1.2.3. Методика расчета погрешности

Погрешность измерения ИК  состоит из ряда составляющих:

а) инструментальная погрешность ПП пп;

б) погрешность линии связи лс;

в) погрешность монтажа м;

г) инструментальная погрешность промежуточных ФБ_i [коммутатора (К), унифицирующего преобразователя (УП), аналого-цифрового преобразователя (АЦП)], ФБ_i

 = пп + лс + м + ФБ_i

Инструментальная погрешность определяется классом точности либо основной допускаемой погрешностью ПП.

1. Для термопар погрешность ПП определяется по формулам

где _т, _Е – абсолютные погрешности соответственно на входе и выходе ПП;

а, b, с – коэффициенты, которые определяются типом термопа­ры и диапазоном изменения температуры (табл. 2.4);

Е – термо-ЭДС, мВ.

Погрешность на выходе может быть найдена через погрешность на входе при известной чувствительности преобразователя S.

Таблица 2.4

Тип термопары	Диапазон измерения температуры С	Абсолютная погрешность на выходе Е, мВ
ТХК	–50 ... 300	0,2
ТХК	300 ... 800
ТХА	–50 ... 300	0,16
ТХА	300 ... 1300

2. Для термосопротивлений (ТС) погрешность ПП определя­ется следующим выражением:

где a и b – коэффициенты, зависящие от класса точности и типа ТС (табл. 2.5).

Погрешность линии связи при использовании ТС может быть как абсолютной, так и относительной:

абсолютная погрешность линии связи

– сопротивление ТС при Т = 0 °С;

– сопротивление линии связи при , принимаем 5 Ом;

– коэффициент теплоотдачи от жидкости к теплоприемнику;

– номинальная температура среды, равная 20 °С;

– реальная температура окружающей среды; .

Относительная погрешность линии связи ,%

Таблица 2.5

Тип ТС	Класс точности	Диапазон измерения Т,°С	Погрешность ,°С
ТСП	I	0 ... 650	Т
ТСП	II	0 ... 650	Т
ТСМ	II	–50 ... 180	Т
ТСМ	III	–50 ... 180	Т

Погрешность монтажа при установке ПП на объект измере­ния возникает вследствие теплообмена между ПП, окружающей средой и частями оборудования, искажающего поле измеряемого теплового параметра. Погрешность монтажа может быть сущест­венной.

Погрешность монтажа состоит из двух составляющих: погрешности теплопроводности термоприемника и погрешности излу­чения:

Погрешность теплопроводности материала термоприемника

,

где – соответственно температура стенки объек­та и рабочей части термоприемника, °С;

l – длина погруженной части чувствительного элемента, м;

– наружный и внутренний диаметры термоприемника, м;

– коэффициент теплоотдачи, ;

– теплопроводность материала, ;

– площадь поперечного сечения чехла, .

где – соответственно наружный и внутренний радиусы чехла

Погрешность излучения

,

где – константа излучения абсолютно черного тела (постоянная Стефана – Больцмана):

– коэффициент черноты, равный приведенному относительно­му коэффициенту черноты системы двух тел;

Определив и , можем найти абсолютную погрешность монтажа

и относительную погрешность монтажа

Погрешность монтажа является систематической погрешностью и может быть скорректирована несколькими способами:

1) повышением температуры в месте соединения теплоприемника со стенкой объекта, которую нужно покрывать тепловой изоляцией;

2) увеличением коэффициента теплоотдачи и глубины пог­ружения теплоприемника.

Если погрешность монтажа невозможно уменьшить до нуля, ее учитывают в качестве поправки к погрешности прибора.

Выбор УП определяется типом ПП. Инструментальная пог­решность УП находится из технической документации. В качест­ве коммутатора можно использовать коммутатор Ф7100, па­раметры которого даны в табл. 2.1.

Приведенная погрешность

% ; %

Результирующая относительная погрешность ИК

.

Для нормирования класса точности ИК требуется выделение аддитивных и мультипликативных составляющих погрешности ФБ.