¢ N 3 . Тому, що контролер працює в впливає на точність повірки, що дозволяє значення коду виконувати дослідження і повірку при різних режимі "дослідження", на кроці 26 програми температурах терморезистивного перетворювача. ¢ ¢ ¢ N 3 заносяться в Пристрій працює в послідовності, яка значення кодів N1 , N 2 і визначається структурною схемою алгоритму (фіг. постійну пам'ять мікропроцесорного контролера 4). (крок 15), де зберігаються разом з даними, При повірці гнізда електричного з’єднання 10 введеними на кроці 14 програми під шифром, (фіг. 1) виймають із штепселів 9 і замість них характерним для терморезистивного вмикають гнізда 1. Якщо схема під'єднання перетворювача даного типу. терморезистивного перетворювача, що При пуску програми (крок 16) в режимі повіряється, не чотиридротова, а дво- чи "повірка" ці дані переносяться з постійної в тридротова, то відповідно з'єднують пари оперативну пам'ять мікропроцесорного струмових і потенціальних гнізд електричного контролера 4. Програма проходить кроки 17...25, в з'єднання. Треба враховувати, що при цьому на ¢¢ результаті яких визначаються значення кодів N11 , повірочний пристрій буде поступати падіння напруги не тільки з терморезистивного ¢¢ N 21 , N31 . Потім за формулами (30) і (31), в ¢¢ перетворювача, що повіряється, але і з дільниць процесорі контролера 4 обчислюється наближене з'єднувальних дротів від його затискачів до значення температури терморезистивного контактів електричного з'єднання, включаючи і перетворювача qх2, її похибки dq х1 по відношенню перехідні опори цих контактів. до визначеної за номінальною статичною До монтажу терморезистивного перетво рювахарактеристикою температурі q х1 . Далі програмно ча на об'єкт проводять його стендові дослідження формується нове значення струму I22, квадрат в лабораторії з метою визначення додаткових параметрів і характеристик, які не обумовлені діючи¢¢ якого пропорційний одержаному коду N12 (крок ми стандартами. В результаті визначають дані, 27 програми). властиві конкретному ти пу терморезисти вного пеНа кроці 28 програми проводиться порівняння ретво рювача, що повіряється: струми Іо і І1, темпепохибки dqх1 обчислення дійсної температури Qх ратуру ста лого перегріву Dqо, яка задається, і потерморезистивного перетворювача з допустимою чаткову температур у qн, а також інтервали часу Dt1 похибкою dqдоп. Якщо одержана похибка и Dt2, необхідні для додаткових нагрівань (Dt1) і перевищує допустиму, то програма повертається наступних охолоджень (Dt2) терморезистивного до кроку 23 і терморезистивний перетворювач перетворювача даного типу до усталеної підігрівається новим значенням струму І2і, який 8 17 41608 18 програмно формується у відповідності до перетворювачів; електротеплові сталі часу: t1 = формули (11). Знову визначається нове значення 2,4 хвилини для мідних терморезистивних температури терморезистивного перетворювача перетворювачів і t2 = 1,8хв. для платинових qхі, по хибка її обчислення dqхі по відношенню до терморезистивних перетворювачів. обчисленої в попередньому ітераційному циклі Таким чином, запропонуваний спосіб і пристрій температури qх,і-1. На кроці 28 програми знову не потребує змін конструкції стандартних терморезистивних перетворювачів, ви користування швидпорівнюється похибка dqхі+1 з допустимою і якщо кодіючих аналого-цифрових і цифроаналогових dqі+1 > dqдоп , ітераційний цикл знову повторюється з перетворювачів, а також високоточних таймерів, кроку 23. які задають витримки часу на нагрівання і охолоУ випадку, коли буде виконана умова дження чутливих елементів терморезистивних пеdqі+1 £ dqд оп, програма переходить до кроку 29, на ретво рювачів. Повірка відбувається по програмі і індикаторі 5 (фіг. 1) висвічуються обчислені за не потребує за трат ручної праці. Суттєвим недоліформулою (45) значення похибки Dqх і дійсне ком тут можна вважати повільну дію: на кожний значення виміряної температури з врахуванням ітераційний цикл потрібний час не менше 10хв., поправки, яка обчислена за формулою (46). що визначається електротепловою сталою часу Приклад. Досліджувалися два мідних терморезистивних перетворювачів (значення Dt1 и терморезистивних перетвоювачі типу ТСМ 002-46 Dt2 на фіг. 3). градуювання 50м/с і два платинових Зрозуміло, що протягом всього циклу повірки терморезистивних перетворювача типу ТСП 1390 температура об'єкта не повинна змінюватися на градуювання 50П/В/. При поминальній статичній значення, більше заданої допустимої похибки. характеристиці їх параметри були: Проте остання умова виконується для більшості R¢ = 50,000м; æ = 0,00428 К-1 для мідних 0 теплових те хнологічних об'єктів, які як правило мають велику теплову інерційність. терморезистивних перетворювачів і æ2 = 0,00391 К-1 для платинових терморезистивних 9 19 41608 20 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’і Хохлових, 15, м. Ки їв, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090 10