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 .

3.1Автоматичні 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. е_t термопари врівноважується різниця потенціалів U_t в нульовій діагоналі моста (між точками а та b). Це врівноваження відбувається автоматично, за допомогою слідкуючої системи, яка складається з віброперетворювача, електронного 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 R_р 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 R_м, яка змінює свій опір в залежності від температури. Котушка R_м 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 t_o. Так як напруга U_t в нульовій діагоналі моста

складається з падінь напруги на опорах R_o та r (частина реохорду) при струмі i₁ та падіння напруги на котушці R_м при струмі і₂, направленому в протилежну сторону по відношенню до струму і₁, то при рівновазі схеми, тобто при рівності е = U_t, можливо записати

е_t = і₁(R_o. + r) – і₂R_М. (3.1)

При підвищенні температури вільних кінців, а відповідно й котушки R_M на Δt Т.Е.Р.С. термопари зменьшується на Δе_t, а опір котушки R_M збільшується на ΔR_M. Опір розраховують так, щоб приріст напруги на ньому i₂R_M був точно рівним зменшенню Т.Е.Р.С. Δе_t термопари. При цій умові рівність Т.Е.Р.С. термопари та напруги в нульовій діагоналі зберігається.

e_t - Δe_t = i₁(R_o + r) – i₂(R_M + ΔR_M), (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 φ визначають рівнянням

φ = 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 = (3.4)

Таким чином, кут повороту рамки мілівольтметра і є функцією ТЕДС.

В реальних умовах опір мілівольтметра R_r 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

5.1Пояснити 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=Е_t - Е₁ (7.1)

∆Е₁

Зворотній хід ∆Е₂=Е_t - Е₂ (7.2)

∆Е₂

де Е_t - номінальне значення вхідного сигналу, що відповідає вимірює мій точці (визначається за таблицею);

Основну приведену похибку покажчиків приладу розраховують за формулою:

γ_{п = ,} (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.

γ_{п =}

Варіацію показників визначають за формулою:

В= (Е₁ – Е₂) (7.4)

В=

Приведену варіацію показників γ_в у відсотках розраховують за формулою:

γ_в = % (7.5)

γ_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.

---

Дата добавления: 2015-07-26