4 yıl sonra sorunun artık geçerli olmadığı açıktır, ancak anladığım kadarıyla +23C'de bir hata elde edildi (25.04/25-1)*100%= +%0.16 (URL'nin %'si olarak, yani 25MPa) ), +55C'de şuydu: Ortaya çıkan hata (24,97/25-1)*100% = -0,12%.

Ve +23C'deki sensör hatası URL'nin %0,2'si olarak normalleştirilir ve +55C'de %0,2+%0,08*(55C-23C)/10C = URL'nin %0,456'sı olmalıdır.

yani doğrulamayla ilgili herhangi bir sorun olamaz (+23C'de +/-%0,2 toleransla +%0,16'ya sahibiz, +55C'de +/-%0,456 toleransla -%0,12'ye sahibiz). +55C'de cihazın normal (+23C) sıcaklığa göre daha doğru olduğu ortaya çıktı.

Yani doğrulamayla ilgili herhangi bir sorun olamaz (+23C'de +/-%0,2 toleransla +%0,16'ya sahibiz...

Her şey öyle görünüyor alınan okumalar temel hataya uygun , bu durumda 0,05MPa'ya eşittir....

Şu soru ortaya çıktı: Bir ölçüm cihazının tip testine hazırlanan basınç sensörü...

Bu testler sırasında, bu sensörün geliştiricisi tarafından önerilen MX...'in doğruluğu ve geçerliliği kanıtlanmalıdır, bu durumda Sıcaklık değişikliklerinden dolayı ek sensör hatası çevre...

Ölçülen değerler, test edilen sensörün ana hatasının, geliştirici tarafından bunun için önerilen izin verilen hata sınırlarının değerini aşmadığını gösterdi - ±%0,2 veya mutlak değerlerde ±0,05 MPa, ancak

bu sensör için sıcaklık değişiminden elde edilen ek hatanın değeri aşıldı Geliştiricinin izin verilen ek hata sınırları için önerdiği değer:

Ek hesaplama metodolojisine göre sıcaklık hatasışunu elde ederiz:

(24,97-25,04)/(25*0,1*(55-23)) * 100 = %-0,0875, yani. Sensör ek sıcaklık hatasına uymuyor!!!

Onlar. geliştirici bu tür bir sensörün bulunduğunu varsaydı ek hata Her 10°C için URL'nin ±%0,08'lik sıcaklık değişiminden ve bu değerin karşılaştığı ilk sensörde kontrol edildiğinde -%0,0875 olduğu ortaya çıktı....

Burada geliştiricinin değeri doğru ayarlayıp ayarlamadığı sorusu hemen ortaya çıkıyor ek hata her 10°C için URL'nin ±%0,08'ine eşit bir sıcaklık değişiminden..., çünkü sizin yaptığınız gibi +55°C sıcaklıkta sensörün toplam hatasını kontrol etmek gerekli değildir (ana hatanın elde edilen değerinin bu sensör için izin verilen sınırda olması durumunda ne olacağını hayal edin...), yani normalleştirilmiş parametre..., yani. boyut değişiklikler ilgili hatalardan değişiklikler sıcaklıklar....

Ayrıca ölçülen değerler yalnızca sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanan ek hatanın tahmin edilmesini mümkün kılar yukarı+23°C normal olarak alınan sıcaklıktan.

Sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanan ek hatayı tahmin etmek de gereklidir. aşağı normal olarak +23°C olarak alınan sıcaklıktan, yani. -40°C'de ve bu değişiklik +55°C'ye kadar 32°C değil, 63°C'dir..., yani büyük ihtimalle sıcaklık değişiminden kaynaklanan ek hatanın değeri aşağı sonuç bu sensör için elde edilen değerden bile daha büyük olacaktır yukarı (-0.0875%)....

Kural olarak, SI için sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanan ek hata, ek hataların maksimumuna ayarlanır. yukarı Ve aşağı.... veya nadir durumlarda iki - farklı...

