Математические модели контактных датчиков температуры и цифровые методы компенсации их методических погрешностей

• Автор: Гуреев, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Непрерывные математические модели контактных датчиков

температуры, содержащих внутренний источник теплоты

1.1. Экспериментальный и теоретический анализ процессов теплообмена между контактным датчиком температуры, содержащим внутренний

источник теплоты, и средой.

1.2. Вывод математических моделей контактных датчиков температуры,

содержащих внутренний источник теплоты.

Выводы.

ГЛАВА 2. Дискретные математические модели контактных датчиков

температуры, содержащих внутренний источник теплоты

2.1. Получение дискретных математических моделей контактных
датчиков температуры, содержащих внутренний источник теплоты.
2.2. Оценка параметров дискретных математических моделей контактных
датчиков температуры, содержащих внутренний источник теплоты.
2.3. Применение процедур МНК и ОМНК для оценки параметров дискретных математических моделей контактных датчиков температуры,
содержащих внутренний источник теплоты.
Выводы.
ГЛАВА 3. Цифровые методы компенсации методических погрешностей
контактных датчиков температуры
3.1. Метод автоматического определения оптимальных условий
калибровки контактных датчиков температуры.
3.2. Нестационарный метод компенсации самонагрева чувствительного элемента контактных датчиков температуры при известном показателе тепловой инерции датчиков
3.3. Нестационарный метод компенсации самонагрева чувствительного элемента контактных датчиков температуры при неизвестном показателе
тепловой инерции датчиков
3.4. Метод компенсации ошибки измерения сопротивления резистивных датчиков температуры, включенных в токовую петлю, в условиях
изменения коэффициента усиления измерительной схемы
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Библиографический список.
Приложение А. Акт внедрения результатов диссертационной работы
Приложение Б. Акт внедрения в учебный процесс
ВВЕДЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена разработке и исследованию новых математических непрерывных и дискретных моделей контактных датчиков температуры, учитывающих самонагрев их чувствительного элемента, а также новых цифровых методов компенсации методических погрешностей измерения температуры с помощью таких датчиков.
Актуальность


Всероссийской конференции по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУРА-» (Обнинск, ). Метод автоматического определения оптимальных условий калибровки контактных датчиков температуры, помещенных в термостатирующий блок, в условиях нестабильности температуры в термостатирующем блоке. Нестационарные методы компенсации самонагрева чувствительного элемента контактных датчиков температуры при известном и неизвестном показателе тепловой инерции датчиков. Метод компенсации ошибки измерения сопротивления резистивных датчиков температуры, включенных в токовую петлю, в условиях изменения коэффициента усиления измерительной схемы и неодновременности измерения сигналов датчиков температуры и эталонных резисторов, включенных в ту же токовую петлю. Но теме диссертационной работы опубликовано научных работ, из них 2 работы в профильных периодических научных изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для публикации основных результатов кандидатских диссертаций. Структура работы Диссертация состоит из введения, трех глав, имеющих подразделы, заключения, списка литературы из 0 наименований и 2 приложений. Общий объем диссертации составляет 9 страниц, включая рисунка. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость результатов работы, представлена структура диссертации. Глава 1 посвящена разработке непрерывных математических моделей контактных датчиков температуры, учитывающих самонагрев их чувствительного элемента. Отличительной особенностью разработанных моделей от известных аналогичных является учет самонагрева чувствительного элемента контактного датчика температуры в условиях нестационарного теплообмена между датчиком и средой. В большинстве случаев самонагревом чувствительного элемента либо пренебрегают, либо компенсируют его в условиях стационарного теплообмена между чувствительным элементом и средой. В основу разработки математических моделей был взят подход, согласно которому контактный датчик температуры можно разбить на несколько однородных элементов и исследовать процесс теплообмена между ними [1, 2, , , , -]. В рамках данного подхода получены три типа непрерывных математических моделей контактных датчиков температуры: модель малоинерционных датчиков, размеры чувствительных элементов которых соизмеримы с размерами защитной конструкции; модель датчиков температуры стержневого типа и датчиков, имеющих массивную защитную оболочку, модель датчиков температуры с поверхностным чувствительным элементом. В работе получена обобщенная непрерывная математическая модель контактных датчиков температуры, имеющих внутренний источник теплоты, записанная в матричной форме. Полученные непрерывные модели использовались при разработке методов компенсации методических погрешностей контактных датчиков температуры. На основе данных моделей получены дискретные модели контактных датчиков температуры. Глава 2 посвящена разработке и анализу дискретных моделей контактных датчиков температуры, учитывающих самонагрев их чувствительного элемента. На основе полученных в главе 1 непрерывных моделей контактных датчиков температуры и путем аппроксимации возмущающих воздействий кусочно-постоянной и кусочно-линейной функцией получены дискретные математические модели контактных датчиков температуры. Проведена количественная оценка точности моделей при использовании кусочнолинейной аппроксимации температуры среды. Приведены результаты применения метода наименьших квадратов (МИК) и обобщенного метода наименьших квадратов (ОМНК) для оценки коэффициентов дискретных моделей. Глава 3 посвящена разработке новых цифровых методов, позволяющих компенсировать методические погрешности контактных датчиков температуры. Суть предложенного метода автоматического определения оптимальных условий калибровки контактных датчиков температуры заключается в оценке линейной скорости дрейфа температуры путем аппроксимации полиномом второй с помощью МНК выборки измеренных значений температуры и определении минимального значения данной скорости дрейфа.