ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности образования сигнала в о. д. т. п. при неравномерном распределении измеряемого потока из "Методы измерения тепловых потоков " В практике измерений часто встречаются случаи, когда даже при малых размерах датчика эпюра измеряемого потока оказывается неравномерной (например, распределение потоков на поперечно обдуваемом цилиндре или сфере). [c.51] Решение этих двух задач позволяет ответить на ряд вопросов, в частности о целесообразных размерах датчика, в котором сигнал в центральной части свободен от влияния возмущений, неизбежных на краях. [c.51] Для установления качественной картины распределения изотерм и линий теплового тока были проведены измерения на электротепловых моделях на интеграторе Фильчакова — Паншина ЭГДА-9/61. [c.51] Эпюры полей температур и тепловых потоков, полученные для линейного и параболического законов распределения поступающего потока, приведены на рис. 29 и 30. Аппроксимирующие свойства прямой и параболы широко используются в приближенном анализе. Как видно из полученных эпюр полей, горизонтальные компоненты потоков составляют не более 16% максимального значения вертикальных. [c.52] Следовательно, вертикальные проекции теплового потока, вырабатывающие сигналы, могут изменяться не более чем на 1,5% максимального изменения потока по датчику. [c.52] Благодаря возможности проводить локализованные измерения с помощью миниатюрных датчиков вариации измеряемого потока по датчику обычно значительно меньше среднего значения измеряемого параметра, к которому, в конечном счете, должна быть отнесена погрешность измерения. [c.52] Таким образом, при анализе можно ограничиться одномерной неоднородностью измеряемого потока и принять во внимание тепло- и электропроводность только в актуальном для измеряемого потока направлении — перпендикулярном к плоскости датчика. В этом случае промежуточная пластина может быть представлена как сплошной набор тонких стержней, тепло- и электроизолированных друг от друга по высоте и соединенных друг с другрм токосъемными пластинами. [c.53] При определении электропроводности в тонкой токосъемной пластине достаточно учесть величину сопротивления протеканию электрического тока только вдоль пластины и пренебречь величиной поперечного сопротивления. Последнее объясняется тем, что в токосъемных пластинах толщина отличается от длины на два порядка, а это приводит к соответствующему отличию в продольном и поперечном электрическом сопротивлениях на четыре порядка. Обозначения описанной модели приведены на рис. 31. В направлении, перпендикулярном к плоскости рисунка, размер принят равным единице. [c.53] Для вывода дифференциального уравнения, описывающего закономерности образования термоэлектрического сигнала в о. д. т. п., рассмотрим контур а—Ь—с—к, состоящий из двух соседних столбиков промежуточного слоя, замыкаемых сопряженными участками токосъемных пластин (см. рис. 31). [c.54] При толщине 62=0,9 мм собственное удельное сопротивление медь-константанового датчика составляет около 5 10 ом см . Эта расчетная величина совпадает с результатами прямых измерений падения напряжения на датчиках при пропускании через них больших электрических токов (1—10 с). Совпадение расчетных данных с результатами измерений свидетельствует о хорошем контакте между токосъемной и промежуточной пластинами и практически полном отсутствии контактных сопротивлений. Значение эффективного суммарного сопротивления проводов, выводящих сигнал, и измерительного прибора (нагрузки) обычно превышает 10 ом. Таким образом, для датчика площадью 1 см значения сопротивлений отличаются более чем иа шесть порядков. В связи с этим в проводимом исследовании больших короткозамкнутых термотоков величину тока нагрузки можно е учитывать. [c.54] По первому закону Кирхгофа в каждом вертикальном сечении ток в нижней пластине должен быть равен по величине и противоположен по направлению току в верхней пластине. [c.54] Здесь выбор нижнего предела интегрирования ничем не ограничен. При с=0 выкладки и вычисления получаются наиболее простыми. [c.56] Из первого условия определяем, что = — С , а из второго. [c.56] Решение сохраняет свое значение при замене х на (L—х), т. е. не зависит от направления отсчета координаты текущего сечения от края датчика. [c.56] Значения поперечной плотности тока получают дифференцированием уравнения (11.17) по х. Общее выражение для плотности тока в промежуточной пластине громоздко и поэтому приводится лишь для рассматриваемых ниже частных случаев. [c.56] Графические интерпретации уравнений (П.18) — (11.20), представленные на рис. 32, как и все аналогичные последующие, построены в предположении к=, что близко к реальным условиям. [c.57] Следует отметить, что возмущения при линейном характере изменения потока проявляются только по краям датчика. В средней части достаточно большого датчика линейное изменение измеряемого по.тока возмущений не вносит. В неограниченном по координате х датчике возмущения отсутствуют — в съемных проводах регистрируется сигнал, соответствующий потоку в месте крепления. [c.57] Эпюры токов для случая симметричной параболы в соответствии с уравнениями (П.21), (11.24) и (11.25) приведены на рис. 33. [c.58] Поскольку явления тепло- и электропроводности, а также термоэлектрические обладают свойством суперпозиции, то, комбинируя два полученных решения, можно аппроксимировать ими в значительном диапазоне различные практические случаи. [c.58] Графическая интерпретация изложенного представлена на рис. 34. [c.60] Вернуться к основной статье