Метод за проверка на термистори
ОПИСАНИЕ (»>QgQQg4
КЪМ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛСТВО
Република (Q4) допълнително към изд. sand-wu (22) Заявено на 01/06/77(24) 2441181/18-10 () с прикачения файл на приложението >>e>(23) Приоритет
СССР
Oublnkovano 09/05/79. Бюлетин Рай 33
П. В. Новицки и Б. С. Уткин
Ленинградски политехнически институт с орден на Ленин. M.I., Kalinina (74) Жалбоподател (54)
Изобретението се отнася до техниката за температурни измервания и по-специално до системи и устройства за метрологична проверка на средства. топлофизични измервания.
Известни са методи за проверка на термистори чрез сравняване на показанията на проверявания термистор и еталонния, поставен при еднакви условия с дадена температура (1). често е невъзможно или отнема време.
Съществува и метод за проверка на термистори чрез определяне на характеристиките на термистора при преминаване
KBHHH електрически ток през него и сравнение с калибровъчната характеристика, която установява съответствието между зависимостите на съпротивлението на термо, резистора или температурата и подадената към него електрическа мощност t2).
Недостатъкът на този метод е ниската скорост, поради факта, че термисторът, който обикновено има термичен контакт с конструктивните елементи, трябва да се загрее за значително време, за да достигне температура стадо = пара. Влиянието на структурните части около термистора върху неговия термичен режим при преминаване на нагревателен ток през него също води донамаляване на точността на проверката.
Целта на изобретението е да се увеличи скоростта и точността на проверката.
Тази цел се постига чрез факта, че при проверка на термистора чрез определяне на характеристиките му при преминаване на електрически ток през него и сравняването му с калибровъчната характеристика, която установява съответствието между зависимостите на съпротивлението на термистора от температурата и подадената към него електрическа мощност, през термистора преминава правоъгълен токов импулс с примерна амплитуда, напрежението на термистора се измерва в две точки във времето по време на тока импулс и характеристиката се определя от известните зависимости термистор.
Когато използвате къс правоъгълен импулс, можете да зададете за всеки конкретен тип
термистори закона за изменение на температурата му в зависимост от времето за продължителността на импулса. При преходния термичен режим температурата на термистора преминава през целия му работен диапазон. Чрез преминаване на правоъгълен токов импулс с примерна амплитуда през термистора и измерване на неговото съпротивление през примерни интервали от време е възможно преди започване на работа при калибриране на термистора да се установи съответствие между зависимостите на съпротивлението на термистора от температурата и подадената към него електрическа мощност, за да се определят точките на калибрационната характеристика на термистора, съответстващи на строго определена температура. Въз основа на получените точки може да се намери цялата калибрационна характеристика на термистора, като се определи коя в моментите на калибриране и проверка може да се прецени промяната в калибрационната характеристика на термистора с течение на времето, като по този начин се проверяват термисторите, без да се демонтира от измервателния обект.
За да проверите термистор с линейна калибровъчна характеристика, е достатъчно да извършите две измервания с дадено съотношение на интервали от време между моментите на началото на импулса и измерването. Ако по време на
;калибриране и проверка на термистора с линейна калибровъчна характеристика45 всеки път се измерва съпротивлението на термистора при две различни неизвестни температури, връзката между които е известна, след което от получените точки калибрационната характеристика може да бъде намерена нейното математическо описание за случаи на калибриране и проверка.
Като пример се разглежда приложението на предложения метод за проверка на филмови термистори (PTR).
На фиг. 1 показва зависимостта на температурата на филмов термистор от времето, когато през него преминава правоъгълен ток. на фиг. 2-
4 калибрационни характеристики на филмовия термистор, включен в мостовата верига; на фиг. 3 е функционална схема на устройство за прилагане на метод за проверка на филмови термистори.
Известно е, че когато правоъгълен ток преминава през филмов термистор с кратка продължителност на импулса, температурата на термистора, в зависимост от времето, се определя съгласно параболичен закон (фиг. 1>. g t e 7
A F където & - температура на прегряване на филмовия термистор, - сила на тока, ) - съпротивление на филмовия термистор, - площ на филма, p g - топлопроводимост и топлопроводимост на материала на субстрата, - време.
Нека термисторът, който трябва да се провери, бъде включен в мостовата измервателна верига. Според резултатите от калибрирането на термистора в термостат или при различни известни температури на околната среда може да се определи калибрираща характеристика, посоченаИ на фиг. 2.
Ако към силовата верига на моста се приложи краткотраен токов импулс tn пъти по-голям от нормалния захранващ ток, тогава чувствителността на мостовата верига ще се увеличи с rn пъти за продължителността на нейното действие.
На фиг. 2 показва характеристика
B, съответстващ на този режим на работа на измервателната верига.
