Робочий зошит з Вим.Темп

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Білоцерківська філія


Спеціальність 091304- електротеплотехнічні вимірювання







РОБОЧИЙ ЗОШИТ

Для виконання лабораторних занять

З дисципліни: ТЕМПЕРАТУРНІ ТА ТЕПЛОФІЗИЧНІ ВИМІРЮВАННЯ


4, 5 курс














Студента__________________________________

Курсу_________ Групи____________

Залікова оцінка____________

Підпис викладача_____________


м.Біла Церква

Лабораторне заняття №1

Тема:-« Вимірювання температури скляно-рідинними термометрами »


1. Мета заняття
1.1. Визначення класифікаційної позначки, основні технічні та метрологічні характеристики скляних рідинних термометрів (СРТ), що запропоновані до дослідження.
1.2. Визначити методику вимірювання температури СРТ з повним зануренням в середовище.
1.3. Визначити методику вимірювання температури СРТ з частинним зануренням в середовище.
1.4. Визначити методику введення поправок показів СРТ.
2 Прилади та обладнання
2.1. СРТ з повним зануренням в середовище.
2.2. СРТ з частинним зануренням в середовище.
2.3. Нульовий термостат.
2.4. Масляний термостат ТС-24А
2.5. Паровий термостат ТП-1 5.
2.6. Паличний СРТ.
3. Загальні відомості
Термометри скляні рідинні використовуються для вимірювання температури в діапазоні від -200 до +800°С.
Стандартні рідинні термометри мають велике розповсюдження в лабораторних дослідженнях, в виробництві і різних інших сферах житія тому, що вони прості в використанні, мають досить високу точність вимірювання температури і коштують значно менше, ніж інші термометри.
Конструктивні форми СРТ дуже різноманітні. Але існує три основні типи конструкцій СРТ: паличні, з вкладеною інкалою і з зовнішньою шкалою.
Паличні термометри мають товстостінний капіляр з зовнішнім діаметром 6-8 мм, який дорівнює діаметру резервуара. Шкала нанесена на зовнішні поверхні капіляра.
У термометрі з вкладеною шкалою, вона виконана у вигляді прямокутної пластини з скла молочного кольору. Міститься ця шкала позаду капілярної грубки, що припасовується до резервуара циліндричної форми. До резервуара припасовується скляний корпус, в якому знаходиться капіляр та шкальна пластина.
Всі основні елементи термометра з зовнішньою шкалою, шкальна пластина, капіляр та резервуар, жорстко закріплені на пластмасовій, дерев'яній або металевій основі. В окремих термометрах шкалу наносять безпосередньо на металеву основу, як, наприклад, у термометрів, що виміряють температуру зовнішнього повітря. Самий розповсюджений термометр з зовнішньою шкалою - це кімнатний термометр.
В якості термометричної рідини в СРТ використовують ртуть, толуол, етиловий спирт, керосин, петролейний спирт, пентан тощо.
Серед СРТ найбільше розповсюдження мають термометри з ртуттю. Вони мають такі переваги: ртуть не змочує скло, є хімічно чистою речовиною; при нормальному атмосферному тиску залишається рідиною для діапазону температур від -38,87 до +356,58°С. Важливе те, тиск насиченої пари ртуті при температурі вище за +356,58°С не великий в порівнянні з насиченими парами інших рідин. Це дозволяє при невеликому збільшенні тиску в капілярі термометра підвищити температуру її кипіння, що дозволяє1 значно розширити температурний діапазон використання термометрів з ртуті.
За призначенням та областю використання СРТ поділяються на такі групи: зразкові, лабораторні і спеціального призначення; технічні, метрологічні, для сільського господарства, медичні, побутові.
В залежності від способу градуювання термометри поділяються на дві групи: термометри, градуювання яких відбувається при повному устромлянні в рідину (речовину), термометри, градуювання яких відбувається при частковому устромлені.
Термометри першої групи при вимірюванні температури устромлюються в середовище до значення на шкалі, що відповідає температурі середовища. При підвищенні температури середовища термометр устромлюється глибше до необхідної позначки. Таким чином, при підвищенні температури глибина устромляння термометра підвищується як при градуюванні так і при вимірюванні.
Для термометрів другої групи глибина устромляння фіксована і обов'язково показується на термометрі. Це стосується і градуювання і вимірювання. При використанні цих термометрів треба ураховувати, що частина капіляра з термометричною рідиною знаходиться над середовищем, температуру якого вимірюють. Температура капіляра з термометричною рідиною, що знаходиться над середовищем, відрізняється від температури середовища і близька за значенням до температури навколишнього повітря.
Основні причини виникнення похибок при вимірюванні температури СРТ є: похибка показів термометра при нормальних умовах роботи; похибка, що виникає при відхиленні умов роботи від нормальних; похибка від дефектів конструкції термометра;
похибка, що обумовлена індивідуальними властивостями людини, яка вимірює температуру.
Похибка показів термометра при нормальних умовах роботи є слідством похибок при градуюванні термометра. При градуюванні термометра (в термостатах) на шкальну пластину наносять дві або декілька основних відміток при контролі температури за допомогою зразкового термометру. Потім проміжки між відмітками поділяють на рівні частки. При таких умовах похибки виникають від помилок при нанесенні основних та проміжних відміток шкали; нерівномірність розрізу капіляру по його довжині; нелінійна залежність об'ємів термометричної рідини і резервуару від температури.
Похибка, що виникає при відхиленні умов роботи від нормальних, є слідством термічних наслідків в склі; неправильне устромлення термометр;зміни зовнішнього і внутрішнього тисків, що впливають на стінки термометра. Всі ці похибки легко усуваються введенням різних поправок.
Значні похибки показів термометра пов'язані з його різними дефектами. Наприклад, розривами стовпчику термометричної рідини, возгонкою термометричної рідини і дистиляцією її в верхній частині капіляру тощо. Всі ці дефекти повинні усуватися.
Похибка може бути обумовлена індивідуальними властивостями людини, що вимірює температуру. Показ термометра спостерігається неозброєним оком, коли потрібна висока точність, або за допомогою лупи або мікроскопа, коли необхідна точність вимірювання до однієї десятої долі найменшої поділки шкали. Існує три види помилок: помилка від паралакса, помилка на оцінці найменшої поділки, помилка на оцінці значення ціни ділення, що називають "промахами".
Нормативні документи (НД) визначають допустимі похибки показів термометрів. Ці похибки залежать від двох факторів: ціни поділки і температурного діапазону шкали термометру. Чим більше ціна поділки і діапазон термометра, тим більше допустима похибка, що встановлена НД. Точність вимірювання температури термометра не може перебільшувати допустиму похибку, що забезпечується при нормальних умовах. Якщо є необхідність підвищення точності вимірювання, наприклад в лабораторних умовах, то враховують всі поправки. Більшість поправок визначається в результаті додаткових досліджень і вимірювань в лабораторних умовах або при повірках. Похибки показів термометра і різних точках шкали відрізняються величиною і знаком. Введення поправок може значно підвищити точність вимірювання.
4. Література та посібики
4.1. Температурные измерения / Справочник. Под редакцией О.А. Гращенко. - Киев.: Наукова думка, 1989;
4.2. Олейник Б.Н., Лаздина СИ., Лаздин В.П., Жугало О.М. Приборы и методы температурных измерений. - М.: Из-во стандартов, 1987;
4.3. ГОСТ 28498-90. Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний.
5. Контрольні питання
5.1. На якій залежності побудовано принцип дії СРТ?
5.2. В якому діапазоні температур використовується СРТ?
5.3. Зробіть перелік переваг і недоліків СРТ.
5.4. Назвіть всі елементи конструкції СРТ.
5.5. Як вимірюють температуру за допомогою СРТ?
5.6. Який коефіцієнт об'ємного розширення використовується при розрахунку СРТ?
5.7. Чому при розрахунках СРТ використовується видимий коефіцієнт об'ємного теплового розширення?
5.8. Які коефіцієнти термічних наслідків в склі Вам відомі?
5.9. Що визначає "старіння" скла?
5.10. Що таке "депресія" в склі?
5.11. Яким чином зменшується величина термічних наслідків в склі?
5.12. Від чого залежить зміна показів СРТ при наявності термічних наслідків в склі?
5.13. Які термометричні речовини використовуються для заповнення СРТ?
5.14. Які переваги має ртуть як термометрична речовина?
5.15. Які недоліки має ртуть як термометрична речовина?
5.16. Перелічіть переваги та недоліки органічних рідин як термометричних речовин.
5.17. Перекажіть особливості градуювання СРТ повного занурення в рідину.
5.18. Перекажіть особливості градуювання СРТ частинного занурення в рідину.
5.19. Чим відрізняються робочі СРТ від еталонних?
5.20. Які метрологічні характеристики СРТ Вам відомі?
5.21. Як визначаються границі допустимих похибок СРТ?
5.22. Яким чином знаходять числове значення поправки при зміщенні нульової точки СРТ від термічних наслідків в склі?
5.23. Чому виникає похибка від неповного занурення в рідину СРТ повного занурення?
5.24. Запишіть формулу поправки на виступаючий стовпчик термометричної рідини для СРТ повного занурення.
5.25. Чому виникає похибка показів у СРТ частинного занурення, коли температура виступаючого стовпчика відрізняється при градуюванні від температури при експлуатації?
5.26. Запишіть формулу поправки в показ СРТ частинного занурення, коли температура виступаючого стовпчика відрізняється при градуюванні від температури при експлуатації.

