一种热电阻温度计自热指数测量方法

1.本发明涉及一种热电阻温度计自热指数测量方法。


背景技术：

2.核反应堆用电阻温度计的快速、有效响应，可以确保反应堆在发生较大温度瞬态变化时，能够及时实现停堆。因此，对其响应时间的准确测量非常重要。
3.目前，国内温度计的响应时间是在实验室条件下采用浸入式方法进行离线测量，是将温度计插入和环境温度不同的水中，获得温度计阶跃响应输出，来测量响应时间，不足之处是需要离线测量，无法反映其在不同的运行工况条件下响应时间的变化。
4.然而，温度计主要起到实时监控温度变化的作用，在整个温度测量系统中处于核心地位，如果离线测量，就需要停产停工等诸多问题，极大影响了企业生产效率，增加了企业运营成本。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，提供一种热电阻温度计自热指数测量方法，本发明采用了如下技术方案：
6.本发明提供了一种热电阻温度计自热指数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，将热电阻温度计接入电桥a、b接线端，c、e端接参比电阻r1，e、d端接电阻r2,以及d、a端接可调电阻r3；步骤s2，给电桥提供低电压，通过调节低电压，使被测对象的电流值达到i，待电桥c、d端电桥输出电压u1保持稳定后，调节可调电阻r3使电桥输出电压u1接近零；步骤s3，采集并记录电桥输出电压u1、参比电阻r1两端的电压u2和可调电阻r3的阻值；步骤s4，根据参比电阻r1和电阻r2阻值，计算出热电阻温度计在低电压下达到稳态时的阻值r、电流i和电功率p；步骤s5，给电桥提供高电压，调节高电压，使得热电阻温度计的电流值达到i'，采集并记录电桥输出电压u
′1；步骤s6，同步采集并记录参比电阻r1的c、e两端的电压u'2和热电阻温度计a、b两端的电压u
′3；步骤s7，计算出热电阻温度计在较高电压下的达到稳态时的阻值r'、电流i'和电功率p'；步骤s8，计算出自热指数shi；步骤s9，循环重复步骤s2至步骤s8多次，分别计算出每次的自热指数shi；步骤s10，将各次所得到的自热指数shi进行平均，得到平均值作为热电阻温度计自热指数。
7.本发明提供的一种热电阻温度计自热指数测量方法，还可以具有这样的技术特征，其中，电流值i的范围在1ma～6ma。
8.本发明提供的一种热电阻温度计自热指数测量方法，还可以具有这样的技术特征，其中，阻值r的表达式为：
[0009][0010]
本发明提供的一种热电阻温度计自热指数测量方法，还可以具有这样的技术特征，其中，电流值i'的范围在20ma～60ma。
[0011]
本发明提供的一种热电阻温度计自热指数测量方法，还可以具有这样的技术特征，其中，阻值r'的表达式为：
[0012][0013]
本发明提供的一种热电阻温度计自热指数测量方法，还可以具有这样的技术特征，其中，自热指数的表达式为：
[0014][0015]
发明作用与效果
[0016]
根据本发明的一种热电阻温度计自热指数测量方法，由于本发明通过测量电桥输出电阻两端电压、参比电阻的两端的电压和热电阻温度计的两端的电压，因此能够在安装异常或长期使用导致热电阻温度计传热特性发生变化时，根据电压计算得到热电阻温度计的自热指数.进一步由于传热热阻增加会导致自热指数增大，响应时间变慢，因此利用自热指数的变大，来判断现场安装的热电阻温度计响应时间的降级或劣化，避免将温度变送器拆卸检测重新安装等过程可能造成的人因失误。
[0017]
其次，本发明通过测量电桥输出电阻两端电压，也同步测量了参比电阻的两端的电压和热电阻温度计的两端的电压，计算热电阻温度计在低电压和高电压下达到稳态时的阻值和电流值，解决了由于非平衡电桥测量电阻值误差较大且不能同时获得流经被测对象的电流值的难题，提高了被测对象阻值变化较大时非平衡电桥阻值测量的准确性和电流测量的同步性，从而提高了被测对象自热指数的测量精度和效率。
附图说明
[0018]
图1是本发明实施例中的一种热电阻温度计自热指数测量方法流程图；
[0019]