Bu nedenle, bu durumda, sıcaklık değişikliklerinden onlar için (bu tip sensörler için) yeterli bir ek hata oluşturmak amacıyla, söz konusu sensörlerin temsili bir numunesi üzerinde bir dizi ek test yapılması gerekir...

Sıcaklığı ölçülen ortamla temas halinde olan mekanik ve elektrikli sıcaklık sensörleri (buna radyasyon pirometreleri dahil değildir) aşağıdaki metodolojik hatalara tabidir.

1. Termal radyasyon ve termal iletkenlikten kaynaklanan kayıplardan kaynaklanan hata. Bu hata, boru hattı duvarlarının sıcaklığının, bu boru hattından akan gaz veya sıvının ölçülen sıcaklığından farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, ortam ile sensör arasındaki faydalı ısı alışverişinin yanı sıra, radyasyon ve termal iletkenlik nedeniyle (ısının sensörün takılı olduğu yere çıkışı nedeniyle) sensör ile boru hattının duvarları arasında zararlı ısı alışverişi meydana gelir. ). Bu, sensörün sıcaklığının ortamın sıcaklığından farklı olmasına ve metodolojik bir hatanın oluşmasına yol açar. Bu hatayı azaltmak için batırılan kısmın uzunluğunu ve sensörün çevresini arttırmak, duvar kalınlığını azaltmak ve ısıl yalıtımı yapmak gerekir. iç yüzey boru hattı, sensörün suya daldırılmayan kısmı ve montaj yeri.

2. Gaz akışının eksik frenlenmesinden kaynaklanan hata. Gerçek sıcaklığı ölçmek için tasarlanmış termometrelerde T ters hava akışı, ısıya geçiş nedeniyle sensörün sıcaklığının artması olan bir hata meydana gelir kinetik enerji Sensör tarafından frenlendiğinde hava akışı.

Tam frenleme sıcaklığı

Eksik akış yavaşlaması nedeniyle sensör sıcaklığı sıcaklığa ulaşmıyor TP, formülle belirlenir

,

Nerede R - sensörün şekline bağlı olarak frenleme katsayısı.

Bazı sensörler için katsayıyı oluşturur R aşağıdaki anlamlara sahiptir:

akışa enine yerleştirilmiş bir silindir için, R = 0,65;

akış boyunca yer alan bir silindir için, R=0,87;

küre için R = 0,75.

Gerçek sıcaklık ölçümünün bağıl hatası

.

Bu hata bir düzeltme getirilerek dikkate alınabilir; Navigasyon bilgi işlem cihazlarında bu düzeltme otomatik olarak uygulanır.

Sıcaklığı ölçmek için tasarlanmış termometrelerde TP gazların engellenmesi durumunda hata, akışın sensör tarafından tam olarak engellenmesinden kaynaklanır.

Fren sıcaklığı ölçümünde bağıl hata

.

Bu hata bir düzeltme getirilerek de dikkate alınabilir.

3. Dinamik hata. Bu hata, kütlenin malzemesine ve termal kartuşun yüzeyine bağlı olan sonlu ısı transfer hızı nedeniyle ısının ortamdan algılama elemanına bir miktar gecikmeyle aktarılmasından kaynaklanmaktadır.

Doğrusal bir yaklaşımda bir termometrenin termal ataleti, transfer fonksiyonu (3.3) ile karakterize edilir:

,

Nerede ST – duyarlılık

T 1 – zaman sabiti()

