ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ термоперетворювач опору
Практично всі засоби вимірювань (СІ) мають у своєму складі елементи, що володіють механічної, теплової або інший інерцією, внаслідок чого величина сигналу на виході Y (? ) залежить не тільки від величини вхідного сигналу X ( ? ), а й від його форми (швидкості зміни) і часу. Інерційні властивості СІ визначаються динамічними характеристиками, які описуються диференціальними рівняннями виду:
(1)
або відповідної передавальної функцією:
, (2)
де a1, a2, ..., an - коефіцієнти, що визначаються з початкових умов; k - чутливість СІ.
В
інерційний вимір термометр динамічний
Залежно від форми сигналу, що подається на вхід СІ при дослідженні його динамічних властивостей, розрізняють тимчасові (перехідні), імпульсні і частотні характеристики. Для побудови тимчасової характеристики на вхід СІ подається поетапне вплив, амплітуда якого прийнята за одиницю (рис. 1, а). Форма тимчасової характеристики визначається динамічними властивостями СІ і може мати вигляд, показаний на рис. 1, б. br/>В
Динамічні властивості термометра залежать від його конструкції та умов теплообміну з навколишнім середовищем. Якщо знехтувати впливом корпусу 2 (рис. 2), то тимчасова характеристика термометра, встановленого без захисного чохла, може бути описана диференціальним рівнянням першого порядку (крива 1, рис. 1, б), рішенням якого є залежність
, (3)
де k - чутливість термометра;
Т - постійна часу, яка прямо пропорційна теплоємності (с) і масі (m) чутливого елемента і обернено пропорційна площі теплообміну (F) і коефіцієнту тепловіддачі (?) від вимірюваного середовища до термометра:
. (4)
У ряді випадків для запобігання механічних ушкоджень термометри поміщають в захисний чохол (рис. 2). Однак це погіршує їх динамічні характеристики, що може бути частково компенсовано заповненням маслом простору між термометром і чохлом. Динамічна характеристика такого термометра описується диференціальним рівнянням вищого порядку (крива 2, рис. 1, б). p> Часто отримати точну динамічну характеристику аналітично неможливо через складну взаємної залежності величин, що входять в рівняння, і її визначають експериментально. При цьому для спрощення розрахунків аперіодичні ланки високих порядків замінюють комбінацією двох ланок - чистого запізнювання і аперіодичного першого порядку:
(5)
або ланками чистого запізнювання і аперіодичного другого порядку:
. (6)
При проведенні експерименту термометр із середовища з одного температурою шви...
