Рис. 8. Вольт-линейные характеристики других образцов датчиков № 1–4 (
×
,
,
N
,
•
), свободных от керамики при
t
o.c
= +24
◦
C,
I
= 100
мА
По результатам экспериментальных исследований и моделирова-
ния был проведен анализ свойств оптимального прототипа ВТСП-
датчика и его рациональной конструкции, которая имела бы мини-
мальные внешние тепловые возмущения к контролируемой среде.
Для подтверждения возможности использования проводников с
ВТСП-фракцией в качестве датчика был сконструирован, изготовлен
и протестирован опытный образец вторичного измерительного при-
бора. Алгоритм работы прибора был следующим. Положение уровня
жидкости фиксировалось первичным датчиком в виде сигнала — ин-
тегрального падения напряжения на датчике. Это напряжение перево-
дилось контроллером по тарировочной кривой, приведенной на рис. 7,
в значение уровня жидкости и на приборе загорался индикатор, соот-
ветствующий этому уровню. Для определения активного индикатора
использовалась так называемая “идеальная характеристика”. Идеаль-
ная характеристика образца ВТСП-датчика № 5 приведена на рис. 9.
Например, согласно этой характеристике при заполнении эксперимен-
тального сосуда на 120 мм должен гореть индикатор № 20. В реаль-
ных же условиях при испытании прибора наблюдался разброс показа-
ний прибора в пределах до
±
20 мм (кривые экспериментов № 1–4 на
рис. 9), что связано с сильным влиянием на работу датчика внешних
условий окружающей среды. Это позволяет сравнить характеристики
реального и идеального измерителей уровня, оценить наблюдаемые в
условиях реального применения погрешности.
В работе показана возможность применения ВТСП в качестве чув-
ствительного элемента линейного терморезистивного уровнемера для
криогенных жидкостей. Сконструирован и испытан прибор для из-
мерения уровня жидкого азота при атмосферном давлении. Предло-
женная математическая модель теплопроводности линейного термо-
резистивного датчика позволила исследовать процессы формирования
126 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 6