Basınç sensörlerini seçerken, herhangi bir tüketici, teknik belgelerde belirtilen doğrulukla basıncı ölçme hedefini belirler. Bu aşağıdakilerden biri sensör seçim kriterleri. Sensörün pasaportunda GOST standartları kabul edilebilir değerlerin belirtilmesini gerektirir temel hataölçümler (+ - gerçek basınçtan). GOST 22520'ye göre bu değerler 0,075 aralığından seçilir; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; %0,5; vesaire. bağlı olarak Tekniksel kabiliyetlerürünler. Ana hata göstergesi normalleştirildi normal (yani ideal) koşullar içinölçümler. Normal koşullar GOST 12997'ye göre belirlenir. Bu koşullar aynı zamanda ölçüm cihazı doğrulama prosedüründe de belirtilir. Örneğin MI1997'ye göre ana hatayı belirlemek için ayarlamanız gerekir. aşağıdaki koşullarçevre Çarşamba:
- sıcaklık 23+-2оС,
-% 30 ila 80 arasında nem,
- ATM. basınç 84-106,7 kPa,
- güç kaynağı 36+-0,72V,
- harici manyetik alanların olmaması vb.
Gördüğünüz gibi ana hatayı belirlerken sensörün çalışma koşulları neredeyse ideal. Bu nedenle her kalibrasyon laboratuvarının bunları düzenleme becerisine sahip olması gerekir. Örneğin bir odadaki sıcaklığı düzenlemek için mikro iklimlendirme cihazları (ısıtıcı, klima vb.) kullanılır. Ancak tesisteki gerçek çalışma koşullarında, örneğin +80°C veya -30°C'de sensörden hangi değerleri alacağımız bir sorudur. Bu sorunun cevabını gösterge veriyor ek hata TU ve GOST'ta da standartlaştırılmıştır.
Ek hata- Etkileyen bir büyüklük (sıcaklık, basınç, titreşim, radyo paraziti, besleme voltajı vb.) nedeniyle dönüşüm fonksiyonunda sapma. Şu şekilde hesaplanır: fark(işareti göz ardı ederek) hata değeri arasında işçilerde(gerçek) ölçüm koşulları ve hata değeri Normal koşullar altında.
Elbette tüm çalışma koşulları faktörleri çıkış sinyalini etkiler. Ancak basınç sensörleri (vericiler) için en önemli etki ortam hava sıcaklığındaki sapmadır. GOST 22520'de ek hata, her 10C sapma için normalleştirilir. normal koşullar(yani 23°C'den itibaren). GOST'a göre toleranslar şöyle görünür:

Sıcaklık testi sırasında sensör bu toleransları karşılıyorsa, çoğu durumda sensörün belgelerinde yazılan "GOST 22520 ile uyumludur".
GOST 22520'ye uygun sensörün sıcaklığa maruz kaldığında doğruluğunu analiz edelim. Örneğin, temel hatası %0,5 olan ve 30°C'de -30..+80°C çalışma sıcaklığı aralığına sahip bir sensör, 40°C'de %0,5+0,45=%0,95 hata verebilir (2 desi. °C) buna göre %1,4 ve son olarak 80°C'de %3,2'lik bir doğruluk elde ederiz - bu, ana ve ek hataların toplamıdır. %0,5'lik bir sensörle uğraştığımızı ve 80°C'de çalışırken %3,2'lik (yaklaşık 6 kat daha kötü) bir doğruluk elde ettiğimizi ve böyle bir sensörün GOST 22520 gereksinimlerini karşıladığını hatırlatmama izin verin.
Sonuçlar pek hoş görünmüyor ve doğruluğu %0,5 olarak belirtilen bir sensörün alıcısını kesinlikle memnun etmeyecek. Bu nedenle çoğu üretici çıkış sinyalinin termal telafisi ve ek sensörlere yönelik gereksinimler, belirli bir sensörün spesifikasyonlarında sıkılaştırılmıştır. Sıcaklık nedeniyle hatalar. Örneğin, SENSOR-M sensörleri için teknik özelliklerde 10°C başına %0,1'den daha az bir gereklilik belirledik.
Sıcaklık telafisinin amacı– ek azaltın sıcaklıktan sıfıra hata. Doğa ek Bir sonraki makalede sıcaklık hatalarını ve sensörlerin sıcaklık telafisi yöntemlerini ayrıntılı olarak ele alacağız. Bu yazımda özetlemek istiyorum.
Dikkate almak gerekiyor ana hata ve ek gerekli ölçüm doğruluğuna bağlı olarak çalışma sıcaklıkları sensör Ek hata Her sensör ürünün pasaportunda, kullanım kılavuzunda veya teknik özelliklerinde bulunabilir. Gösterge ek ise hatalar bunlarda belirtilmemiştir. Sensörün dokümantasyonu, yukarıda analiz ettiğimiz GOST gereksinimlerini karşılıyor demektir.
Şunu da ayırt etmek lazım sıcaklık telafisi aralığı Ve Çalışma sıcaklığı aralığı. Sıcaklık telafisi aralığında ek hata minimum düzeydedir; sıcaklık dengeleme aralığının dışına çıktığınızda gereksinimler tekrar geçerli olur

