лы от 0. . . 300
◦
С. Спай термопары закреплялся в центре образца, а термо-
электроды располагались вдоль его поверхности, что уменьшало влияние
краевых эффектов. Использовался механический способ крепления датчика
к образцу: термопара обматывалась вокруг одного из волокон сетеполотна.
По экспериментально определенной температуре образца
T
e
W
, темпера-
туре экрана
T
S
и плотности потока излучения
q
W,R
из уравнения теплового
баланса определялось отношение интегральной поглощательной способно-
сти в области солнечного спектра
А
S
к интегральной излучательной способ-
ности
ε
:
A
S
ε
=
2
σ
(
T
e
4
W
−
T
4
S
)
q
W,R
.
Результаты тепловых испытаний приведены в табл. 4
Таблица 4
Результаты тепловых испытаний образца металлического сетеполотна
q
W,R
, Вт/м
2
T
e
W
, K
T
S
, K
A
S
/
ε
1432
398
291
1,43
Величина отношения
А
S
/ε
= 1
,
43
, вычисленного по результатам измере-
ний для
T
e
W
= 398
K, удовлетворительно согласуется с величиной отношения
А
S
/ε
, полученного в результате независимых измерений на спектральных
приборах (
А
S
/ε
= 1
,
36
), что указывает на достоверность результатов лабо-
раторных исследований ОС.
Оценка методической погрешности измерения температуры метал-
лического сетеполотна и анализ экспериментальных данных.
При ис-
пользовании термопар для измерения температуры объектов происходит ис-
кажение температурного поля в месте установки датчика. Температура спая
термопары
T
t
отличается от истинной температуры
T
, которую имел бы
материал образца в той же точке, где расположена термопара, при ее от-
сутствии. В таких случаях принято говорить о методической погрешности
измерения температуры (МПИТ)
Δ
T
=
T
t
−
T
, которая имеет две составля-
ющие — систематическую и случайную. На практике полностью устранить
систематическую составляющую МПИТ не удается, но надлежащим выбо-
ром характеристик термопары она может быть уменьшена до приемлемой
величины, а с помощью методов, изложенных в [14], исключена из термо-
грамм. Как правило, случайная составляющая МПИТ существенно меньше
систематической и принимается равной инструментальной погрешности.
В описанном ранее эксперименте диаметр термоэлектродов платина-
константановой термопары был соизмерим с диаметром волокна сетепо-
лотна и составлял 30 мкм. Спай термопары имел ширину 60 мкм и длину
2 мм. Случайная составляющая равнялась 0,01 K, и ее вклад в МПИТ был
пренебрежимо мал.
Для оценки систематической составляющей МПИТ металлического се-
теполотна была сформулирована математическая модель теплообмена в си-
стеме “волокно сетеполотна – спай и электроды термопары”. Полагалось, что
термоэлектроды термопары параллельны волокну, образующему ячейку се-
теполотна, площадь контакта в месте соединения мала, а тепловой контакт
идеальный. Значения ТФС и ОС материала термопары и материала волокна
сетеполотна заимствовались из литературных источников [15, 16].
По результатам численного моделирования, основанного на методе ко-
нечных элементов, была найдена МПИТ, составляющая 1,2 K, что указывает
на достаточно высокую точность измерений.
102 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1
