Датчики измерительных систем

Скачать в djvu «Датчики измерительных систем»


—    мощность Рс рассеиваемую путем теплопроводности в


—    мощность Рс теряемую в результате теплопроводности через держатели нити;


—    излучаемую мощность Р, таким образом:


Pj—Pcl+Pc2-rPr


Мощность, рассеиваемая вследствие теплопроводности газа, зависит от поперечного распределения температуры, которое определяется радиусом корпуса датчика гс, его теплоемкостью и температурой, которая, в свою очередь, зависит от внешнего окружения. На установившемся режиме, когда температура трубки То и температура нити Tf постоянны, выражение для мощности Pi, в первом приближении можно записать так:


Рсу =- ак (Т,—Т0)а’ (р/ V М) (Т, — Т(1),


где р и М соответственно давление и молекулярная масса 1аза, а а’ — коэффициент, определяемый площадью поверхности нити (т. е. радиусом г и длиной L нити) и ее коэффициентом аккомодации.


Принимая, что температура держателей одинакова и равна То и что температура нити постоянна по се длине, т. е. градиент температуры 7′,-—То распределяется по участку нити, длина которого пренебрежимо мала по сравнению с ее общей длиной /., можно найти потери вследствие теплопроводности:


Pc*=bKj{Ti—T().


Здесь Kf — теплопроводность металла нити, а Ъ — постоянная, зависящая от конструкции нити и держателей.


Излучаемая мощность Р, определяется законом Стефана — Больцмана


Pr = ca(EfT4f—eJ),


где Т — абсолютная температура, a 8f и во — излучательные способности нити с температурой Tj и оболочки с температурой 7’с соответственно, о — постоянная Стефана для черного тела (о=5,7-10«8 Вт • м-2 — К ‘•) , а с — коэффициент, зависящий от площади поверхности нити.


В уравнении энергетического баланса от давления газа зависит только Рс„ поэтому желательно свести к минимуму члены PCs и Р,, что можно сделать, например, уменьшая г, Kf и е/. Чувствительность датчика тем выше, чем больше Рс т. е. разность Т;Т0; однако, поскольку излучаемая мощность Рг изменяется очень быетро с изменением этой разности, температура нити Tf ограничивается сравнительно низким значением менаду 100 и 200 °С, а То обычно равна комнатной температуре.

Скачать в djvu «Датчики измерительных систем»