5.2. Kontak sensörleri kullanılarak yapılan sıcaklık ölçümlerinde hatalar

Sıcaklık ölçümlerindeki hatalar, sayıları yüzlerce hatta binlerce olan birçok monografi ve yayında tartışılmaktadır. Burada bu problemi kısaca, basitleştirilmiş olarak, şematik olarak en tipik ölçüm durumlarına dayanarak ele alacağız. Bu incelemenin asıl amacı şuna odaklanmaktır: doğru seçim sensör, anlamlı, amaca uygun bir ölçüm deneyinin organizasyonu, azalmanın sağlanması; kaçınılmaz hatalar ve bunların yaklaşık değerlendirme olasılığı.

Burada yalnızca sensörün ve ölçülen nesnenin çeşitli termofiziksel özelliklerinin neden olduğu termal kökenli hataların yanı sıra, yalnızca ana ısı transferi tipinin değil, sensörün sıcaklık alanının oluşumu üzerindeki etkiyi de ele alacağız. sensörün hassas elemanının sıcaklığının nesnenin ölçülen sıcaklığına eşit olması gerekir, ancak aynı zamanda sensörün sıcaklık alanını bozan ikincil ısı transferi türleri de olmalıdır. Bu nedenler, sabit sıcaklıkları ölçerken sensörün kararlı durum sıcaklık değerinin nesnenin ölçülen sıcaklığından farklı olmasına yol açmaktadır. Bu fark, ikincil ısı transfer türlerinden kaynaklanan hatadır.

Sabit olmayan sıcaklıkları ölçerken, sensörün termal ataletinden kaynaklanan, genellikle dinamik olarak adlandırılan bir hata eklenir. Ve ikincil ısı transferi türleri bu hataya katkıda bulunur.

Ek olarak, harici enerji kaynaklarının varlığında, sensörle etkileşime girmeleri durumunda, ilave ısıtma niteliğindeki sensörün sıcaklığının bozulması ve buna karşılık gelen bir sensör hatası oluşması da mümkündür. Bu tür hatalar, yüksek hızlı bir gaz akışının sensördeki frenlemesi sırasında kinetik enerjisinin sensörün entalpisine dönüştürülmesinden ve ayrıca direnç termometresinin hassas elemanının ölçüm akımı tarafından ısıtılmasından kaynaklanan hataları içerir.

Daha önce belirtildiği gibi, yapısal elemanların yüzeylerinin sıcaklığı, dirençli termometreler ve termokupllar kullanılarak ölçülür. Sensörün boyutu ne kadar küçük olursa, kendi ısı kapasitesi ve termal direnci o kadar küçük olur ve ikincil ısı transfer türlerinin etkisi o kadar küçük olur (bu durumda, ana ısı transfer süreci, ölçülen yüzey ile sensör arasındaki iletken ısı değişimidir) ), bu tür ölçümlerdeki hatalar ne kadar küçük olursa.