Відповіді












































































6. Порядок виконання завдання
6.1. У викладача візьміть СРТ повного та частинного занурення.
6.2. Визначте типи отриманих термометрів, основні технічні та метрологічні характеристики. Результати внесіть до табл. 6.1.
Таблиця 6.1

Найменування типів, технічних та метрологічних характеристик СРТ
СРТ №1
СРТ №2





6.3. За допомогою еталонного термометра визначте температуру в нульовому термостаті. Зробіть три відліки з інтервалом в 1 хвилину. Результати вимірювань запишіть в табл. 2.(дивіться в додаток).
6.4. У викладача візьміть додатковий паличний СРТ.
6.5. За допомогою СРТ повного зануренням зробіть вимірювання
температури в ультратермостаті УТ-15 при неправильному занурені термометра. Відмітку, до якої слід устромлювати СРТ в середовище, слід дізнатися у викладача. Результати вимірювань запишіть в табл. 3. (дивіться в додаток).
6.6. За допомогою СРТ повного занурення зробіть вимірювання температури в ультратермостаті УТ-15 при правильному зануренні термометра. Результати вимірювань запишіть в табл. 4. (дивіться в додаток).
Для контролю за вашими діями при виконанні цього вимірювання запросіть викладача.
6.7 Зробіть вимірювання температури в термостаті пари ТП-5 за \ допомогою СРТ частинного занурення. Результати вимірювань запишіть в табл. 7.1. (дивіться в додаток).
6.8. Ознайомте викладача з результатами вимірювань. Всі термометри, з якими Ви проводили дослідження, поверніть викладачеві!
7. Оформлення результатів вимірювання
7.1. Визначте положення нульової точки як середнє арифметичне значення трьох відліків.
7.2. Визначте поправку на зміщення нульової точки.
7.3. Проаналізуйте отриманий результат досліджень і зробіть висновок, який із процесів термічних наслідків в склі впливає на показ СРТ. Висновок обгрунтуйте.
7.4. Визначте поправку в показ СРТ повного занурення на виступаючий стовпчик і дійсну температуру середовища, що показав СРТ з урахуванням двох поправок.
Результати обчислення запишіть в табл.З.
7.5. Визначте поправку в показ СРТ часткового занурення при температурі виступаючого стовпчика, що відрізняється від температури при якій виконувалося градуювання термометра. Визначте дійсну температуру середовища, що показав СРТ.
Результати обчислення запишіть в табл.7.1.
7.6. В звіті повинно бути: мета заняття; прилади і обладнання, що використовували; таблиці 7.1, 7.2, 7.3; Розрахункові формули і зроблені розрахунки;висновки.





Таблиця 7.1

№СРТ
Номер відліку
Положення нульової точки °С



1
2
3















Таблиця 7.2 Градуювання при повному зануренні


Найменування параметра
Значення

1.
Відмітка, до якої устромелений СРТ, °С


2.
Температура, яку показує СРТ при неправильному
зануренні, °С


3.
Середня температура стовпчика, що виступає над середовищем, °С


4.
Поправка на температуру стовпчика, що виступає над середовищем, °С


5.
Поправка на зміщення нульової точки, °С


6.
Дійсна температура середовища, °С


1.
Температура, яку показує СРТ при правильному устромленні, °С


2.
Дійсна температура середовища, °С


Таблиця 7.3- Градуювання при не повному зануренні


Найменування параметра
Значення

1.
Відмітка, до якої занурений СРТ, °С


2.
Температура, яку показує СРТ, °С


3.
Температура стовпчика, що виступає над середовищем, при градуюванні термометру, °С


4.
Температура стовпчика, що виступає над середовищем, при вимірюванні, °С


5.
Поправка відліку температури стовпчика, що виступає над середовищем, при вимірюванні від температури при градуюванні, °С


6.
Дійсна температура, °С



Основні формули для розрахунків

При частковому зануренні
13 EMBED Equation.3 1415
t 1- середня температура виступаючого стовпчика при градуюванні
t 2 -середня температура виступаючого стовпчика при вимірюванні
Дійсна температура середовища дорівнює
tд =t +( t
При повному зануренні
13 EMBED Equation.3 1415
t- покази термометра
t 1- середня температура виступаючого стовпчика
Дійсна температура середовища буде дорівнювати
t д =t + (t,
Розрахунки




































Висновок:



Оцінка________
Підпис викладача_____________
Лабораторне заняття №2
«Вимірювання температури манометричними термометрами»
1. Мета заняття
1.1. Визначити основні позначки, технічні та метрологічні характеристики манометричного термометра (МТ), що запропонований до дослідження.
1.2. Вивчити методику вимірювання температури МТ.
2. Прилади та обладнання
2.1. Манометричний термометр.
2.2. Еталонні СРТ 3-го розряду.
2.3. Нульовий термостат або посудина Дюара.
2.4. Масляний термостат ТС-24А
2.5. Паровий термостат ТП-15.
3. Загальні відомості
Принцип дії манометричних термометрів, що побудований на використанні залежності між температурою та тиском робочої (термометричної) речовини в замкнутій герметичній термосистемі.
В залежності від робочої речовини манометричні термометри бувають газові, рідинні та конденсаційні (парорідинні). Робоча речовина впливає на їх використання для вимірювання рідинних та газових середовищ в діапазоні від -200 до +600 °С. Термометри з спеціальним заповнювачем термосистеми призначені для вимірювання температури від 100 до 1000 °С.
Манометричні термометри (МТ) виготовляють показуючими та самописними. Самописні термометри бувають з дисковим та стрічковим діаграмним папером. Пересування паперу здійснюється синхронним двигуном або часовим механізмом. МТ бувають з однобічною, двобічною або безнульовою шкалою. МТ - це тільки робочі прилади. Виготовляють їх таких класів: 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Відповідно до засобу з'єднання термобалона з корпусом приладу МТ виконуються з жорсткім зв'язком; з гнучким зв'язком (дистанційні). Довжина гнучкого капіляра може бути від 0,6 до 60 м.
За стійкістю до механічних впливів і впливу зовнішнього середовища МТ поділяються на звичайні, тряскоміцні, тряскостійкі, вібростійкі, ударостійкі, пилезахищені, бризкозахищені, водозахищені, вибухонепроникні та захищені від агресивних середовищ.
Також виготовляють МТ без додаткових пристроїв, з додатковими пристроями (пневмонічні, електричні), для дистанційного передавання сигналів, з сигналізацією, з регулюванням, інше.
Клас точності конденсаційних МТ відповідає тільки останнім 2/3 температурної шкали, а на першій 1/3 клас не повинен бути нижче наступного класу точності.
Основними причинами похибок при вимірюванні температури МТ є:
- похибки показів або запису при нормальних умовах роботи;
- зміна показів, які виникають при умовах, що не відповідають нормальним;
- похибки відліку показів;
- умови теплообміну, при яких порушується рівновага температур між термобалоном та середовищем;
- теплова інерційність термометрів.
Похибки показів МТ при нормальних умовах роботи виникають через похибки градуювання при виготовленні термометра, та варіація показів.
Варіація показів термометра виникає в наслідок гістерезису, що виникає як наявність невеликої величини термінової остатньої деформації манометричної пружини при її роботі. Ця деформація порушує однозначну залежність тиску в термосистемі від показів МТ при прямому та зворотному руху стрілки уздовж шкали.
Похибки МТ, що виникають від відхилень умов вимірювань від нормальних є слідством змін температури навколишнього середовища (додаткова температурна похибка), зміни атмосферного тиску (барометрична похибка), зміни розташування термобалона відносно пружини (гідростатична похибка). Всі ці похибки легко усуваються завдяки введенню різних поправок.
Загальними і спеціальними стандартами на МТ встановлені допустимі похибки їх показів. Ці величини залежать від класу точності термометра і діапазону температур, які виміряють.
Допустимі похибки характеризують ту точність вимірювання температури, яка може бути забезпечена при нормальних умовах роботи термометра. При необхідності підвищення точності вимірювання температури, наприклад при лабораторних дослідженнях , то до показу термометрів додають поправки, що визначені в результаті повірки термометра. Всі систематичні градуювальні похибки при цьому не враховуються. Похибки показів термометра в різних точках шкали можуть бути різними за величиною та знаком. Введенням поправок можна значно підвищити точність вимірювання.
4. Література
4.1. Температурные измерения . Справочник. Под редакцией О.А. Геращенко.- Киев: Наукова думка, 1989.
4.2. Олейник Б.Н., Лаздина С.И., Лаздин В.П., Жагулло О.М. Приборы и методы температурных измерений. - М.: Из-во стандартов, 1987.
4.3. ГОСТ 16920-93 Термометры и преобразователи температуры манометрические. Общие технические требования и методы испытаний.
5. Контрольні питання
5.1. На підставі якої залежності побудований принцип дії МТ?
5.2. Із яких основних частин побудована термосистема МТ?
5.3. Як класифікуються МТ в залежності від термометричної речовини в термосистемі?
5.4. Які термометричні речовини використовуються в газових МТ?
5.5. Які термометричні речовини використовуються в рідинних МТ?
5.6. Які термометричні речовини використовуються в конденсаційних МТ?
5.7. Які групи похибок виникають при вимірюванні температури за допомогою МТ?
5.8. Чому виникають похибки при вимірюванні температури за допомогою МТ при нормальних умовах роботи?
5.9. Чому виникає варіація показів МТ?
5.10. Що є причиною похибок при вимірюванні температури МТ в умовах, що відрізняються від нормальних?
5.11. Наведіть метрологічні характеристики МТ.

Відповіді














































6. Порядок виконання лабораторного заняття
6.1. У викладача одержите МТ.
6.2. Визначте основні позначки, технічні та метрологічні характеристики МТ. Результати дослідження МТ внесіть в табл. 1.
Таблиця 6.1

Найменування основних позначок, технічних та метрологічних характеристик
Тип МТ




6.3. Одержите у викладача зразкові СРТ 3-го розряду.
6.4. Розташуйте зразкові СРТ в термостатах (при цьому урахуйте діапазон вимірювання для кожного СРТ)
6.5. Зробіть вимірювання температури за допомогою зразкових СРТ і МТ в нульовому термостаті, ультратермостаті, паровому термостаті. Для контролю правильності дій, що Ви виконуєте, запросіть викладача. Результати вимірювань впишіть до табл. 2. (наведена в додатку).
6.6. Ознайомте викладача з результатами вимірювань.
6.7. Всі термометри - СРТ, МТ поверніть викладачеві.

7 Оформлення результатів вимірювань

7.1. Розрахуйте основну похибку вимірювання МТ. Результати обчислень запишіть до табл. 7.2.
7.2. Визначте границі допустимих значень основної похибки вимірювання МТ в °С. Результати обчислень запишіть до табл. 2.
7.3. Проаналізуйте результати обчислень і зробіть висновок про відповідність абсолютної похибки вимірювання температури МТ границі допустимих значень основної похибки.
7.4. В звіті запишіть: мету заняття; наведіть перелік приладів і обладнання, що використовувалися для дослідження МТ; таблиці 1, 2; розрахункові формули і виконані розрахунки; висновки.

Таблиця 7.1

Покази МТ,
t 1°С
Покази СРТ,
t2 °С
Абсолютна похибка вимірювань МТ,

·t1 °С

Варіа-
ція



Границя допустимих
значень
основної похибки
вимірювань МТ,
°С.

пр.
хід
Зв.
хід
Пр
хід

зв
хід
Пр
хід

зв
хід






















Основну похибку показів визначають за формулами:
Прямий хід
·t1=t2 - t1 (7.1)

·t1 =
Зворотній хід
·t2=t 2- t1 (7.2)



Варіацію показників визначають за формулою:
В= (t1 – t2) (7.4)
В=









На підставі виконаних вимірювань зробити висновок про проведені вимірювання і дати аналіз методу вимірювання температури за допомогою термометрів опору
Висновок






Оцінка________

Підпис викладача_____________



Лабораторне заняття №3
«Вимірювання температури термоелектричними термометрами»

1. Тема: Вимірювання температури термоелектричними термометрами

2. Мета роботи:
2.1. Вивчити кострукію і принцип дії термоелектричних перетворювачів.
2.2. Вивчити практично методику вимірювання робочими термоелектричними термометрами.
3. Прилади та обладнання:
3.1. Потенціометр постійного струму ПП.-63
3.2. Апаратура для відтворення температур, що перевіряються, (трубчаста електрична піч).
3.3. Нульовий термостат.
3.4. Скляний еталонний ртутний термометр.
3.5. Автоматичний потенціометр КСП-1
3.6. Пірометричний мілівольтметр М-64
4. Загальні відомості
Термоелектричні термометри широко використовуються для виміру температур від 200 до 2500 °С в різних областях техніки і наукових досліджень. В області низьких температур термоелектричні термометри одержали менше поширення, чим термометри опору. В області високих температур (вище 1300-1600 °С) термоелектричні термометри знаходять застосування головним чином для короткочасних вимірів.
Принцип дії термоелектричних термоперетворювача заснований на виникненні ЕРС у ланцюзі, складеної з двох різнорідних провідників при відмінності температур у місцях з'єднання цих провідників.