Под действието на протичащия ток, съгласно израз (1), температурата на PTR ще се промени, а следователно и неговото съпротивление. На изхода на моста се появява напрежение U, пропорционално на температурата на прегряване на ATGM.
След като фиксираме изходния сигнал от измервателния мост в момента „, който попада на периода на импулса, ще получим точката U на характеристиката
B, тогава линия A може да бъде описана математически със следното уравнение:
Ако сега, когато проверяваме сензора, отново прилагаме импулс за проверка към веригата за захранване на моста, но в момента
684341 Изходният сигнал ще има значение
Q f C, тогава това ще покаже промяна в калибрационната характеристика А под влияние на натрупаните прогресивни грешки.За да се получи математическо описание на текущата калибрационна характеристика на измервателната верига при захранващ ток I, посочен на фиг. 2 буква B, е необходимо да се получат координатите на друга точка, разположена на линия B. За това измерваме изходния сигнал на моста в момент 6, който също попада в периода на тестовия импулс.
3HBsI1 ITo 62 е по-голямо от B 1 1
Както може да се види от фиг. 2, използвайки уравнение (3), е възможно да се определи уравнението на текущата калибровъчна характеристика на измервателната пепел, посочена на фиг. 3 букви G, ((» 8 ((UÙ -O) »»O)-U
Сравнявайки изрази (2) и (4),ще получим уравнение, свързващо началните и текущите характеристики на измервателната верига, което ни позволява да коригираме влиянието на прогресивната грешка HB на резултатите от измерването.
Въз основа на гореизложеното може да се предложи следният метод за проверка на PTR. След получаване на калибровъчната характеристика на измервателната верига с термистор, стойността на контролния импулс 1 се избира по този начин. и времеви точки 4q и tz, така че получените стойности на 04 и Q да попадат в работния диапазон на измервателната верига и да са на известно разстояние от стойностите, които го ограничават. След това започва работата на измервателната верига и резултатите от измерването се декодират според калибровъчната характеристика без корекция.
След известно време измервателната верига се проверява, за което се прилага импулс за проверка към захранващата верига на моста и стойностите се записват.
10 O и C. Резултатите от следващите измервания на температурата се преизчисляват съгласно уравнение (5), след което коригираните стойности могат отново да бъдат интерпретирани според първоначалната характеристика на калибриране на измервателната верига.
Устройството за прилагане на предложения метод за проверка съдържа източник на електрически ток, свързан към захранващата верига на измервателната верига, съдържаща термистора, който трябва да се провери, високоскоростен аналогово-цифров преобразувател 1, измервателен вход
25, който е свързан към изхода на измервателната верига 2, а неговият управляващ вход към изхода на брояча на импулси 3 с ръчно превключване на коефициента на разделяне 4, чийто вход е свързан към генератора 5 на импулси на еталонната честота
\ чрез ключ b свързан към източник на ток, който е генератор
7 правоъгълни импулса с примерна амплитуда.
устройствоработи по следния начин.
В статично положение ключът 6 е затворен, а броячът 3 е в първоначалното си състояние. По време на тестовия импулс ключ 6 е отворен и към брояча се подават импулси с примерната честота. Подаване на команда към управляващия вход на бързодействащия ALIll за стартиране на измерването от изходите на различни тригери Т1. T> брояч, можете да използвате превключвател 4, за да получите необходимата стойност. Задният фронт на тестовия импулс може да се използва за нулиране на брояча.
Използването на предложения метод за проверка на термистори, поставени на недостъпни места и имащи термичен контакт със структурата, върху която са разположени, ще позволи на HpoBollHTb да провери такива термистори, без да ги изважда от обекта на измерване, което е свързано със значително време, изразходвано за демонтиране на обекта на измерване. В допълнение, значително намаляване на времето, 684341 Фиг. 1 фиг. 2
ЦНИИПИ Заповед 5271/32 Тираж 766 Абонамент
Fipial PPP "Патент", Ужгород, ул. Проектная, 4, необходима за проверка, ви позволява да увеличите честотата на проверка, като по този начин увеличите точността на измерванията.
Метод за проверка на термистори чрез определяне на характеристиката на термистора при преминаване на електрически ток през него и сравняването му с калибрираща характеристика, която установява съответствие между зависимостите на съпротивлението или температурата на термистора и подадената към него електрическа верига, характеризиращ се с това, че за да се увеличи скоростта и точността на проверката, през термистора се пропуска правоъгълен токов импулс с примерна амплитуда. се измерва напрежението на термистора. Това означава, че в две точки от времето по време на токовия импулс и според известните зависимости се определя характеристиката на термистора.
Източнициинформация, взета предвид при проверката
1. Патент CPP № 55104, кл. 42 1 10/05, публ. 1973 г.
15 2. Авторско свидетелство на СССР № 127756, кл. От 01 до 15.00 1960г.