4.2.4. Динамические погрешности термометров

Температура агента не остается в процессе сушки постоянной. Она изменяется с какой-то скоростью или колеблется около заданного значения (например, при автоматическом регулировании). В этом случае возникает дополнительная погрешность, обусловленная тепловой инерцией термометра.

Всякий преобразователь обладает инерционностью действия, которая сказывается в том, что изменения преобразуемой величины на входе преобразователя не сразу передаются на выход. Результат преобразования в каждый данный момент отличается от того, который получился бы по истечении достаточного времени после установления измеряемой величины. Разность между отсчетом преобразователя и значением измеряемой величины называется динамической ошибкой преобразователя. Поэтому при выборе датчиков для контроля и регулирования следует проверять их инерционность.

На рис. 4.2, а показан процесс изменения температуры термометра при скачкообразном изменении температуры среды  cp на величину Ѳс. Если преобразователь (термометр сопротивления) представить апериодическим звеном, его переходная функция имеет вид:

Из уравнения (4.4) следует, что погрешность измерения, обусловленная инерционностью термометра, вначале очень велика, градуировочные характеристики термометров но стечением времени уменьшается до сколь угодно малой величины.

Время, необходимое для приближения переходного процесса к установившемуся значению его с заданной точностью, определяется, постоянной времени преобразователя. Если температура среды с момента времени т=0 возрастает линейно (рис. 4.2, б), в установившемся режиме динамическая погрешность равна

(4.5)

т. е. температура преобразователя следует за температурой среды с некоторой задержкой, определяемой также постоянной времени преобразователя.

Рассмотрим третий характерный случай, когда температура среды изменяется гармонически, например по синусоидальному закону (рис. 4.2,в)  c=lBc sin ют. В этом случае температура преобразователя также изменяется по синусоиде, но с амплитудой и фазой ў, зависящими от частоты со колебаний температуры среды. Если преобразователь представляет собой апериодическое звено (4.3), амплитуда колебаний температуры преобразователя [58]

 (4.6)

Колебания температуры преобразователя отстают по фазе от колебаний температуры среды па величину — -  = arctg (соГд). Следовательно, в установившемся состоянии температура преобразователя следует за температурой среды с отставанием по фазе и уменьшенной амплитудой, зависящей от частоты колебаний. Такое колебание температуры часто происходит при ее автоматическом регулировании, например при использовании позиционных регуляторов. Из ірис. 4.2, в видно, что показание термопреобразователя в основном не отражает поведения измеряемой температуры среды. Отсчеты по термопреобразователю не характеризуют ни максимальной, ни минимальной температуры. При автоматическом регулировании особенно нежелательна значительная инерционность термопреобразователя.

На рис. 4.3 приведен пример диаграммы двухпозиционного регулирования системы, смоделированной на аналоговой машине МН-7. Для оценки влияния инерционности датчика на показатели
 


качества регулирования одновременно регистрировались выходные величины после первого и второго звеньев (первое звено — камера, второе — датчик) [59]. При увеличении постоянной времени датчика Tn амплитуда колебаний на выходе первого звена увеличивается, а на выходе второго звена остается постоянной (табл. 4.5).

отрывки (возможны ошибки распознавания, формулы опущены) из книги Автоматизация процессов сушки пиломатериалов Е. С. БОГДАНОВ 

Список литературы

• 2.2.3. Кривые разгона, динамические характеристики камер
• Глава 2 Статические и динамические характеристики лесосушильных камер