Мал..1.1 – Конструкція термоелектричного термометра
Конструкція термоелектричного термоперетворювача представлена на мал.1. Для захисту від механічних ушкоджень і впливу середовища, температура якої виміряється, електроди 1 термоелектричного термоперетворювача, армовані ізоляційними трубками 2, містяться в спеціальну захисну арматуру 3. У робочих термоперетворювачів, застосовуваних для виміру температури різних середовищ, арматура складається з захисного чохла 3, нерухомого 7 або рухливого штуцера з чепцевим ущільненням. У голівку 5 з ізоляційного матеріалу вмонтовані затиски 4 для приєднання термоелектродів і проводів 6, що з'єднують термометр із вимірювальним приладом. Довжина занурюємої в середовище (монтажної) частини, виконується різною для кожного конкретного типу термоелектричного термометра. Термоелектроди на робочому кінці скручують і звичайно зварюють або спаюють. Присадочний матеріал або припой не впливає на величину ЕРС, якщо має практично однакову температуру в місцях зіткнення з термоелектродами. Термоелектроди найчастіше ізолюють керамічними деталями у формі відрізків трубочок, що нанизуються на термоелектродний дріт.
До термоелектродних матеріалів, призначеним для виготовлення термоелект-ричних термоперетворювачів, пред'являють ряд вимог: жаростійкість і механічна міцність; хімічна інертність; термоелектрична однорідність; стабільність і відтворюваність термоелектричної характеристики; однозначна, бажано близька до лінійного, залежність ЕРС від температури;; висока чутливість.
Основними джерелами похибок термоелектричних термоперетворювача є: похибки градуировки; похибки в наслідок відхилення від номінальної статичної характеристики (НСХ) термоперетворювача; похибки в наслідок неоднорідності матеріалу термоелектродів; похибки в наслідок відхилень умов роботи від нормальних.і т.д.
5. Література і посібники
5.1. ГОСТ 8.338-78 Термопреобразователи технических термоэлектрических термометров. Метода и средства поверки.
5.2. ГОСТ 3044-84 Термопреобразователи технических термоэлектрических термометров. Градуировочные таблицы.
5.3 Олейник Б.Н., Лаздина СИ., Лаздин В.П., Жагулло О.М. Приборы и методы температурных измерений. М.: Издательство стандартов, 1986.
5.4. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы.
6 Контрольні запитання

5.1 Пояснити принцип дії термоелектричних перетворювачів
5.2Обгрунтувати використання вторинних приладів вимірювання е.р.с.термоперетворювача.
5.3 Основнні технічні і метрологічні характеристики термоелектричних перетворювачів
5.4Основні похибки вимірювання термоелектричними перетворювачами та методи їх знешкодження
5.5 Пояснити основні вимоги до матеріалів з яких виготовляються чутливі елементи термоелектричних перетворювачів.

Відповіді














































6 Порядок виконання роботи.

6.1. При проведенні вимірювань необхідно дотримуватись наступних умов:
- температура навколишнього повітря в межах 20 ±5 °С;
- відносна вологість навколишнього повітря не більш 80%;
- барометричний тиск 100000 ±3300 Па.
- вібрація в приміщенні не повинна викликати відхилень покажчика найбільш чуттєвого засобу вимірів більш ніж на ±0,25 ціни найменшого розподілу його шкали;
- живлення печей повинне здійснюватися стабілізованою напругою, зміни якого не повинні перевищувати 1%;
6.2 Ознайомитися з будовою та принципом дії термоелектричних перетворювачів.
6.3Підготувати автоматичний потенціометр КСП-1, і пірометричний мілівольтметр
6.4 Підключити термоелектричний перетворювач до приладів, або потенціометра Р363-2,який знімає Е.Р.С. , розвиваєму термопарою при вимірюваній температурі
6.5 Занурюємо термопару опору в нагрівальну піч , в якій задаємо необхідну температуру . Підключаємо до вторинних приладів , або потенціометра Р363-2 по результатах показів ,яких робимо висновок.
7 Оформлення результатів вимірювання.
Результати вимірювань температури термометром опору заносимо в таблицю
Таблиця 1 Вимірювання температури термоелектричним термометром
Задане значення
Температура в печі,
(0 С),або
задана еталон –
ним потенціометром ПП.-63
(мВ)
Значення з стандартної градуювальної характеристики
Вимірювання при прямому ході
(Покази вторинного приладу)
Вимірювання при зворотньому ході
(Покази вторинного приладу)































Основну похибку показів визначають за формулами:
Прямий хід
·Е1=Еt - Е1 (7.1)

·Е1
Зворотній хід
·Е2=Еt - Е2 (7.2)

·Е2
де Еt - номінальне значення вхідного сигналу, що відповідає вимірюємій точці (визначається за таблицею);
Варіацію показників визначають за формулою:
В= (Е1 – Е2) (7.4)
В=

На підставі виконаних вимірювань зробити висновок про проведені вимірювання і дати аналіз методу вимірювання температури за допомогою термометрів опору

Висновок






Оцінка________

Підпис викладача_____________
















Лабораторне заняття №4
«Вимірювання температури пірометричними мілівольтметрами і автоматичними потенціометрами»

Тема роботи :
Вимірювання температури за допомогою автоматичних потенціометрів та пірометричних мілівольтметрів


1.Мета роботи
Вивчити принцип дії та класифікацію автоматичних потенціометрів та пірометричних мілівольтметрів ,як вторинних приладів, вимірюючих термо-е.р.с. термоперетворювачів.

2.Прилади та обладнання

2.1 Автоматичний потенціометр КСП-1
2.Пірометричний мілівольтметр-М-64
2.3 Еталонний потенціометр ПП-63
2.4 Термоелектричний термоперетворювач ТХА
2.5 Термостат нульовий ТН-12.
2.6 Термостат паровий ТП-5
2.6 Термостат масляний ТС-24
2.7 Нагрівальна піч до1200 0С

3. Загальні відомості.
3.1 Автоматичні потенціометри
Потенціометри бувають переносними, лабораторными та автоматичними.
Автоматичні потенціометри відрізняються тим, що операції регулювання компенсуючої напруги і, відповідно, урівноваження вимірюваної ТЕДС здійснюються не в ручну, а автоматично переміщенням движка по каліброваному переходу з допомогою постійно діючого спостерігаючого пристрою.
Автоматичні потенціометри – це технічні загально промислові прилади високої (клас 0,25), середньої (клас 0,5; 1,0) і низької (клас 1,5 і нижче) точності.
Потенціометри зі стрічковою діаграмою випускаються як однокрапковий, так і багатокрапковий для вимірювання і запису температури у кількох (двох, трьох, шести і дванадцяти) точках.
Динамічні характеристики (швидкодія, час проходження 0,15 і 0,25–0,5 сек.) визначається часом проходження покажчиком всієї шкали.
Залежно від призначення автоматичні потенціометри градуйовані у градусах Цельсія в одиницях напруги, зазвичай у мілівольтах.
Широка номенклатура автоматичних потенціометрів, що випускаються промисловістю, відповідає вимогам ГОСТ 7164–78, а їх принципові схеми мають
багато спільних, в тому числі уніфікованих вузлів.
3.2 Принцип дії

Електронні автоматичні потенціометри також, як і лабораторні, неавтоматичні вимірюють Т.Е.Р.С. компенсаційним методом - найбільш точним методом вимірювання електрорушійної сили або напруги в колах постійного струму.
Принципова електрична вимірювальна схема електронного автоматичного потенціометра зображена на мал.3.1 З малюнка видно, що в електронних потенціометрах використовують мостову схему.



