Ultimate magazine theme for WordPress.

Проблема температурной компенсации

0

Проблема температурной компенсации

Проблема температурной компенсации при разработке новых теплоэлектрических вакуумметров и при их эксплуатации всегда была одной из самых острых и ее решение не может быть однозначной.

Одна из наиболее совершенных в этом отношении конструкций и схем терморезисторного вакуумметра описана в работе. Принципиальная схема, вольт-амперные характеристики датчика и его конструктивное оформление приведены на рис. 28. Повышение чувствительности этого вакуумметра осуществлено за счет увеличения площади поверхности датчика путем создания терморезисторных систем. Датчик состоит из цилиндрических терморезисторов диаметром 0,75 и высотой 0,32 мм, напаянных на круглые листы оловянной фольги диаметром 3 см и толщиной 0,01 мм. Применение оловянной фольги удобно не только благодаря сравнительно низкой ее теплоемкости и излучательной способности поверхности, но также вследствие устойчивости олова к коррозийным парам. Терморезисторные системы, несмотря на то, что их поверхность в несколько сотен раз больше поверхности бусинкового терморезистора, имеют теплоемкость приблизительно только в 10 раз большую, чем теплоемкость бусинок. Следовательно, терморезисторные системы почти мгновенно реагируют на изменения давления.

Для температурной компенсации используется то свойство вольт-амперной характеристики терморезистора, что на восходящем ее участке терморезистор чувствителен только к изменению температуры окружающей среды, а на падающем — чувствителен, кроме того, и к изменению давления.

Наличие падающего участка характеристики, как видно из формулы (88), возможно при условии В>4 0. Для терморезисторных систем, вольт-амперные характеристики которых изображены на рис. 28,6, это условие выполняется. Таким образом, если конструкция рабочей терморезисторной системы и компенсирующей одинаковы и их вольт-амперные характеристики совпадают, то одному значению приложенного напряжения, например Ua, будет соответствовать два значения тока 1с<1т и 1>1т (здесь ток 1т соответствует точке максимума вольт-амперной характеристики). Если теперь терморезисторную систему TpQi предназначенную для измерения давления, и одинаковую по характеристикам систему Трс, предназначенную для температурной компенсации, включить в смежные плечи моста так, чтобы система TpQ работала на падающем участке вольт-амперной характеристики, а Трс на восходящем, то при небольших колебаниях температуры порядка ±5° С будет обеспечена температурная компенсация. Компенсация будет точнее, если выбор значений /с и /0 будет подчинен условию


Для того чтобы рабочая и компенсирующая терморезисторные системы находились при одинаковых температурах среды, обе системы конструктивно размещаются в металлическом цилиндре в непосредственной близости одна к другой.

Несмотря на указанные мероприятия, температурная компенсация будет все же недостаточно корректной вследствие различных значений температурного коэффициента рт в точках вольт-амперной характеристики 1С и /0. Последнее вытекает из зависимости рт от температуры в соответствии с формулой (77). Поскольку ртс>Рто, необходимо снизить чувствительность компенсирующей системы, что достигается включением резисторов рс и грс (рис. 28,а). Более глубокий анализ показывает, что и этой меры оказывается недостаточно для полной температурной компенсации. Действие корректировки компенсирующей терморезисторной системы ограничивается узким интервалом температур, в котором можно без большой погрешности принять зависимость RT=f(T) линейной. Обычно этот интервал находится в пределах —5°4-+5°. Практически колебания температуры бывают значительно большие, что привело в данном случае к необходимости создать постоянный перегрев терморезисторной системы при помощи электрического нагревателя (рис. 28,в) и поддерживать температуру в измерительном баллоне на уровне 305±5°К. Контроль за температурой в баллоне осуществляется терморезистором Тт, являющимся одним из плеч моста с индикатором в его диагонали. Баланс моста достигается при температуре измерительной колбы 305° К, так как сопротивление резистора гт выбрано равным Тт при этой температуре.

Точность измерения давления зависит от стабильности раббчей точки терморезисторной системы, которая может быть обеспечена стабилизацией питающего напряжения. Необходим также точный контроль напряжения и возможность его коррекции. В данном случае при напряжении источника 150 в корректировка напряжения должна осуществляться с точностью до 1 Мет. Это достигается при помощи двух терморезисторов TUQ и Тис. Принцип компенсации колебаний напряжения аналогичен выше описанному принципу компенсации колебаний температуры. Рабочие точки обоих терморезисторов находятся на разных участках характеристики U=f (/, р, так что Тио чувствителен к току или флуктуациям напряжения и изменениям температуры окружающей среды, в то время как TUc чувствителен только к изменению температуры.

Leave A Reply