Kalın bir levhanın sıcaklığını ölçmeyi düşünün L 0 Düz dirençli termometre. Plakanın her iki tarafında, Şekil 2'de sunulan koşullar. 5.3, A. Burada a1 ve a2, plakanın yüzeyleri ile ortam arasındaki konvektif ısı alışverişinin katsayılarıdır; T 1 Ve T 2  ortam sıcaklığı; T C1 ve T C2 plaka yüzeylerinin sıcaklığıdır; ben D  sensör kalınlığı. Hem sensör hem de plaka nispeten sınırlı bir kalınlığa sahiptir ben D Ve ben 0 , diğer boyutlar sınırsızdır. Dolayısıyla davanın öyle olduğu varsayılıyor B) sensörün ısıtma kaynağının karşı tarafında bulunduğu duruma karşılık gelir, bu durum V) ısıtma kaynağının yanından ve sensörün takılması ısı transfer katsayıları α 1 ve α 2'yi değiştirmez .

Sensör tarafından ölçülen sıcaklığın, algılama elemanının orta bölümüne (L D/2) yerleştirilmesine karşılık geldiği varsayılmaktadır.

Plakanın ve sensörün ısıl iletkenlik katsayılarını sırasıyla Λ 0 ve Λ d ile gösterelim.

Bir plakanın sabit sıcaklığını ölçerken hata şu şekilde olur:

bu durum için B):

(5.12)

bu durum için V):

(5.13)

Çünkü L D /Λ D = P D , L 0 / Λ 0 = P 0 Sensörün ve plakanın termal dirençleri sırasıyla, verilen hata ilişkilerini termal dirençler cinsinden yeniden yazabiliriz: durum B):

(5.14)

(5.15)

Sabit olmayan sıcaklıkları ölçerken, ölçülen yüzey sıcaklığının doğrusal olarak değiştiği varsayımı altında kararlı durum hataları için ifadeler T İLE = T 0 + bτ Ve α 2 = 0, şu forma sahip:

olay B):

(5.16)

olay V):

(5.17)

(5.18)

(5.19)

Isıtma kaynağının karşı tarafındaki ısı transfer katsayısının sıfıra eşit olduğu varsayımı, plakanın adyabatik yalıtımı varsayımı anlamına gelir; İçeri giren tüm ısının onu ısıtmak için harcandığı varsayılmaktadır. Bu durum, ilk yaklaşım olarak, plakanın fiziksel izolasyonunun ısıtma kaynağının karşı tarafında veya çok düşük ısı transfer katsayılarında (sakin hava, yüksek irtifalarda uçuş sırasında seyrekleştirilmiş ortam) uygulandığında gerçekleşir. Bu varsayım sayesinde bu kadar basit ifadeler elde etmek mümkün oldu. T ağız .

Plaka inceyse ve malzemesi yüksek ısı iletkenlik katsayısına sahipse, o zaman Δ T ağız neredeyse bağımsız ısıl direnç tabaklar. Bağımlılık Δ T ağız itibaren α 1 doğası gereği hiperboliktir, küçük değerlerde gözle görülür bir bağımlılık vardır α 1 ve bağımlılık pratik olarak ortadan kaybolduğunda α 1 >1000 W/m 2 derece. Böylece hata değeri esas olarak sensörün termofiziksel parametreleri tarafından belirlenir. Yüzey dirençli termometrelerin ana takviye malzemeleri için bu parametreler Tablo'da verilmiştir. 5.4.

Tablo 5.4

Direnç termometrelerinin yüzeyini güçlendiren malzemeler için C d, P d değerleri

Şekil 1'de gösterilen durum için plaka sıcaklığının bir termokupl ile ölçülmesindeki hatayı ele alalım. 5.4.

P lamina kalınlığı L 0 Plakanın her iki tarafı da çevre ile ısı alışverişinde bulunmalıdır. Buna göre ortamla ısı değişim katsayıları α 1 Ve α 2 ve ortam sıcaklığı T 1 Ve T 2 . Termokupl termoelektrotların yarıçapı R D , termoelektrotların termal iletkenliğinin aynı olduğu varsayılır  Λ D .

Bir termokuplun etkisini bir ısı kaynağının etkisi olarak görüyoruz Qπ R 2 L 0 (R kaynağın yarıçapıdır).

(5.20)

Bir termokuplun etkisini bir ısı kaynağının etkisi olarak görüyoruz Q, plakada hacimli bir alanı kaplar π R 2 L 0 (R kaynağın yarıçapıdır).

