ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выбор средства измерения температуры из "Температурные измерения " Достоверность результатов измерения температуры обычно определяется тем, насколько удачно выбран метод и средство измерения для данного конкретного объекта и условий. [c.76] Требования высокой точности измерения температур заставляют осуществлять предварительное изучение факторов, вызывающих искажение нормальной работы как первичного преобразователя, так и средств накопления, хранения и переработки измерительной информации. Должна быть выявлена номенклатура таких влияющих факторов, характер и диапазоны их и.зменения, а также функции влияния каждого фактора на работу измерительной аппаратуры. Учет нзме.ч-чивости влияющего фактора и его функции влияния позволяет определить частное детерминированное воздействие фактора на результ.ат измерения, определить одну из составляющих возникающей систс.ма-тической погрещности измерений. Случайные, нерегулярные колебания интенсивности влияющего фактора относительно принятой для него регулярной изменчивости вызовут возникновение частных случайных погрещиостей. Рассмотрим важнейшие факторы. [c.76] Исходя из заданного значения б . по уравнению (4.76) определяют соотношение между 5 , и 0 . Суммарное значение 52, случайной составляющей складывается из допускаемых частных значений 5 отдельных п случайных погрешностей, возникающих в процессе единичного наблюдения. Если принять, что допускаемое суммарное значение 55, составляется из равномерного вклада всех п частных погрешностей 5, то 5 = п5 . Из этого соотношения находят допускаемое значенпе 5 случайной составляющей каждой частной погрешности, В результате анализа источников частных погрешностей может оказаться, что некоторые из них дают значительно меньший вклад, чем допускаемое для них значение 5. Тогда для других, более критичных погреппюстей допускае ,1ое значение 5 можно соответственно увеличить. [c.76] Как правило, погрешность градуировки или очередной (гериоди-ческой поверки первичного преобразователя и измерительной аппаратуры должна быть существенно меньше, чем допускаемая погрешность измерения каждым из этих двух составляющих или всей измерительной системы в целом. [c.77] Однако в ряде технологических процессов успешно применяются средства измерений, обладающие достаточно высокой разрешающей способностью и достаточно малой вариацией показаний, но не имеющие надежных поправок, обусловленных систематической составляющей их погрешности. В этом случае технологический режим ведется по- (Словным показаниям средства измерения, отличающимся от действи ельных значений измеряемой температуры. Эти условные показания устанавливаются либо в процессе отладки технологического процесса, либо с помощью образцового прибора, помещаемого совместно с данным средством измерений. При этом производится поверка средства измерения на месте его эксплуатации с последующим учетом полученной поправки. [c.77] Воспроизводимость результатов измерений. Обычно принято рас-с.матривать невоспроизводимость измерений, обусловленную вариацией V показаний регистрирующей аппаратуры и случайными погрешностями ИПТ. При этом следует учитывать, что паспортное значение вариации и показаний прибора дает разброс показаний, т.е. наибольшую раз.чость между максимальным и минимальным показаниями при одном и том же значении измеряемой величины на входе. Поэтому разброс показаний характеризуется половиной вариации (v/2). Поскольку вариация дает максимальное значение отклонений, среднюю квадратичную погрешность, обусловленную вариацией регистрирующего прибора, следует принимать равной п/6. [c.77] Наряду с воспроизводимостью результатов измерений одним прибором важно обеспечить сопоставимость результатов измерения одного и того же значения различными приборами (приборами разных типов). При правильной организации из.мерительного процесса расхождение показаний двух приборов не должно превышать сум.мы допускаемых погрешностей каждого из них. [c.77] Длительность процесса измерений Дт. Эта характеристика изучаемого процесса в основном является определяющей при выборе метода и средства измерения температуры. При длительности меньше миллисекунды применение контактных методов приводит к чрезмерно большим динамическим погрешностям и более эффективным оказывается использование аппаратуры бесконтактного измерения температур. Иногда, при измерениях высоких температур газов или жидкостей, приходится искусственно уменьшать длительность измерительного процесса во избежание чрезмерного перегрева первичного преобразователя. При этом иэмеряе.мое значение температуры находится расчетным путем по переходной кривой нагрева преобразователя. [c.77] Динамика измеряемой температуры. Сложность и изменчивость теплообмена объекта с окружающими телами приводят к тому, что объекты со строго постоянной температурой как в природе, так и в условиях промышленного производства встречаются крайне редко. Зачастую изменение температуры объекта происходит настолько медленно, что в первом приближении температура рассматривается как постоянная. Возникает необходнлюсть уточнить понятие стационарной те.