Розробка термоелектричних перетворювачів з керованим профілем температурного поля вздовж електродів головної термопари (ТЕП з КПТП). Похибки, притаманні ТЕП з КПТП. Методи і засоби підвищення точності вимірювального каналу, що використовує ТЕП з КПТП.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник - доктор технічних наук, професор Саченко Анатолій Олексійович, завідувач кафедри інформаційно-обчислювальних систем та управління Тернопільського національного економічного університету доктор технічних наук, професор Скоропад Пилип Ізидорович, професор кафедри “Інформаційно-вимірювальні технології” Національного університету ”Львівська політехніка”. Захист відбудеться “25” березня 2011 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.08 у Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, м.Аналіз показує, що точність приладів вимірювання температури росте, однак похибка вимірювання температури зменшується мало, бо у вимірювальному каналі домінує похибка первинних перетворювачів (давачів, сенсорів). Відомі методи корекції дрейфу ФП термопар в часі, але також відомо, що для них найбільш небезпечною є похибка від набутої в процесі тривалої експлуатації термоелектричної неоднорідності їх електродів, яка викликає зміну термо-е.р.с. від зміни профілю температурного поля вздовж термоелектродів при сталих температурах робочого злюту і злютів порівняння. Метою дисертаційної роботи є розробка нового виду термоелектричних перетворювачів - термоелектричних перетворювачів з керованим профілем температурного поля вздовж електродів головної термопари (ТЕП з КПТП), в яких похибка вимірювання температури від набутої в процесі тривалої експлуатації неоднорідності електродів головної термопари не впливає на результат вимірювання температури. Для досягнення поставленої мети необхідно розвязати наступні задачі: розробити метод компенсації впливу на результат вимірювання температури набутої в процесі експлуатації термоелектричної неоднорідності електродів термопари і синтезувати конструктивну схему відповідного ТЕП, який можна назвати ТЕП з КПТП; При цьому отримано такі наукові результати: Вперше: Запропоновано метод компенсації впливу набутої в процесі експлуатації термоелектричної неоднорідності термопари на результат вимірювання температури шляхом створення керованого профілю температурного поля вздовж електродів цієї термопари, що дало змогу усунути вплив її термоелектричної неоднорідності на результат вимірювання при зміні профілю температурного поля обєкта вимірювання.В першому розділі проведено аналіз давачів температури, показано, що, незважаючи на розробку нових методів і засобів вимірювання температури, термопари, попри їх значні похибки, залишаються найпопулярнішими давачами в області середніх і високих температур. Показано, що відомі методи боротьби з цією похибкою, незважаючи на високу трудомісткість, не забезпечують підвищення точності результату виміру температури з достатньою метрологічною надійністю. Основна ідея методу компенсації впливу набутої термоелектричної неоднорідності головної термопари на результат вимірювання температури полягає в стабілізації профілю температурного поля вздовж електродів головної термопари шляхом розміщення вздовж її осі давачів (наприклад, термопар) і нагрівників додаткових підсистем регулювання температури. (4) де і - термо-е.р.с. робочого злюту головної термопари під час калібрування при температурі фазового переходу і вимірюваній ; і - термо-е.р.с. неоднорідності електродів головної термопари під час калібрування і вимірювання; і - термо-е.р.с. злюту порівняння головної термопари під час калібрування і вимірювання; і - коефіцієнти перетворення каналу вимірювання термо-е.р.с.; - значення температури фазового переходу калібратора ; - похибка вимірювального каналу, що відповідає температурі фазового переходу ; - значення поправки; - скоригований результат вимірювання температури обєкта . Теоретична оцінка розподілу температури вздовж трубчатого чохла є складною фізичною задачею, але оцінити методичну похибку пропонується шляхом знаходження приросту температури в точці, що відповідає робочому злюту головної термопари, як межі перехідного процесу, який виникає при ввімкненні першого нагрівника.В результаті зроблено наступні висновки: Проведений аналіз похибок давачів температури показав, що найбільш вживані з них - термоелектричні термометри на базі термопар, не забезпечують високої точності та метрологічної надійності вимірювання температури через притаманні їм похибки, зокрема, через таку мало досліджену похибку, як похибка від набутої в процесі тривалої експлуатації при високих температурах термоелектричної неоднорідності термопар. Відомі методи корекції похибок від допустимого початкового розкиду відхилень функцій перетворення термопар від номінальної та її дрейфу в процесі експлуатації не дають бажаного підвищення точності через те, що співмірна з ними похибка неоднорідності термопар веде до зміни їх термо-е.р.с. від зміни профілю температурного поля вздовж їх електродів, навіть при незмінних температурах робочого злюту і злютів порівняння.