Микропроцессорные системы контроля - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ε
<
∆
1
T и ε
<
∆
2
T . (3.5)
На практике значение ε задается обычно не выше 0,2…0,3 °С, что позволяет считать наступле-
ние момента уравнивания (усреднения) температуры по всему объему подложки.
Как только перепады температур по объему подложки термозонда станут меньше заданной ве-
личины ε, что соответствует усреднению температуры по объему подложки термозонда, измери-
тельный зонд приводят в контакт со следующим исследуемым объектом для проведения очередного
измерения и определения искомых ТФС в соответствии с реализуемым в системе частотно-
импульсным методом. При этом в системе «Термозонд – исследуемый объект» происходят два теп-
ловых процесса.
Первый соответствует граничным условиям 4-го рода, т.е. теплообмену при контакте двух тел,
температура одного из которых (подложки термозонда) выше другого. При этом на границе сопри-
косновения этих тел температура устанавливается после соприкосновения тел и остается постоян-
ной на протяжении всего процесса теплообмена, так как
const
1
),(),0(
э
э
=
+
=∞=τ
K
K
xTT
, (3.6)
где K
э
– критерий, характеризующий тепловую активность первого тела по отношению ко второму,
1
2
2
1
э
a
a
K
λ
λ
=
,
где λ
1
, а
1
– коэффициенты тепло- и температуропроводности подложки;
λ
2
, а
2
– коэффициенты тепло- и температуропроводности исследуемого объекта.
Второй тепловой процесс вызван действием импульсного источника тепла, помещенного в
плоскости контакта двух тел. В соответствии с принципом суперпозиции температурное поле в каж-
дой точке контактной поверхности будет определяться действием двух теплообменных процессов
),(),(),(
нп
τ
+
τ
=
τ
xTxTxT , (3.7)
где Т
п
– температура, обусловленная действием остаточного тепла, аккумулированного в подложке
термозонда от предыдущего измерения;
Т
н
(x, τ) – температура, обусловленная действием импульсного источника тепла.
Но поскольку рабочие термопары на контактной поверхности подложки находятся в абсолютно
одинаковых условиях по отношению к первому теплообменному процессу (3.6), то их дифференциаль-
ное включение исключает влияние этого теплового процесса на выходную измерительную информацию
с основной дифференциальной термобатареи, следовательно, рабочие дифференциальные термобатареи
фиксируют и выдают информацию только о температурно-временных изменениях (температурном по-
ле) от действия линейного импульсного источника тепла. Таким образом, на полученную измеритель-
ную информацию в следующих экспериментах не оказывает влияние остаточное, аккумулированное в
подложке зонда тепло, от предыдущего измерения, т.е. полученная измерительная информация позво-
ляет определить ТФС следующего исследуемого объекта без влияния на результат измерения предыду-
щих экспериментов.
Основным недостатком известных методов, применяющихся для НК ТФСМ является то, что неотъ-
емлемым, с точки зрения метрологии, условием его работы является необходимость после каждого из-
мерения в охлаждении измерительной головки до температуры окружающей среды с целью достижения
равенства температур измерительной головки зонда и исследуемого объекта. Но поскольку охлаждение
подложки измерительной головки осуществляется в основном только через одну контактную поверх-
ность, а боковые поверхности подложки находятся внутри корпуса зонда практически при адиабатиче-
ских условиях, то этот процесс очень длительный и составляет в среднем не менее 10…30 мин. В пред-
лагаемом методе необходимым условием начала следующего измерения является момент наступления

Страницы