Приложение А (справочное). Примеры средств измерений

Приложение А
(справочное)

Примеры средств измерений

А.1 Тепловые манекены

Тепловой манекен представляет собой датчик, имеющий размер и форму человека, поверхность которого разделена на многочисленные, индивидуально управляемые, нагреваемые зоны. Он пригоден для измерения всего тела и локальной . Независимые зоны манекена нагревают до необходимой температуры с возможностью контроля и измерения их температуры. На каждую зону подают низковольтное напряжение с частотой, позволяющей поддерживать постоянную или изменяющуюся температуру поверхности. Также возможно поддерживать постоянное электроснабжение поверхности.

Энергопотребление при установившихся температурных условиях является показателем потери тепла за счет конвекции, излучения и кондукции (потери сухого тепла). Измерения и регулирование проводят с помощью компьютерной системы. Обычно для каждой зоны измеряют энергопотребление или потерю тепла (Q, ) и температуру поверхности, (, °С). Прямое измерение Q и устраняет необходимость определения других компонентов. С помощью приведения к температурным условиям, соответствующим определенной эквивалентной температуре, потери тепла могут быть приведены к эквивалентной температуре. Технические данные двух манекенов приведены на рисунке А.1 и в таблице А.1. Дополнительная информация о системе измерений и ее регулировании приведена в библиографии.

Рисунок А.1 - Схематические изображения двух тепловых манекенов с разделением на зоны

Таблица А.1 - Технические данные двух тепловых манекенов

Параметры манекена	Манекен мужчины	Манекен женщины
Размер одежды	С50
Длина	Поза сидя (фиксированная поза)	166 см
Вес	16 кг	31 кг
Количество зон		16
Принцип регулирования (см. приложение В)	Постоянная Постоянная Q Уравнение комфорта	Постоянная Постоянная Q Уравнение комфорта
Одежда	0,6 кло	Обнаженный + 0,51 кло

А.2 Отдельные тепловые датчики

А.2.1 Плоские нагреваемые датчики

Плоские, нагреваемые датчики различной конструкции и формы могут быть использованы для определения направленной . Один тип датчиков выполнен из одного нагреваемого элемента. Он состоит из маленькой плоской платиновой пластины, нагреваемой электрическим током, с различными настройками, которые соответствуют уровням активности человека (в большинстве случаев при постоянной интенсивности 85 ). Направленную измеряют с использованием искусственной кожи. Чтобы избежать появления непреднамеренных тепловых потоков, устанавливают восемь контр-нагревателей спереди и девять контр-нагревателей сзади. Измеряемым значением является результирующая температура поверхности (РТП), которую вычисляют с помощью измеренного электрического сопротивления и калибровочной кривой. Температура может быть вычислена на основе РТП с помощью линейной функции. Несколько датчиков могут быть прикреплены к манекену или встроены в стандартную одежду, надетую на манекен или реального человека, как показано на рисунке А.2.

Рисунок А.2 - Примеры установки датчиков для измерения с использованием нескольких отдельных нагреваемых датчиков, прикрепленных к манекену или реальному человеку

Другой тип датчиков выполнен из двух пленочных тепловых элементов, нагреваемых электрическим током двух уровней мощности. Датчики имеют небольшой размер и плоскую поверхность, что обеспечивает измерение ими направленной . Для вычисления эквивалентной температуры используют линейную модель. Несколько датчиков прикрепляют к поверхности тела манекена с формой тела женщины. Манекен сделан из полиуретана на металлической основе. Электронный блок управления встроен в тело манекена (рисунок А.2, пример 2).

С использованием двух типов датчиков может быть определена всего тела и локальная .

А.2.2 Сферические нагреваемые датчики

Сферические датчики, нагреваемые по всей поверхности, могут быть использованы для измерения всенаправленной .

Рассматриваемый тип датчика представляет собой эллипсоид размером 200 мм х 50 мм. Отдельный блок управляет температурой и нагревает датчик. Размер и форма преобразователя выбраны таким образом, чтобы соотношение потери тепла за счет излучения и конвекции соответствовало таковому у реального человека. Для моделирования различных ситуаций, в которых может оказаться человек, положение преобразователя можно изменять между вертикальным и горизонтальным. При использовании моделирования человека в позе сидя, датчик может быть отклонен на 30° от вертикали. Датчик состоит только из одной зоны. Он не может фиксировать температурные условия в разных направлениях, например тепловое излучение с одной стороны и сквозняк с другой стороны могут нивелировать друг друга. При использовании нескольких датчиков они могут повлиять друг на друга. Датчик не предназначен для измерений контакта с сиденьем. Полученные данные используют для вычисления всенаправленной .

При использовании модели человека в позе сидя несколько датчиков могут быть установлены на устройство, имеющее форму человека. В этом случае можно определить локальную и всего тела (см. рисунок А.3).

Рисунок А.3 - Пример выполнения измерений с установкой нескольких эллипсоидных датчиков на модели человека в позе сидя