2. Выбор напряжений (токов) питания тензорезисторов.

Токи питания определим на базе величины рассеиваемой мощности. Последняя есть сумма потоков тепла, отдаваемых в окружающую среду путем конвективной теплопроотдачи и путем кондуктивного переноса к упругому элементу.

Конвективный поток тепла:

, (109)

где – коэффициент теплоотдачи

, (110)

где – рабочая температура рамки, – температура окружающей среды

Кондуктивный поток тепла:

, (111)

где , – температура упругого элемента, – коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); – толщина подложки, – поверхность теплоотдачи.

составляет примерно 10 Вт/(м² К)

кВт/(м²К), следовательно, компонентной можно пренебречь.

С другой стороны электрическая мощность, потребляемая тензорезисторами:

(112)

(113)

(114)

Удельная плотность потока:

(115)

Можем определить величину питающего тока:

(116)

Коэффициент преобразования тензометрического преобразователя зависит от характера измеряемой величины и геометрии упругого элемента Характер измеряемой величины определяется областью применения тензорезисторов.

3. Цветовые пирометры (пирометры спектральных отношений).

В основе этого класса приборов лежит закон смещения Вина, известный в математической записи как соотношение Вина.

Построим для какого-то тела графики плотностей излучений при различных температурах (рисунок 108). Эти графики описывают функцию плотности излучения от длины волны.

Рисунок 108

На рисунке 108 , т.е. чем больше температура, тем больше смещается экстремум в область малых длин волн.

Закон Вина:

Максимумы спектральных характеристик плотности излучения нагретых тел при повышении температуры смещаются в кратковолновую область, при этом произведение двух величин представляет собой величину постоянную.

Закон Вина выражается соотношением Вина:

, (206)

где - константа Вина.

Под цветовой температурой понимают температуру тела, при которой отношение плотностей излучения реального тела для двух длин волн равно отношению плотностей излучения абсолютно черного тела для тех же длин волн.

Запишем это математически с использованием соотношений:

(207)

Прибор градуируется по абсолютно черному телу.

- спектральная степень черноты :

(208)

(209)

Устройство цветового пирометра показано на рисунке 109:

1– объектив, 2– светоделительное (полупрозрачное) зеркало, 3– светофильтры, 4– фотоприемники, 5– компаратор, 6– преобразователь, 7– регистрирующее устройство; 6 и 7– устройства для обработки и представления информации Рисунок 109

Далее на рисунке 110 представлен (с обтюратором) одноканальный вариант устройства. В этом варианте два светофильтра помещены в окна диска, который вращается. Свет проходит то через синий, то через красный светофильтр и попадает на приемник.

1–объектив, 2–вращающийся диск (обтюратор) с двумя светофильтрами, 3–двигатель светодиска, 4–фотоприемник, 5 – блок обработки информации, 6–регистратор Рисунок 110

По отношению, записанному ранее, можно прийти к температуре

(210)

Необходимо получить . Зависимость получают путем градуировки, в качестве объекта используют эталонную лампу накаливания, для которой известна характеристика в виде: .

Если равны монохроматические степени черноты для двух длин волн (для серых тел, у которых ), то истинная температура совпадет с температурой абсолютно черного тела.

Если , то

(211)

(212)

Экзаменационный билет № 6