ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Учет искажений, вносимых в измерения наличием датчиОсобенности измерения нестационарных потоков из "Методы измерения тепловых потоков " Рабочие коэффициенты малогабаритных о. д. т. п. имеют значения, близкие к 500 10 в. При измерении потоков в диапазоне 10 —10 вт1м сигнал датчика изменяется приблизительно от 2 до 2 10 мкв, что соответствует 0,05—50 град разности температур на промежуточном слое. Вдоль съемных проводов изменение температуры, как правило, бывает значительно больше. При всех известных методах уменьшения помех [205] в измерительных схемах наиболее радикально, видимо, подавление причин помех в датчиках. [c.63] Согласно ГОСТам 1790-63 и 6916-54, погрешность термопар из стандартных термоэлектродов может превышать 1 % измеряемой величины. Это обусловлено главным образом негомогенностью материалов как от партии к партии, так и в пределах одного отрезка провода [91]. [c.63] Как и в термопарах, в о. д. т. п. источник помех — разность температур вдоль термоэлектродЬв. Отличие же состоит в том, что в термопарах рабочий сигнал и помехи возникают обычно по одной и той же причине, а в датчиках причиной сигнала является измеряемый поток, не обусловленный разностью температур вдоль токосъемных электродов. [c.63] С целью выяснения вопроса о пригодности стандартных термоэлектродов для токосъемных проводников о. д. т. п. была проведена проверка на гомогенность по обычной методике 192, 190]. При этом было обнаружено, что проволоки из чистых металлов имеют значительно лучшую термоэлектрическую гомогенность, чем сплавы. Наивысшей гомогенностью обладают чистые платина (99,997о) и серебро (99,9%), а также электротехническая проводниковая медь (ГОСТ 2112-62). В сплавах же, включая и стандартные термоэлектродные, помехи, как правило, на порядок выше, чем в чистых металлах. Кроме названных выше, мы не располагали другими чистыми металлами. Исследованные никель и железо имели более 1% примесей и по гомогенности находились между сплавами и чистыми металлами. По-видимому, можно ожидать, что все чистые металлы будут обладать высокой гомогенностью. [c.64] Требования к промежуточному термоэлектроду обычные, поэтому его можно изготовлять из сплавов. [c.64] Все изложенное о требованиях по гомогенности к материалам датчиков справедливо и для материалов дифференциальных термопар, применяемых для измерения малых разностей температур. Следует заметить, что принятая в СССР система подбора стандартных термоэлектродов уступает принятой в странах Западной Европы (Англия, Франция, ФРГ). У нас только в ТПП используется чистая платина, во всех же остальных парах оба термоэлектрода — сплавные, а в качестве стандартных не принят ни один из неблагородных чистых металлов (медь, железо, никель). Во Франции, например, в большинстве термопар присутствует чистый термоэлектрод медь-константан, железо-кон-стантан, никель-нихром [286]. Последний по составу соответствует нашему хромелю. [c.64] В связи с низкой гомогенностью всех сплавных проводов, и в частности стандартных термоэлектродов, для токосъемных проводников датчиков обычно применяются только проволоки из чистой платины и электротехнической меди. Даже при температуре датчика около 600° С для серийного о. д. т. п. помеха от негомогенности меди может привести к ошибке в измеряемом потоке не более чем на 30—40 ег/лг . [c.64] Одним из основных источников стационарных помех в сигнале могут служить возмущения и неоднородность в измеряемом потоке (см. параграф 2 данной главы). [c.64] Значения величин, входящих в уравнение (11.38), в обычных условиях тепловых экспериментов имеют порядок соответственно 5г 10 м и =10 м сек. Следовательно, период флуктуаций электрического сигнала датчика за счет тепловой флуктуации электронов имеет порядок т= 10- сек. Таким образом, электронную флуктуацию можно не принимать во внимание, поскольку в обычных технических измерениях постоянная времени системы измеряется целыми секундами и лишь в исключительных случаях доходит до 10- сек. [c.65] Все приведенные суждения не отличаются строгостью постановки вопроса и поэтому позволяют определить лишь порядок искомой величины. [c.66] Обычно предполагается, что наличие датчика не вносит заметных искажений в величины измеряемого потока. Для этого все теплофизические характеристики (суммарные термические сопротивления, коэффициенты поглощения и излучения и т. п.) на пути потока при внесении датчика должны оставаться неизменными. Часто, однако, такие условия оказываются невыполнимыми, и приходится мириться с вносимыми искажениями, учитывая их с помощью соответствующих ооправок. [c.66] Ниже приведены необходимые соотношения между истинным и измеряемым параметрами в наиболее характерных случаях измерений. [c.66] Датчик расположен в бесконечном массиве. При сопоставлении результатов измерений на плоских электротепловых моделях (плоская задача) с итогами расчета методом конечных разностей для осесимметричных случаев (пространственная задача) было получено достаточно хорошее взаимное соответствие [62]. В связи с этим в дальнейшем концентрирующее (или рассеивающее) влияние датчика исследовалось только на плоских электротепловых моделях, изготовленных из электропроводной бумаги, на интеграторе Фильчакова — Панчишина типа ЭГДА-9/61 методом ортогонального обращения функций тока в потенциал и потенциала в функцию тока. [c.66] При сборке бумажных деталей моделей на электропроводном клее получался большой разброс точек. Поскольку в рассматриваемых задачах требуемая точность значительно выше, чем это принято в ЭГДА, пришлось отказаться от применения электропроводных клеев, неизбежно вносящих неконтролируемые неоднородности в исследуемые поля. Для уменьшения влияния местных неоднородностей, свойственных бумаге, модели собирались из нескольких слоев, различно ориентированных относительно направления полос исходного материала. Однако главной причиной неоднородности оставалось применение клея. [c.66] Решение было найдено благодаря использованию обычных дробинок, покрытых тонким слоем электроизоляции. Слой такой дроби, насыпанной на смонтированную без клея модель, не изменяет местных условий проводимости и незначительно затрудняет измерение. За счет силы тяжести дробь равномерно сжимает отдельные элементы модели, обеспечивая надежный электрический контакт без нарушения полей сопротивлений. Все измерения дали хорошее повторение и взаимное согласование результатов. [c.66] Под поправочным коэффициентом к следует понимать относительное увеличение плотности линий тока, вызываемое установкой датчика. [c.67] Датчик расположен на поверхности теплообменника. При исследовании конвективного теплообмена датчики обычно располагаются на поверхности стенки, и это вызывает местное увеличение термического сопротивления, приводящее к искажению поля тепловых потоков. [c.67] как и прежде, величина поправки представляет собой отношение измеренного датчиком и зарегистрированного посредством сигнала потока к истинному потоку, который имел бы мест-то при отсутствии возмущающего действия датчика. [c.67] Для эквивалентности условий протекания лучистых составляющих измеряемых потоков необходимо, чтобы датчики имели степень черноты, равную таковой для стенки в месте установки датчика. Отличие поверхностных свойств датчиков позволяет разделить конвективные и лучистые составляющие в сложном теплообмене (см. параграф 3 гл. VII). [c.68] Вернуться к основной статье