Daha sonra kaynağın hareketinden uzak bölgedeki plakanın sıcaklığı

(5.21)

ve göreceli hata

(5.22)

Nerede k 0 (μ ), k 1 (μ ) – sıfır ve birinci dereceden değiştirilmiş Bessel fonksiyonları;

(5.23)

(5.24)

– termokupl termoelektrotların ısı transfer katsayısı. Burada δ itibaren Ve Λ itibaren- sırasıyla termokupl termoelektrotların yalıtımının kalınlığı ve termal iletkenlik katsayısı; α D– termoelektrotların ısı değişim katsayısı çevre;

(5.25)

Şekil 2'de gösterilen durum için termokupl hataları. 5.4 sınırlayıcıdır. Termoelektrotların ilk olarak ölçülen izotermal yüzey boyunca yeterli uzunlukta döşenmesi durumunda bunlar önemli ölçüde azaltılabilir (yeterlilik kriteri orandır). ben/ R D>50) ve ardından yüzeyden uzaklaşın.

Ortamın sıcaklığını ölçen sensörün hatalarının dikkate alınması, Şekil 2'de sunulan genel şemaya indirgenecektir. 5.5. Ortam gaz veya sıvı olabilir.

Şekil 2'deki tanımlar. 5.5 T evlenmek– ölçülen ortamın sıcaklığı; T d – sensör tarafından ölçülen sıcaklık; T st– sensör gövdesinin sıcaklığı. Öyle varsayılıyor T evlenmek > T D > T st > T İle α evlenmek - ortam ve sensör arasındaki konvektif ısı alışverişi katsayısı; ε D , ε st– sensör yüzeyinin ve duvarının emisyon katsayıları; Q dönüşüm , Q şart , Q memnun– konvektif, iletken y, radyasyon ısı akışları (son ikisi, söz konusu ölçüm durumu için sensörün termal kayıplarını karakterize eder); V av – serbest akış hızı.

Değerlendirmeyi basitleştirmek için, ortamın sıcaklık ve hızının hattaki dağılımının düzgün olduğu varsayılır. Sensör, termofiziksel özelliklerin düzgün dağılımına sahip bir çubuk olarak kabul edilir (gerçek yapılar için etkin değerler alınmalıdır). Çubuk, ortam için bir sıcaklık ölçerdir. Sabit durumda, çubuktan soğuk gövdeye ısı kaybı (q cond) ve soğuk duvarlara radyasyondan kaynaklanan kayıplar (q rad) olmasaydı ve frenlemeden dolayı herhangi bir hata olmasaydı, sensör ölçüm yapacaktı. ortamın sıcaklığı. Ortamın sıcaklığı zamanla değişirse sensörün termal ataletinden dolayı dinamik bir hata meydana gelir. Gerçekte sensör hataları aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

İletken ısı kaybı ve dinamik ısı kaybının neden olduğu hataların birleşik görünümü, statik-dinamik hata olarak adlandırılabilir.

(5.27)

Formüle edilen basitleştirmelerle bu hata

(5.28)

(sensördeki sıcaklığın T d (0) = 0 başlangıç ​​değerinden aniden Tav'a değiştiği varsayılmaktadır). Burada

(5.29)

– sensörün konvektif ısıtma sıcaklığı;
–sensör çubuğunun özgül ısı kapasitesi, özgül ağırlığı, kesit alanı;

(5.30)

– sensör çubuğunun iletken ısı transferinin sıcaklığı; A– sensör çubuğunun etkin termal yayılma katsayısı; L  çubuk uzunluğu.

Çubuktan sensör gövdesine kadar bir soğutucunun varlığının statik bir hatanın oluşmasına yol açtığı görülmektedir.

(5.31)

Ayrıca iletken ısı transferi varlığında dinamik hatanın azaldığı da görülmektedir.

Aslında sensör çubuğunun sıcaklığındaki değişim oranı

(5.32)

ve termal atalet temponun tersidir.