Малюнок 3.1-Принципова вимірювальна схема електронного потенціометра

Вона дозволяє автоматично вводити поправку на температуру вільних кінців термопари. При роботі потенціометра (положення 1 перемикача) з вимірюємою Т.Е.Р.С. еt термопари врівноважується різниця потенціалів Ut в нульовій діагоналі моста (між точками а та b). Це врівноваження відбувається автоматично, за допомогою слідкуючої системи, яка складається з віброперетворювача, е
·лектронного підсилювача та реверсивного двигуна.






Малюнок 3.2- принципова вимірювальна схема електронного потенціометра
з живленням від ДЖС.
При переміщенні движка від початку (точка а') до кінця (точка а") вимірювального реохорду Rр різниця потенціалів в нульовій діагоналі (між точками а та b) змінюється від початкового (наприклад, 0 мВ) до стабілізованих джерел живлення, що являється більш раціональним та забезпечує більшу стабільність їх показів.
Для автоматичного введення поправки на температуру вільних кінців термопари в якості одного з плеч моста увімкнено компенсаційну котушку з мідного дроту Rм , яка змінює свій опір в залежності від температури. Котушка Rм та вільні кінці термопари розташовані в потенціометрі в безпосередній близькості один від одного та мають однакову температуру.
Уявимо, що вимірюєма температура, а відповідно, й температура робочого кінця термопари мають постійну величину t', а вільні кінці термопари знаходяться при температурі to. Так як напруга Ut в нульовій діагоналі моста
складається з падінь напруги на опорах Ro та r (частина реохорду) при струмі i1 та падіння напруги на котушці Rм при струмі і2, направленому в протилежну сторону по відношенню до струму і1, то при рівновазі схеми, тобто при рівності е = Ut, можливо записати

еt = і1(Ro. + r) – і2RМ. (3.1)

При підвищенні температури вільних кінців, а відповідно й котушки RM на
·t Т.Е.Р.С. термопари зменьшується на
·еt, а опір котушки RM збільшується на
·RM. Опір розраховують так, щоб приріст напруги на ньому i2RM був точно рівним зменшенню Т.Е.Р.С.
·еt термопари. При цій умові рівність Т.Е.Р.С. термопари та напруги в нульовій діагоналі зберігається.

et -
·et = i1(Ro + r) – i2(RM +
·RM), (3.2)

та покази потенціометра зостануться незмінними, відповідними температурі t' робочого кінця термопари.

3.2 Пірометричні мілівольтметри

Для вимірювання ТЕДС широко застосовують мілівольтметри. Принцип дії магнітоелектричних мілівольтметрів основано на взаємодії магнітного поля постійного магнаті і рухливої котушки при проходженні у ній постійного струму, зумовленого ТЕДС перетворювача. Основними елементами мінівольтметра є постійний магніт, нерухомий залізний сердечник і рухома рамка у формі прямокутника.
Розтяжки або пружини створюють пружний елемент момент обертання, що протидіє моменту обертання. Відомо, що в такому випадку кут повороту рамки
· визначають рівнянням

· = С0 і , (3.3)
де С0 – постійний коефіцієнт;
і – сила струму, що проходить по рамці.
Щоб визначити ТЕДС, слід знати загальний опір вимірювального ланцюга.
Сила струму буде
і = 13 EMBED Equation.3 1415 (3.4)
Таким чином, кут повороту рамки мілівольтметра і є функцією ТЕДС.
В реальних умовах опір мілівольтметра Rr можуть значно змінюватися при зміні їх температури.
Значення опору практично не змінюватиметься за температури, коли температурний коефіцієнт значно зменшується.
Мілівольтметри з рухомою частиною поділяються на дві підгрупи: з вертикальною та горизонтальною віссю.
Залежно від призначення для роботи з термоелектричними перетворювачами мілівольметри поділяються на стаціонарні та переносні.
Переносні призначені для роботи з термоелектричними перетворювачами. Стаціонарні, що показують і самі записують, призначені для роботи з стандартними
термоелектричними перетворювачами, виготовляються з однією шкалою, відграду- йованою в одиницях температури термоперетворювача. Межі вимірювання таких приладів мають відповідати вимогам ГОСТ
4 Література та посібники

1. Олейник Б.Н. и др. Приборы и методы температурних измерений - М.: Издательство стандартов, 1987, 296 с.
2. Сосновский А.Г., Столярова Н.И. Измерение температур - М.: Издательство стандартов, 1970, 260 с.
3. Куинн Т. Температура: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.448с.
4. Геращенко ОА й др. Температурные измерения: справочник - Киев: Наукова думка, 1984, 496с.
5 Контрольні запитання

5.1 Пояснити принцип дії первинних термоперетворювачів термоелектричних
5.2Обгрунтувати використання вторинних приладів вимірювання термо-е.р.с. термоперетворювачів.
5.3 Пояснити призначення і принцип дії пірометричних мілівольтметрів.
5.4 Основнні технічні і метрологічні характеристики пірометричних мілівольтметрів.
5.5Основні похибки вимірювання пірометричними мілівольтметрамита методи їх знешкодження.
5.6 Пояснити призначення і принцип дії автоматичних потенціометрів.
5.7 Основнні технічні і метрологічні характеристики автоматичних потенціометрів.
5.8 Основні похибки вимірювання автоматичними потенціометрами та методи їх знешкодження.

Відповіді


























































6 Порядок виконання роботи.

6.1Ознайомитися з будовою та принципом дії термоперетворювачів термоелектричних.
6.2Підготувати автоматичний потенціометр та пірометричний мілівольтметр до роботи ,згідно вимог інструкції паспорта.
6.3 Підключити термопару до приладів ,або потенціометра ПП-63 ,який імітує термоелектричний термоперетворювач.
6.4 Занурюємо термометр опору в термостати ,нагрівальну піч , в яких задаємо необхідну температуру ,або підключаємо до потенціометру ПП-63, яким задаємо значення термо-е.р.с. згідно температури використовуємого термоперетворювача термоелектричного.

7 Оформлення результатів вимірювання.
Результати вимірювань температури автоматичним мостом і логометром занести в таблиці 1 і 2
Таблиця 1 Вимірювання температури автоматичним потенціометром
Задане значення
Температура в термостаті,печі,або значення з потенціометра ПП-63
Значення з стандартної градуювальної характеристики
Вимірювання при прямому ході
Вимірювання при зворотньому ході

















































Таблиця 2 Вимірювання температури пірометричним мілівольтметром
Задане значення
Температура в термостаті, печі, або значення з ПП-63
Значення з стандартної градуювальної характеристики
Вимірювання при прямому ході
Вимірювання при зворотньому ході


















































Згідно результатів вимірювання визначити основні метрологічні характеристики приладів.
Основну похибку показників визначають за формулами:
Прямий хід
·Е1=Еt - Е1 (7.1)


·Е1
Зворотній хід
·Е2=Еt - Е2 (7.2)

·Е2
де Еt - номінальне значення вхідного сигналу, що відповідає вимірює мій точці (визначається за таблицею);
Основну приведену похибку покажчиків приладу розраховують за формулою:

·п = 13 EMBED Equation.3 1415, (7.3)
де
·R – найбільше значення основної похибки, Ом;
Д – нормуюче значення вимірюваної величини (діапазон виміру приладу), Ом.
Основна приведена похибка показників повинна відповідати вимогам ГОСТ 7164–78.

