Обработка первичных данных

 

Для определения времени перекрытия луча шторкой с графика Б необходимо снять две точки по координате X, соответствующие скачкам напряжения с датчика -оптопары.

С графика А необходимо последовательно снять координаты следующих точек:

а) точку на участке предыстории процесса, непосредственно перед моментом начала погружения термопары в жидкость, по которой можно оценить значение u в , соответствующее температуре воздуха;

б) пять точек на экспоненциальном участке переходного процесса;

в) точку на асимптотическом участке процесса, по которой можно оценить значение u ж  , соответствующее температуре жидкости.

Для выявления случайно погрешности опыт проводится многократно.

В результате для каждого зафиксированного момента времени получится статистическая выборка из трех значений, измеренных в разных опытах. По этой выборке рассчитывают средние значения и среднеквадратические отклонения (СКО) для каждого из выбранных моментов времени.

 

 

Рис. 7. Экспериментальный график переходного процесса

 

 

В момент времени  t o начинается переходный процесс, в момент t 1 кривая переходного процесса пересекает границу коридора случайной составляющей погрешности.

Тепловая инерционность термопары определяется по графику переходного процесса как отрезок времени 

.                                                (1)

 

Рассмотренные измерительная система и метод измерений относятся к техническим и методическим средством для проведения динамических испытаний средства измерения.

Чтобы определить температуру жидкости t ж по измеренной величине t сп в этом случае, следует использовать поправку С, которая зависит от времени и определяется формулой:

 

С = t ж  - t сп.                                             (2)

В соответствии с определением (2) величина t ж находится путем прибавления известной поправки С к показанию термодатчика t сп.

В общем случае учет таких эффектов, как масса термодатчика и теплообмен на границе спай и среда приводит к дифференциальному уравнению

 

ε (dt/dτ) + t_cp = t_cp (τ).                            (3)

 

Рассмотрим зависимость показаний датчика при граничных условиях, когда температура среды меняется скачком

t_cp = 0 при τ = 0,                                               

t_cp = t_cp при τ > 0.                                  (4)

 

В условиях (4) зависимость температуры термопары от времени определяется формулой

 

t = t_cp (1 – e ^–τ/ε).                                   (5)

 

где ε – динамическая характеристика термопары.

В графическом виде зависимость температуры спая показана на Рис. 8.

 

 

Рис. 8. Зависимость температуры спая

 

Параметр ε существенно влияет на время установления теплового равновесия τ ₁ (см. рис. 9).

 

Рис. 9. Зависимость температуры спая при различных параметрах ε.

 

Динамические характеристики СИ могут определяться и исследоваться при различных известных граничных условиях: на вход СИ подается сигнал Х, меняющийся во времени. Форма переменного сигнала Х может быть в виде ступени, прямоугольного импульса или синусоиды.