Isı transfer koşullarına ve çubuk yapısına bağlı olarak

, (5.33)

Nerede ψ(α dk )  çubuğun sıcaklık alanının eşitsizlik katsayısı; A dt ,  çubuğun “iletken ısı transferi” katsayısı; F – termal faktör. Çünkü

(5.34)

(5.35)

Temponun karşılığı M termal atalet katsayısı denir

ε = 1/M,(5.36)

ve bağımlılık ε (A dk )  termal ataletin karakteristik eğrisi.

Bu nedenle, termal atalet ve ısı gideriminin ortak tezahüründen kaynaklanan hata, konvektif ve iletken ısı transferi katsayılarına, termal faktör F'ye ve çubuğun sıcaklık alanının düzgünsüzlük katsayısına bağlıdır. ψ(α dk ).

Ölçümlerdeki genel hata, gövdeye giden ısı emicinin artmasıyla birlikte artar, çünkü bir ısı emicinin varlığında, kararlı durum sıcaklık değeri ne kadar hızlı gerçekleşirse, ısı emicinin statik hatası nedeniyle o kadar fazla bozulur.

Statik hataların değerlerini ve termal ataletin karakteristik eğrilerini belirlemek, sensörü karakterize eden üç parametrenin bulunmasına gelir: α dt , ψ(α dk ) , Φ . Büyüklük ψ(α dk ) şeklinde temsil edilebilir

(5.37)

(5.38)

 sensör çubuğunun termal direncinin eşdeğeri. Plaka şeklindeki çubuk şekli için n = 3, silindir şeklinde - n = 4, top şeklinde - n = 5 (kesinlikle düzenli koşullar için geçerlidir) termal rejim ikinci tür).

Çubuk heterojen bir yapıya sahipse - düşük ısı iletkenliğine ve gözle görülür termal dirence sahip bir göbeğe sahip tek tip bir kabuk (koruyucu mahfaza), o zaman termal atalet katsayısının sınır değeri çubuğun çekirdeği tarafından belirlenir (ε ∞ = HF), ve statik hata, kabuğun termal iletkenliğidir. Bu durumda değer α dt kabuğun geometrik boyutlarını ve kaplama malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısını biliyorsanız kolayca hesaplanır.

Bazı temsili tasarım sensör türlerinin statik-dinamik parametrelerinin değerlerine ilişkin özet veriler Tablo'da verilmiştir. 5.5.

Tablo 5.5

Sıcaklık sensörlerinin statik-dinamik parametreleri

(5.39)

Nerede B– sıcaklık değişim hızı.

Ortamın ölçülen sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa sahip olan boru hattının duvarları ile sensörün radyasyon ısı alışverişinden kaynaklanan hata, aşağıdaki değerlendirmeyle tahmin edilebilir.

Sıcaklığı ölçülen gaz şeffafsa, sensörden duvarlara olan spesifik ısı akışı:

(5.40)

(5.41)

– sensör ile duvar arasındaki radyant ısı alışverişi katsayısı ( ε S – siyah cisim emisyon katsayısı); S D / S st – sensörün yüzey alanlarının ve radyasyon ısı değişimine maruz kalan duvarın oranı.

Konveksiyon nedeniyle sensöre sağlanan ısı akısının ve radyasyon nedeniyle duvarlardaki ısı kaybının sabit eşitliği problemini göz önünde bulundurursak, o zaman q konv ve q rad'ın birbirine göre ortak çözümü T D sabit bir değer elde etmenizi sağlar T D Ve

(5.42)

Radyasyon kayıplarından kaynaklanan hataları (neredeyse büyüklük sırasına göre) azaltmanın etkili bir yolu, sensör ile duvarlar arasına bir radyasyon önleyici ekran yerleştirmektir. Ayrıca, artı 500°C'nin üzerindeki ortam sıcaklıklarında, gazın kendi radyasyonunun ortaya çıktığı ve bunun da koruyucu etkiye sahip olduğu akılda tutulmalıdır. Sensörün hassas elemanının düşük emisyon katsayılarına (gümüş, altın, platin) sahip kaplamaları eklenerek yaklaşık olarak aynı etki elde edilebilir.

