Для повышения точности измерения температуры и точности вос-
произведения заданного температурного режима на поверхности при
испытаниях на стенде радиационного нагрева элементов конструкций
из низкотеплопроводных материалов необходимо:
— при проведении эксперимента получить зависимость температу-
ры
Т
2
(
t
)
;
— рассчитать зависимости
Δ
Т
1
,
2
(
t
)
, учитывая возможное смещение
термопары, свойства клеевого состава и
q
пад
;
— в системе регулирования использовать значения
Т
1
, скорректиро-
ванные с учетом методической погрешности:
Т
1
(
t
) =
Т
2
(
t
)+Δ
T
1
,
2
(
t
)
.
Если цель проведения испытаний — определение теплофизических
свойств материала, то необходимая для этого зависимость темпера-
туры в точке, координаты которой совпадают с координатами места
установки спая термодатчика
Т
3
(
t
)
(см. рис. 2,
а
), может быть получе-
на расчетным путем с учетом величины методической погрешности
Δ
T
3
,
2
(
t
)
:
Т
3
(
t
) =
Т
2
(
t
) + Δ
T
3
,
2
(
t
)
.
Выводы.
1. Выполнено расчетное исследование методической по-
грешности измерения температуры образцов низкотеплопроводных
материалов термопарой, установленной в прямоугольный паз, с учетом
реальной геометрии термоэлектродов и спая. Указанная постановка за-
дачи позволила оценить и обосновать ряд упрощающих допущений,
широко используемых в подобных расчетах. Исследование выполнено
на основе решения трехмерной нестационарной задачи теплопровод-
ности с нелинейными граничными условиями.
2. Получена количественная оценка погрешностей, обусловленных
градиентом температуры по глубине образца, наличием термопары и
слоя клея. Показано, что наибольшие значения погрешности (
Δ
T
12
(
t
))
имеют место на начальном этапе нагрева образца в первые десятки
секунд и достигают значений 36. . . 62% в зависимости от величины
падающего потока излучения. Это обстоятельство может играть суще-
ственную роль в практике тепловых испытаний летательных аппаратов
с малым временем работы в условиях нестационарного теплообмена с
окружающей средой и при моделировании их температурного состоя-
ния.
3. Для рассмотренных условий при нагреве образца знак погрешно-
сти измерения температуры, обусловленной только влиянием инород-
ного тела (
Δ
T
32
(
t
))
, по прошествии некоторого времени изменяется на
противоположный. Этот важный практический результат означает, что
показания термопары в начальные моменты времени являются суще-
ственно заниженными по сравнению с истинной температурой в месте
ее установки, а затем — наоборот. Определение истинной температу-
ры по показаниям термопар без учета этого обстоятельства в первые
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3 61