图2是本发明实施例中热电阻温度计自热指数试验装置示意图。
具体实施方式
[0020]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明的测量方法作具体阐述。
[0021]
<实施例>
[0022]
图1是本发明实施例中的一种热电阻温度计自热指数测量方法流程图。
[0023]
图2是本发明热电阻温度计自热指数试验装置示意图。
[0024]
步骤s1，如图1和图2所示，将热电阻温度计的两根引线从原测量系统中解下，接入a、b两接线端，c、e端接参比电阻r1，e、d端接电阻r2,以及d、a端接可调电阻r3。
[0025]
步骤s2，接通电源，以较低的电压值为电桥供电，调节电压值使通过被测对象的电流值i为1ma～6ma，通过ad采集电路采集电桥输出c、d两端的电压u1和参比电阻r1的c、e两端的电压u2。调节可调电阻r3使得电桥输出电压u1接近零。
[0026]
步骤s3，待u1示值平稳后,记录可调电阻的阻值r3,u1和u2。
[0027]
步骤s4，根据记录可调电阻的阻值r3,u1和u2，计算热电阻温度计在低电压下达到稳态时的阻值r：
[0028][0029]
计算电流i，公式如下：
[0030][0031]
计算电功率p，公式如下：
[0032]
p＝i2×
r。
[0033]
步骤s5，设置较高的电压值为电桥供电，设置电压以使通过被测对象的电流值i为20ma～60ma。通过ad采集电路采集电桥输出c、d两端的电压u
′1、参比电阻r1的c、e两端的电压u
′2和被测对象的a、b两端的电压u
′3。
[0034]
步骤s6,待u
′1保持稳定后，记录u
′2和u
′3。
[0035]
步骤s7，计算热电阻温度计在较高电压下的达到稳态时的阻值r'，公式如下：
[0036][0037]
计算电流i'，公式如下：
[0038][0039]
计算电功率p'，公式如下：
[0040]
p'＝i'2×
r'
[0041]
步骤s8，计算热电阻温度计的自热指数shi，公式如下：
[0042][0043]
本实施例中，自热指数shi是一个以欧姆/瓦表示的热电阻温度计的特性参数。以热电阻温度计的阻值变化量与引起内热导致阻值变化的输入电功率大小的比值表示。对安装在现场的热电阻温度计，在同样的外部流体条件下，热电阻温度计本身的响应时间与自热指数存在函数关系。
[0044]
步骤s9，重复进行十组上述测量，分别记录下各次的热电阻温度计的自热指数shi。
[0045]
步骤s10，将十次测试的结果求出平均值作为热电阻温度计自热指数。
[0046]
表1热电阻温度计不同流速下响应时间和自热指数的测试结果
[0047][0048]
本实施例中，通过在不同流速的条件下，测量热电阻温度计的响应时间和自热指数。测量结果如表1所示，自热指数反映了响应时间的变化，自然指数变大，平均响应时间也变大，验证了测量方法的有效性和结果的一致性。
[0049]
实施例作用与效果
[0050]
根据本实施例提供的一种热电阻温度计自热指数测量方法，由于本实施例通过测量电桥输出电阻两端电压、参比电阻的两端的电压和热电阻温度计的两端的电压，因此能够在安装异常或长期使用导致热电阻温度计传热特性发生变化时，根据电压计算得到热电阻温度计的自热指数.进一步由于传热热阻增加会导致自热指数增大，响应时间变慢，因此利用自热指数的变大，来判断现场安装的热电阻温度计响应时间的降级或劣化，避免将温度变送器拆卸检测重新安装等过程可能造成的人因失误。
[0051]
其次，本实施例通过测量电桥输出电阻两端电压，也同步测量了参比电阻的两端的电压和热电阻温度计的两端的电压，计算热电阻温度计在低电压和高电压下达到稳态时的阻值和电流值，解决了由于非平衡电桥测量电阻值误差较大且不能同时获得流经被测对象的电流值的难题，提高了被测对象阻值变化较大时非平衡电桥阻值测量的准确性和电流测量的同步性，从而提高了被测对象自热指数的测量精度和效率。
[0052]
上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。