Sensörde akış yavaşlatıldığında sensör, gaz akışının denge termodinamik sıcaklığını aşan ancak sensördeki akışın yavaşlaması eksik olduğundan durma sıcaklığı değerine ulaşmayan bir sıcaklık ölçer. Eğer Tsr Gaz akışının denge termodinamik sıcaklığı ve T*- frenleme sıcaklığı

(5.43)

Nerede k = c H / C v - sabit basınç ve sabit hacimde gazın özgül ısı kapasitelerinin oranı; m =V evlenmek / V ses  Mach sayısı, yani akış hızının yerel ses hızına oranı, daha sonra

(5.44)

Nerede R geri kazanım katsayısı, sensördeki akışın kinetik enerjisinin termal enerjiye dönüştürülmesindeki eksikliği karakterize eder.

İle en uygun Geriye dönme katsayısının tanımlanabilirliği ve kararlılığı açısından bakıldığında, katsayı bağımsızlığının geniş bir Mach ve Reynolds sayısı aralığında gözlendiği cisimler etrafındaki uzunlamasına akış söz konusudur. R.

Yani bir plaka termometresi için değer R 0,85'tir. Küçük çaplı ince duvarlı bir tüp üzerindeki sensörlerin akışa duyarlı elemanları r = 0,86...0,9, uzunlamasına aerodinamik telli termokupllar için R = 0,85... 0,87.

Açık telli termokuplların etrafında çapraz akışta R≈ 0,68 ± 0,08.

Geri kazanım katsayısını arttırmanın etkili bir yolu, sensörlerdeki frenleme odalarını kullanmaktır (alanı 25...50 kat azaltılmış çıkış deliğine sahip açık bir giriş). Fren odasındaki bir termokupl etrafında uzunlamasına akışla r ≈ 0,98, enine ile R ≈ 0,92... 0,96.

Termokuplun çalışma bağlantısı, çapı termoelektrotların çapını aşan bir top şeklinde yapılırsa, hem boyuna hem de enine akışta R ≈ 0,75.

Akışın statik sıcaklığını ölçülen denge sıcaklığından (veya dikkate alınmazsa hatadan) belirlemek için yapılan düzeltme negatif bir işarete sahiptir ve şuna eşittir:

(5.45)

Yüzeye dağıtılan hassas elemanlarla ölçüldüğünde, sıcaklığın akış kesiti boyunca eşit olmayan dağılımından kaynaklanan hatalar ayrı bir değerlendirme gerektirir.

Takviye malzemelerinin izolasyon kaybından kaynaklanan yüksek sıcaklık ölçümlerindeki hataların rolü önemlidir.

Dirençli termometreler için, termometrenin hassas elemanının ölçüm akımı ve ilgili hata ile ısıtılması olasılığı; bunun büyüklüğü hem termometre ile çevre arasındaki ısı alışverişinin yoğunluğuna hem de termal direnç ve ısı kapasitesine bağlıdır. Hassas elemanı güçlendiren malzemelerin miktarı dikkate alınmalıdır.

Nüfuz eden radyasyon alanlarında sıcaklık ölçülürken, radyasyonun büyüklüğüne bağlı olarak hem anlık hem de integral etkilerden kaynaklanan hatalar dikkate alınmalıdır.

Hataları tahmin etmek için gerekli bilgiyi elde etmenin hiçbir şekilde temel bilgiyi elde etmekten daha kolay olmadığı anlaşılmalıdır. Bu nedenle, kabul edilebilir olduklarından emin olmak için sıklıkla maksimum hata değerlerinin değerlendirilmesine başvururlar.

Ancak asıl önemli olan, hataların doğasını ve bunların tezahür kalıplarını anlamaktır, çünkü bu, uygun sensör seçiminin ve ölçümlerin doğru organizasyonunun anahtarıdır.