·п =
Варіацію показників визначають за формулою:
В= (Е1 – Е2) (7.4)
В=
Приведену варіацію показників
·в у відсотках розраховують за формулою:

·в =13 EMBED Equation.3 1415% (7.5)

·в =
Варіація показників приладу повинна відповідати вимогам ГОСТ 7164–78.
Висновок по результатам вимірювання ,зрівнюючи значення тмператури з печі ( потенціометра ) і значення взяті з стандартної градуювальної характеристики.
Висновок



Оцінка________

Підпис викладача_____________

Лабораторне заняття №5
«Вимірювання температури термометрами опору»
Тема роботи :Вимірювання температури за допомогою термометрів опору

1.Мета роботи:
Вивчити принцип дії та класифікацію термометрів опору та вторинних приладів

2.Прилади та обладнання

2.1 Автоматичний міст КСМ-2
2.Логометр-Л-64
2.3 Еталонний потенціометр Р-363-2
2.4 Термоперетворювач опору ТОМ
2.5 Термостат нульовий ТН-12.
2.6 Термостат паровий ТП-5
2.6 Термостат масляний ТС-24
3. Загальні відомості.
3.1 Загальні відомості про термоперетворювачі опору
Принцип дії термометра опору оснований на властивості матеріалів змінювати свій електроопір при зміні температури. Величину характеризуючу зміну електроопору цих матеріалів при зміні температури називають температурним коефіцієнтом опору. Одиниця виміру температурного коефіцієнт опору- град -1.
В наш час застосовують термометри опору різних конструкцій. Платина-основний матеріал термометрів опору. Мідь застосовується в термометрах опору не вище 180 0 С.Але мідь має недолік – при нагріванні вона окислюється.
По призначенню термометри опору діляться на еталонні ,зразкові і робочі.
До робочих термометрів опору відносяться лабораторні і технічні термометри.
Так як і інші пристрої виміру температури, термометри опору характеризуються як чутливі, стабільні і зручні в роботі. Термометри опору діляться на низькоомні та високоомні. При одній і тій же товщині дроту,чим менший опір ,тим менші будуть розміри чутливості елемента і тим більша чутливість пристрою .Але такі термометри опору потребують складну вимірювальну схему, складних розрахунків і тому їх застосовують для спеціальних вимірювань. Еталонні і зразкові платинові термометри опору мають R 0= 46 Ом або 100 Ом .Параметри термоперетворювачів опору в значній ступені залежать від параметрів їх чутливих елементів. В залежності від матеріалу чутливого елементу , розрізняють металічні і напівпровідникові термоперетворювачі опору.
Металеві термоперетворювачі опору діляться на платинові (ТОП)і мідні(ТОМ ). Кожен з видів термоперетворювачів має свої номінальні і статистичні
характеристики, якими здійснюють значення опору при температурі 00С ( R 0 ) і діапазон вимірювальних температур.
Термометри опору ділять по інерційності:
малоінерційні (МІ ) , середньої інерційні ( СІ ), високоінерційні (ВІ).
Чутливі елементи перетворювачів опору виготовляють із числа чистих листів, сплавів, напівпровідникових матеріалів. Значення температурного коефіцієнта
опору повинно бути можливо більшим ,а залежність опору від температури – монотонною.
Зразкові термометри опору призначені для передачі температурної шкали пристроями нижчого класу. Зразкові платинові термометри опору діляться на термометри 1 – го та 2 –го класу. Зразкові термометри 1 –го класу повіряють
зразкові пристрої більш нижчого класу;зразкові термометри 2-го класу- технічні
пристрої вимірювальної температури. Зразкові термометри 1-го і 2-го класів можуть застосовуватися як лабораторні пристрої вищої точності.
Випуск серійних термометрів опору платинових і мідних регламентований
ГОСТ-6651-59. Термометри опору платинові випускаються для інтервалу температур від –200 до +650 0 С, термометри опору мідні для інтервалів тем-ператур від –50 до + 180 0 С.
В залежності від конструкції і застосування технічні термометри опору діляться: по призначенню на занурюючі та поверхневі ,по захисту від навколишнього середовища, по захисту від дії вимірюючого середовища ,на захистні і незахистні від дії агресивних і неагресивних середовищ ,по герметичності ,по стійкості до механічних дій, по кількості зон ,в яких вимірюється температура ,по кількості вихідних провідників, по точності ,по кількості чутливих елементів.
Платинові термоперетворювачі опору мають вимірювальну температуру від
-260 до + 1100 0 С; мідні від –200 до +200 0С,нікелеві від – 10 до + 180 0 С.
Випускаються двох модифікацій: одинарні і двійні. В одинарних ТОП включений один чутливий елемент, в подвійному два чутливих елемента не пов’язаних між собою електрично . Кожен чутливий елемент має свою пару затискачів в головці ТОП.
Крім металевих термоперетворювачів опору застосовують напівпровідникові термоперетворювачі опору: германієві , графітові ,вугільні – для вимірювання температури від 100 0 С до 300 0 С, еталонні застосовують для виміру низьких температур ( до 4 К ).
Недоліки ПТО – відсутність взаємозаміни РТС ,велике розходження значень опору та температурних коефіцієнтів для ПТО одного і того ж типу лінійний характер залежності електричного опору від температури ,мала допустима міцність при проходженні вимірювального струму.
Чисті метали нормуються по значенню частоти і як слідує , по значенню температурного коефіцієнту опору L 0-100.
Платинові термоперетворювачі опору мають вимірювальну температуру
від -260 до + 1100 0 С; мідні від –200 до +200 0С,нікелеві від –10 до +180 0 С . Випускаються двох модифікацій: одинарні і двійні. В одинарних ТОП включений один чутливий елемент, в подвійному два чутливих елемента не пов’язаних між собою електрично .Кожен чутливий елемент має свою пару затискачів в головці ТОП.
Крім металевих термоперетворювачів опору застосовують напівпровідникові термоперетворювачі опору: германієві , графітові , вугільні.
– для вимірювання температури від 100 0 С до 300 0 С, еталонні застосовують
для виміру низьких температур ( до 4 К ).
Недоліки ПТО – відсутність взаємозаміни РТС ,велике розходження значень опору та температурних коефіцієнтів для ПТО одного і того ж типу лінійний характер залежності електричного опору від температури ,мала допустима міцність при проходженні вимірювального стуму.
Термоперетворювачі опору для вимірювання температури поверхні застосовують для виміру температури поверхні різних геометричних форм, нерухомих і рухомих тіл, електропровідних матеріалів і ізоляторів, тіл з різною теплопровідністю та інші


4 Література та посібники

1. Олейник Б.Н. и др. Приборы и методы температурних измерений - М.: Издательство стандартов, 1987, 296 с.
2. Сосновский А.Г., Столярова Н.И. Измерение температур - М.: Издательство стандартов, 1970, 260 с.
3. Куинн Т. Температура: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.448с.
4. Геращенко ОА й др. Температурные измерения: справочник - Киев: Наукова думка, 1984, 496с.
5 Контрольні запитання

5.1 Пояснити принцип дії первинних термоперетворювачів опору
5.2Обгрунтувати використання вторинних приладів вимірювання опору термоперетворювача.
5.3 Основнні технічні і метрологічні характеристики термометрів опору
5.4Основні похибки вимірювання термометрами опору та методи їх знешкодження
5.5 Пояснити основні вимоги до матеріалів з яких виготовляються чутливі елементи термометрів опору.
Відповіді
































































6 Порядок виконання роботи.

