способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности
Классы МПК: | G01K15/00 Испытание или калибровка термометров |
Автор(ы): | Гайский Виталий Александрович[UA] |
Патентообладатель(и): | Морской гидрофизический институт АН Украины (UA) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-06-21 публикация патента:
27.11.1995 |
Использование: градуировка термопрофилелиров, содержащих жгут из распределенных датчиков температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности непосредственно в месте их использования (море). Сущность изобретения: в среде с переменным в пространстве и во времени профилем температуры размещают градуированный и образцовый датчик. Образцовым равномерно распределенным датчиком, перемещаемым пошагово вдоль градуированного датчика, на участках x(x 1, n) контролируют температуру. Длина образцового датчика равна требуемой величине пространственного разрешения термопрофилемера, т. е. заданному шагу перемещения. На каждом участке в момент времени
измеряют n + 1 раз образцовым датчиком температуру участка q(x,
) и сопротивление
градуируемого датчика для разных профилей температуры. Используют полученные значения для решения n систем из n + 1 уравнений
относительно неизвестных коэффициентов градуировки Bx и bxi 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-2t.gif)
Формула изобретения
СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ С ПЕРЕМЕННЫМ ПОГОННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, заключающийся в том, что градуированный датчик вместе с распределенным образцовым датчиком размещают в среде с переменным в пространстве и во времени профилем температуры, перемещают образцовый датчик в среде с заданным шагом, по его показаниям контролируют температуру градуируемого датчика и измеряют его сопротивление, отличающийся тем, что, с целью упрощения градуировки датчика температуры в виде жгута из n распределенных датчиков с переменным погонным коэффициентом чувствительности, в качестве распределенного образцового датчика используют датчик с длиной, равной заданному шагу его перемещения, которое осуществляют вдоль градуируемого датчика, установленного неподвижно, контроль температуры![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-58t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-59t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-60t.gif)
определяют градуировочные коэффициенты Bx и bxi.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к температурным измерениям и предназначено для градуировки термопрофилемеров, используемых, например, в океанографических исследованиях и содержащих распределение датчики температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности. Известен способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности [1] заключающийся в том, что последовательно перемещают датчик из одного термостата в другой с различными температурами![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049030/916.gif)
as=
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-3t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-4t.gif)
as=
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-5t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-6t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-7t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-8t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-9t.gif)
-Bx+
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-10t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049035/183.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-11t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-12t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-13t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-14t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
g(i,х) пространственная функция модуляции погонной термочувствительности i-го датчика, равная, например,
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049009/945.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049009/945.gif)
r(i, х) пространственная функция модуляции погонного сопротивления за счет изменения поперечного сечения провода или эквивалентной этому изменению укладки провода вдоль профиля. Система линейных алгебраических уравнений (2) имеет решение относительно
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-15t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-16t.gif)
где
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049030/916.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-17t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049030/916.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-18t.gif)
Используем разложение определителя
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049030/916.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-19t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-20t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-21t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-22t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-23t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-24t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-25t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-26t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-27t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-28t.gif)
Значения Вх (выражение 7) являются конструктивными константами, не зависят от профиля измеряемой температуры
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-29t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-30t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-31t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-32t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
-Bx+
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-33t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-34t.gif)
Из этого выражения следует, что для каждого х имеется n+1 неизвестных (Вх и bхi, i
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-35t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
-Bx+
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-36t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-37t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-38t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-39t.gif)
Задавая произвольные
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-40t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-41t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-42t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-43t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-44t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-45t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-46t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-47t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-48t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-49t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-50t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-51t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-52t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-53t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/920.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-54t.gif)
В известных способах градуировки распределенных датчиков температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности необходимо контролировать (стабилизировать) изменение профиля температуры. При градуировке указанных термопрофилемеров предложенным способом изменение профиля температуры является даже желательным, так как именно благодаря этому изменению возможно получение хорошо обусловленной системы уравнений (I). Новое свойство отсутствие необходимости контроля всего профиля температуры по всей длине датчика обуславливает достижение положительного эффекта; заключающегося в упрощении градуировки, так как контроль температуры в предложенном способе осуществляется образцовыми средствами на ограниченном участке, а не по всей длине датчика. На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг.2 схема его измерительно-вычислительного блока. Устройство содержит градуируемый датчик-термопрофилемер 1, включающий жгут из n распределенных модулированных датчиков 2 температуры, соединенных с измерительно-вычислительным блоком 3, и образцовый измеритель 4 температуры, включающий распределенный датчик 5 температуры, соединенный с измерительно-вычислительным блоком 3. Длина образцового датчика 5 равна требуемой величине пространственного разрешения термопрофилемера 1. Измерительно-вычислительный блок 3 предназначен для измерения сопротивления градуируемого и образцового датчиков и вычисления значений градуировочной характеристики по данным измерений. Блок 3 может выполняться из стандартных измерительных приборов и вычислителей. Например, если образцовый и градуируемый датчики имеют выходной параметр сопротивление, то в состав блока 3 входят, как показано на фиг.2, последовательно включенные коммутатор 6, аналого-цифровой преобразователь 7 сопротивлений в код и процессор 8. В данном примере коммутатор 6 должен иметь минимальное переходное сопротивление ключей, которые могут быть контактами электромеханических реле. Этим условиям удовлетворяет, например, релейный мультиплексор 750 системы КАМАК. В качестве преобразователя 7 сопротивлений в код желательно использовать высокоточный прибор, например серийный цифровой вольтметр типа Щ387. В качестве процессора 8 целесообразно использование микроЭВМ, например, типа "Электроника-60". Градуировка термопрофилемера может осуществляться непосредственно в месте использования, например в море. При этом датчики 2 термопрофилемера опускают в море, а образцовый датчик 5 пошагово перемещают вдоль градуируемого. На каждом шаге х осуществляют пакет измерений сопротивлений датчиков для разных вертикальных профилей температуры, которые формируются или естественной изменчивостью окружающей среды, или путем вертикальных перемещений связки образцового и градуируемого датчиков в температурно-стратифицированном верхнем слое моря (океана). Этот пакет измерений
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049071/964.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-55t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-56t.gif)
![способ градуировки распределенного датчика температуры с переменным погонным коэффициентом чувствительности, патент № 2049313](/images/patents/423/2049313/2049313-57t.gif)
Класс G01K15/00 Испытание или калибровка термометров