мнературы с позиций техники измерений. [c.77] Таким образом, если измеренное значение скорости о (/) монотонного изменения температуры объекта окажется больше погрешности Аи (tf, то с вероятностью, соответствующей доверительной вероятности оценки случайной погрешности Аи (т), можно утверждать реальность установленной нестабильности температуры. [c.78] Понятие стабильности температуры объекта носит вероятностный характер и должно относиться к конкретному значению интервала времени Дт. [c.78] При установленном дрейфе температуры объекта выбор метода и средства измерений должен предусматривать либо возможность снижения возникающей при измерениях динамической погрешности до значения, не превышающего допускаемое значение Д частной погрешности (см. формулу (4.76)), либо возможность введения поправки на динамическую погрешность с неопределимостью этой поправки, не превышающей значения 5. [c.78] Ожидаемые значения измеряемых температур, Те.мпература плавления основных конструктивных деталей ИПТ является естественным верхним пределом температур, измеряемых контактным преобра.эова-телем данного типа. Но ограничения в применении контактных ИПТ возникают уже при температурах значительно более низких, чем температура плавления деталей. Эти ограничения вызываются нестабильностью (изменением во времени) градуировочной характеристики ИПТ, тем более сильной, чем выше измеряемая температура. В резистивных контактных ИПТ нестабильность градуировочной характеристики обусловлена испарением металла чувствительного элемента, а в термоэлектрических — явлениями неодинаковой возгонки составляющих сплавов термоэлектродов и, как следствие, изменением термоЭДС. [c.78] Существенные ограничения в применимости контактных методов возникают при необходимости измерения локальных температур в неоднородном температурном поле исследуемого объекта. Всякий контактный измеритель вносит искажения в исследуемое температурное поде, осуществляя некоторое осреднение значений температур в сфере пространства внутри объекта, диаметр которой превышает габаритные размеры преобразователя. Соотношение диаметра сферы возмущен-BorOi пространства объекта и определяющего размера преобразователя находят, решая задачу теплообмена. [c.79] Существенно искажаются результаты измерения температур в градиентном поле при использовании в этих условиях бесконтактных методов. Резко нелинейный характер зависимости мощности излучения в видимой и близкой инфракрасной областях спектра от темпе-раттоы поверхности объекта приводит к тому, что преобразователи, реагирующие на величину спектральной или интегральной мощности излучения, дают не осредненное значение температуры по визируемой области объекта, а близкое к максимальному значению. [c.79] Агрессивность объекта, приводящая к возникновению и развитию нестабильности контактного ИПТ. Как правило, интенсивность химических взаимодействий объекта и материалов ИПТ быстро возрастает по мере повышения измеряемой температуры, так же, как и взаимодействия разных материалов, составляющих преобразователь. [c.79] Механизм химического воздействия среды на ИПТ заключается в образовмши внутри материала кристаллов из карбидов или оксидов основного вещества, которые, обладая коэффициентом линейного расширения, отличающимся от коэффициентов линейного расширения кристаллов основного вещества, создают по мере повышения температуры внутренние напряжения в чувствительном элементе, изменяющие его физические свойства, а следовательно, и градуировочную характеристику. [c.79] К этой категории воздействий объекта, вызывающих необратимые изменения свойств ИПТ, относится действие нейтронных потоков в атомных реакторах, часто приводящее к преобразованиям химических элементов в Л1атериалах преобразователя. Учесть возникающие при этом погрешности температурных измерений, обусловленные изменением градуировочной характеристики преобразователя, трудно, и, во всяком случае, достоверность таких поправок невелика. Поэтому необходимо обращать особое внимание на защиту преобразователя от химического взаимодействия с объектом и от воздействия потока нейтронов. [c.79] Свойства среды, окружающей объект. При бесконтактном методе намерения температур среда, окружающая объект, является одним из основных источников возникновения систематических, а при нестабильных свойствах среды — и случайных составляющих погрешностей измерений температур. Трудно контролируемое ослабление теплового излучения объекта, доходящего до первичного преобразователя, нельзя заранее надежно определить и учесть соответствующей системой коррекции показаний прибора. [c.79] Правильное действие контактного ИПТ, установленного на объекте, в сильной степени зависит от состояния среды, окружающей объект. [c.79] Вернуться к основной статье