Периодическое измерение температуры, как альтернатива

Периодическое измерение
температуры, как альтернатива
непрерывному контактному
методу измерения
температуры поверхности.
докладчик
Научный руководитель
Козак О.В.
Стаднык Б.И.
Недостатком контактной термометрии является
искажение температурного поля объекта
измерения. При классическом (непрерывном)
методе измерения температуры
контролировать это искажение нет
возможности.
Предлагается метод измерения температуры,
при котором термопреобразователь
контактирует определенное количество раз с
поверхностью исследовательского объекта в
течение короткого промежутка времени.
Математическая модель измерения
температуры поверхности
Pпре охл
Tо.c.
Pоб охл
Tпре mпреСпре
Tоб mобСоб
Pнагр
Рис.1. Измерение температуры опытного образца методом
периодического контакта - момент контакта термопреобразователя с
поверхностью образца.
Использование метода периодического измерения
температуры дает возможность:
1) контролировать искажения температурного поля
опытного образца увеличивая при этом время
измерения (рис.2)
Или
2) возможность получить меньшую погрешность
измерения за то же время измерения по сравнению
с непрерывным методом (рис.3).
Рис.2. График зависимости температуры опытного образца (на глубине
0,5мм от его поверхности) от времени при заданном значении
искажения.
Рис. 3. Температура преобразователя 1 - при методе периодического
измерения температуры, 2 - при методе непрерывного измерения
температуры.
Рис. 4. Кривая разности температур термопреобразователя при
методе периодического измерения температуры и непрерывном
методе измерения температуры)
При использовании данного метода характер
искажения температурного поля объекта измерения
будет иметь менее резкий характер, то есть
искажение будет меньше но на большей площади
поверхности (рис.5).
Tо.с.
Tпер дот і
Tпер
Tнепр
Pнагр
Рис.5. Характер искажения температурного поля для непрерывного
метода и метода периодического контакта
Расчет погрешности измерения
температуры
Tизм 
Т пов  Т пре
Т пре
 100%
где
Tпов
- неискаженная температура поверхности опытного
образца
Tпре
- значение температуры измеренное
термопреобразователем
•
•
•
•
•
•
Высота поднимания над образцом 1мм,
опытный образец из стали,
термопреобразователь из стали,
время контакта термопреобразователя и образца 0.01 с,
время отсутсвия контакта 0.001 с,
Эффективное время = 1,5 с
Погрешность непрерывного метода измерения:
Tнепр  35,8 %
Погрешность метода периодического измерения:
Tпер  34,9 %
•
•
Те же условия, что и выше, только термопреобразователь из меди,
Эфективное время = 0,9 с
Погрешность непрерывного метода измерения:
Tнепр  26,3%
Погрешность метода периодического измерения:
Tпер  25,7 %
Рис. 6. Температурные зависимости на термопреобразоветеле, на
поверхности опытного образца и на глубине 0,5 мм от его поверхности
Рис. 7. Температурные зависимости на термопреобразоветеле
1-метод периодического контакта, 2-метод непрерывного контакта
Таблица 1
Относительные
погрешности
измерения
температуры
термопреобразователем при классическом методе и при
периодическом контакте, при разном времени измерения
Непр. метод
Метод пер. контакта
10
2,12%
2,01%
20
0,93%
0,89%
30
0,63%
0,59%
tизм , с
Спасибо за внимание!