6.1Ознайомитися з будовою та принципом дії термоперетворювачів опору.
6.2Підготувати автоматичний потенціометр Р363-2,або автоматичний міст і логометр.
6.3 Підключити термометр опору до приладів, або потенціометра Р363-2,який знімає падіння напруги на термометрі і еталонній котушці
6.4 Занурюємо термометр опору в термостати ,нагрівальну піч , в яких задаємо необхідну температуру ,або підключаємо до вторинних приладів , або потенціометру Р363-2 по результатах показів ,яких робимо висновок
7 Оформлення результатів вимірювання.
Результати вимірювань температури термометром опору заносимо в таблицю
Таблиця 1 Вимірювання температури термометром опору
Задане значення
Температура в термостаті,печі,
(0 С),або
задана еталон –
ним магазином
опору (Ом)
Значення з стандартної градуювальної характеристики
Вимірювання при прямому ході
(Покази вторинного приладу)
Вимірювання при зворотньому ході
(Покази вторинного приладу)































Основну похибку показників визначають за формулами:
Прямий хід
·R1=Rt - R1 (7.1)

·R1
Зворотній хід
·R2=Rt - R2 (7.2)

·R2
де Rt - номінальне значення вхідного сигналу, що відповідає вимірюємій точці (визначається за таблицею);
Варіацію показників визначають за формулою:
В= (R1 – R2) (7.4)
В=
На підставі виконаних вимірювань зробити висновок про проведені вимірювання і дати аналіз методу вимірювання температури за допомогою термометрів опору
Висновок

Оцінка________
Підпис викладача_____________
Лабораторне заняття №6
«Вимірювання температури логометрами і автоматичними мостами»

Тема роботи :Вимірювання температури за допомогою логометрів і автоматичних мостів

1.Мета роботи
Вивчити принцип дії та класифікацію автоматичних мостів і логометрів,як вторинних приладів, вимірюючих опір термоперетворювачів опору. Методика вимірювання температури.
2.Прилади та обладнання

2.1 Автоматичний міст КСМ-2
2.2Логометр-Л-64
2.3 Комбінований прилад УПІП-60М
2.4 Термометр опору ТСМ.
2.5 Термостат нульовий ТН-12.
2.6 Термостат паровий ТП-5
2.6 Термостат масляний ТС-24

3. Загальні відомості.

3.1 Автоматичні мости
Автоматичні урівноважені мости моделі КСМ виготовляються в одно та багатоканальному виконанні та розраховані на вимірювання, запис та регулювання за допомогою перетворювачів опору, що виготовляються за ГОСТ 6651-94.
Для вимірювання температури Rт у приладі використовуєтся трихпровідна схема врівноваженого моста, що складається з опорів Rр, Rш, Rд, Rб, R1, R 2,R3 та входів R1, R2 збільшувача.
Залежно від форми представлення інформації автоматичним мостам надані слідуючі цифри: КСМ з записами на стрічковій діаграмі; КПМ- показані з плоскою шкалою; КВМ - показані з шкалою. що обертається та ін.
Залежно від габаритних розмірів прилади поділяють на групи мініатюрні (КСМ1, КСД1, КСУ1), малогабаритні (КСМ2, КСД2, КСЦ2), нормальногаборитні (КСМ4, КСУ4), показуючі прилади з шкалою, що обертається (КВМ1, КВД1, КВ41), показуючі прилади з плоскою шкалою (КПМ1, КПД1, КП41), прилади з дисковою діафрагмою (КСМ3, КСД3, КСУ3).
Розмежування призначення приладів дало змогу зробити прилади різних класів прицільності: мініатюрні, класу 1; малогаборитні, класу 0,5 та нормальногабаритні, класу 0,25.
Час пробігу кареткою усієї шкали складає 1; 2,5; 10 с.
Конструктивний виступ приладів базується на блочно-модульному принципі.
Існують автоматичні цифрові мости, де цифрова формула представлення результатів вимірювання безпосередньо у стані числа в десятковій системі числення чи в стані цифрового коду дають змогу практично повністю ліквідувати обмеження, покладені на точність приладів розміром з відлікових пристроїв, підвищує шумостійкість приладів та дозволяє автоматизувати процес вимірювання та реєстрації даних, в тому числі, автоматичний вибір кордонів вимірювання.
Провідності для урівноваження моста також обираються автоматично за допомогою приладу керування УК.
Технічні характеристики мостів, що регламентуються ГОСТ 25242–82.
3.2 Логометри
Вимірювання опору термоперетворювача може здійснюватися за допомогою логометрів, зроблених за принципом взаємозв’язку магнітних полів напруг у ланцюгах термоперетворювача опору Rт, та постійного опору R. Основний елемент логометра – рухлива система, що складається з двох жорстко скріплених схрещених рамок.
При зміні опору Rт під дією підвищення температури, співвідношення струмів І1 та І2 змінюється, оскільки струм зменшується зі збільшенням Rт, відповідно змінюються і моменти М1 та М2. Повітряний зазор між полюсами N та S і сердечником виготовлено нерівномірним, а магнітна індукція у зазорі непостійна.
Напруга джерела живлення у логометрі теоретично не впливає на кут повороту рамок. Практично зміна напруги спричиняє відчутну похибку лише при відхиленні напруги джерела живлення ІП на значення, що перевищує (20% від номінального.
Типи та технічні характеристики логометрів регламентуються ГОСТ 9736–80.кисневому та нейтральному середовищі, а з неблагородних металів – для вимірювання температури рідин, газів, пари, поверхні твердих тіл та ін.
Похибка вимірювання Автоматичними мостами і логометрами термометр складається з похибки тперетворювачів опору та похибки вимірювальних приладів.
4 Література та посібники
1. Олейник Б.Н. и др. Приборы и методы температурних измерений - М.: Издательство стандартов, 1987, 296 с.
2. Сосновский А.Г., Столярова Н.И. Измерение температур - М.: Издательство стандартов, 1970, 260 с.
3. Геращенко ОА й др. Температурные измерения: справочник - Киев: Наукова думка, 1984, 496с.
5 Контрольні запитання
5.1 Пояснити принцип дії первинних термоперетворювачів опору
5.2Обгрунтувати використання вторинних приладів вимірювання опору термоперетворювачів.
5.3 Пояснити призначення і принцип дії логометрів.
5.4 Основнні технічні і метрологічні характеристики логометрів.
5.5Основні похибки вимірювання логометрами та методи їх знешкодження.
5.6 Пояснити призначення і принцип дії автоматичних мостів.
5.7 Основнні технічні і метрологічні характеристики автоматичних мостів.
5.8 Основні похибки вимірювання автоматичними мостами та методи їх знешкодження.
Відповіді














































6 Порядок виконання роботи.

6.1Ознайомитися з будовою та принципом дії термоперетворювачів опору.
6.2Підготувати автоматичний міст та логометр до роботи ,згідно вимог інструкції паспорта.
6.3 Підключити термометр опору до приладів ,або магазин опорів ,який імітує термометр опору.
6.4 занурюємо термометр опору в термостати , в яких задаємо необхідну температуру ,або підключаємо до магазину опору, яким задаємо значення опору згідно температури використовуваного термоперетворювача опору

7 Оформлення результатів вимірювання.
Результати вимірювань температури автоматичним мостом і логометром занести в таблиці 1 і 2
Таблиця 1- Вимірювання температури автоматичним мостом
Задане значення
Температура в термостаті,або значення з магазину опору
Значення з стандартної градуйовочної характеристики
Вимірювання при прямому ході
Вимірювання при зворотньому ході

















































Таблиця 2- Вимірювання температури логометром
Задане значення
Температура в термостаті,або значення з магазину опору
Значення з стандартної градуйовочної характеристики
Вимірювання при прямому ході
Вимірювання при зворотньому ході



















































Згідно результатів вимірювання визначити основні метрологічні характеристики приладів.
Основну похибку показників визначають за формулами:
Прямий хід
·R1=Rt - R1 (7.1)


·R1
Зворотній хід
·R2=Rt - R2 (7.2)

·R2
де Rt - номінальне значення вхідного сигналу, що відповідає вимірює мій точці (визначається за таблицею);
Основну приведену похибку покажчиків приладу розраховують за формулою:

·п = 13 EMBED Equation.3 1415, (7.3)
де
·R – найбільше значення основної похибки, Ом;
Д – нормуюче значення вимірюваної величини (діапазон виміру приладу), Ом.
Основна приведена похибка показників повинна відповідати вимогам ГОСТ 7164–78.

·п =
Варіацію показників визначають за формулою:
В= (R1 – R2) (7.4)
В=
Приведену варіацію показників
·в у відсотках розраховують за формулою:

·в =13 EMBED Equation.3 1415 (7.5)

·в =
Варіація показників приладу повинна відповідати вимогам ГОСТ 7164–78.
Висновок по результатам вимірювання ,зрівнюючи покази з термостатів(магазину опору) і значення взяті з стандартної градуювальної характеристики.
Висновок



Оцінка________
Підпис викладача_____________



Лабораторне заняття №7
«Вимірювання температури монохроматичними пірометрами»

Тема роботи :Вимірювання температури за допомогою монохроматичного оптичного пірометра

1.Мета роботи
Вивчити конструкцію, принцип дії та методику вимірювання температури монохроматичним оптичним пірометром.
2.Прилади та обладнання

2.1 Пірометр ОППИР-09
2.2 Температурна лампа

3. Загальні відомості.

Монохроматичні пірометри
Монохроматичні пірометри, що одержали поширення в наш час, це й об'єктивні і візуальні пірометри.
Візуальні пірометри відомі дуже давно. Очевидно, першим, хто запропонував принцип і пристрій візуального пірометра зі зникаючою ниткою був американець Е. Морзе, однак тільки пірометр, запропонований Хольборном і Курльбаумом у 1901 р., був по-справжньому придатний для виміру температури. Сучасні візуальні пірометри зберігають всі основні елементи цього пірометра. Око людини дозволяє досить точно і надійно вимірити температуру нагрітого тіла по яскравості його світіння тільки при порівнянні її з яскравістю якого-небудь опорного випромінювача, тому усі візуальні пірометри пірометри компенсаційного типу, де як зворотний перетворювач використовується лампа з вольфрамовою ниткою.




Рис. 3.1. Оптична схема монохроматичного візуального пірометра зі зникаючою ниткою
На рис. 3.1 приведена оптична схема візуального монохроматичного пірометра зі зникаючою ниткою. Об'єктив 2 створює зображення об'єкта виміру 1 у площині нитки лампи накалювання 4. Спостерігач розглядає через окуляр 6 зображення нитки лампочки на тлі зображення об'єкта через селективний (червоний) світлофільтр 5. При цьому, якщо яскравість нитки буде менше, ніж яскравість розпеченого тла, то нитка буде представлятися чорної; навпаки, якщо тло має меншу, чим нитка, яскравість, то нитка буде виглядати як світла лінія на темному тлі. Процес виміру полягає в тім, що спостерігач, змінюючи струм лампочки, домагається рівності яскравостей Рівність яскравостей нитки і тла створює ефект зникнення нитки, що перестає бути видимої. Виміривши при цьому струм розжарення лампочки, по її градуюванню визначають яскравісну температуру об'єкта.
Для монохроматизації випромінювання в таких пірометрах застосовують в основному скляні світлофільтри, що володіють високою тимчасовою стабільністю своїх характеристик пропущення.
Скляних фільтрів з вузькою смугою пропущення ні, тому вибирають скла з різкою границею пропущення поблизу краю видимої області спектра таким чином, щоб сполучення пропущення фільтра і спектральної чутливості ока дозволяло виділяти вузьку ділянку спектра. Звичайно в пірометрах застосовують червоний фільтр, тому що в червоній області очей мало чуттєвий до розходження квітів, що досить важливо для зрівноважування або, як говорять, фотометриювання. Спектральна ділянка, виділювана таким фільтром, буде вужче, ніж, скажемо, для зеленого або синього фільтра. Нарешті застосування червоного фільтра дозволяє почати вимір з більш низьких температур (600900°С), тому що у випромінюючого тіла при низьких температурах велика частка енергії приходиться на довгохвильову ділянку спектра, де в червоного фільтра значно більше пропущення. У вітчизняних пірометрах для таких фільтрів використовують скло КС-15.


4 Література та посібники
1. Олейник Б.Н. и др. Приборы и методы температурних измерений - М.: Издательство стандартов, 1987, 296 с.
2. Сосновский А.Г., Столярова Н.И. Измерение температур - М.: Издательство стандартов, 1970, 260 с.
3. Геращенко ОА й др. Температурные измерения: справочник - Киев: Наукова думка, 1984, 496с.
5 Контрольні запитання
5.1. Основні закони теплового випромінювання
5.2 Абсолютно чорне тіло
5.3Яскравісна температура.Основне рівняння.
5.4 Радіаційна температура.Основне рівняння.
5.5 класифікація пірометрів
5.6 Пояснити принцип дії монохроматичного оптичного пірометра
5.7 Пояснити необхідність використання поглинаючого скла
5.8 Основнні технічні і метрологічні характеристики пірометрів
5.9Основні похибки пірометрів

6 Порядок виконання роботи

6.1Ознайомитися з будовою та принципом дії монохроматичного пірометра
6.2 Підготувати температурну лампу і джерело живлення до роботи ,згідно вимог інструкції паспорта.
6.3 Регулятором напруги джерела живлення установлювати температуру накалювання температурної лампи
6.4 Провести вимірювання температури за допомогою пірометра
6.5 Провести розрахунок похибок вимірювання яскравісної температури і дійсної температури температурнї лампи
7 Оформлення результатів вимірювання.
Результати вимірювань температури монохроматичним оптичним пірометром занести в таблицю 7.1
Таблиця 7.1- Вимірювання температури монохроматичним оптичним пірометром
Дійсне значення
(згідно температурної лампи)

Показання пірометра
tя ,0С
Ефективна
довжина хвилі
випромінювання
мкм.
Коефіцієнт
теплового випромінюван-ня
13 EMBED Equation.3 1415
Константа
С2
мкм
·гр.


Абсо-лютна похиб-ка


·t, 0С




1000
0,65
0,7
14380



1110
0,65
0,72
14380



1150
0,65
0,76
14380



1170
0,65
0,81
14380



1190
0,65
0,84
14380



1200
0,65
0,86
14380


1 Згідно результатів вимірювання визначити дійсну температуру температурної лампи для кожного вимірювання згідно рівняння :

1/S = 1/T -
· /C 2
· lg 1/
·
· т , де S = t я + 273,15
1
Т = ----------------------------
1/s -
·/C 2
· lg 1/ ((

2. Визначаємо систематичну абсолютну похибку:


·t = Т- S


Висновок









Висновок



Оцінка________

Підпис викладача_____________







Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 8148240
    Размер файла: 648 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий