Лабораторные работы - Теплотехнические измерения и приборы - файл n1.doc

Лабораторные работы - Теплотехнические измерения и приборы
скачать (1402.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1403kb.01.06.2012 14:21скачать

n1.doc



Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Лабораторные работы

Теплотехнические измерения и приборы


Подготовила:

Студентка группы ТЭС-32

Гондина Екатерина

Проверил:

Портянкин Алексей Владимирович

Саратов 2008г.

Лабораторная работа № 1

ПОВЕРКА МАНОМЕТРА С ОДНОВИТКОВОЙ ТРУБЧАТОЙ ПРУЖИНОЙ

Цель работы: ознакомление с принципом действия и устройством пружинных и грузопоршневых манометров; изучение методики поверки и расчет погрешности пружинных манометров.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ


П ружинные манометры с одновитковой трубчатой пружиной широко применяются для измерения различных по величине избыточных давлений жидких и газовых сред.

Рабочим органом манометра является одновитковая упругая металлическая дружина 1 в виде трубки эллиптического сечения, согнутой в кольцо (рис. 1.1). Один конец пружины запаян и через поводок 2, зубчатый сектор 3 и. шестеренку 4 соединен со стрелкой 5, перемещающейся по шкале 6. Другой конец прикреплен к штуцеру 1, с помощью которого прибор монтируется на технологической установке. Принцип действия прибора основан на использовании упругих деформаций рабочей пружины. Под действием избыточного давления манометрическая пружина разворачивается на центральный угол, пропорциональный давлению.

Пружинные манометры выпускаются 3 типов: технические, контрольные и образцовые. Образцовые манометры используются для поверки технических и контрольных манометров. При этом их допустимая погрешность должна быть в 4 раза меньше, чем у поверяемых манометров. Поверка пружинных манометров осуществляется при помощи образцовых грузопоршневых манометров (рис. 1.2).

Принцип их действия основан на создании в жидкости, заполняющей цилиндр с подвижным поршнем, давления, создаваемого калиброванным грузом. Прибор состоит из измерительной колонки 1, укрепленной на корпусе 2 винтового гидравлического пресса 3. На корпусе укреплены также штуцеры 4 и 5 для установки поверяемого 6 и образцового 7 манометров.

Внутренняя полость колонки представляет собой цилиндр 8, в котором находится пришлифованный к его поверхности стальной стержень (поршень) 9 с тарелкой 10 для накладывания калиброванных грузов 11. Система каналов в корпусе соединяет между собой колонку, штуцеры и винтовой пресс. Через чашку 12 вся система заполняется трансформаторным маслом при вынутом из колонки поршне.

Отключение колонки и пружинных манометров от пресса и слив масла из прибора производятся игольчатыми вентилями 13,14, 15,16.

Лабораторная установка для поверки манометра, создана на базе грузопоршневого манометра МП-60 3-го разряда и предназначена:

а) для поверки технических пружинных манометров грузами до давле­ния 6,0 МПа;

б) для поверки технических манометров методом сравнения с показа­ниями образцового манометра до давления 50 МПа


Вывод: мы ознакомились с принципом действия и устройством пружинных и грузопоршневых манометров; изучили методики поверки и расчет погрешности пружинных манометров.
Лабораторная работа 2

ПОВЕРКА МЕМБРАННОГО ТЯГОНАПОРОМЕРА

Цель работы: ознакомиться с принципом действия и устройством жидкостных и пружинных приборов для измерения малых избыточных давлений и разряжений (манометров или тягонапоромеров); произвести поверку пружинного тягонапоромера.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Для измерения малых избыточных давлений и разряжений в качестве образцовых приборов целесообразно применять жидкостные микроманометры. К таким приборам относятся U-образные и чашечные манометры. Принцип действия этих манометров основан на уравновешивании измеряемого давления или разряжения весом столба жидкости в приборе.

На рис. 2.1 показан U-образный манометр, предназначенный для поверки технических тягонапоромеров и точных измерений малых напоров и разряжений. Он представляет собой U-образную стеклянную трубку 1, заполненную до 0 отметки ртутью или подкрашенной жидкостью 2. Один конец трубки находится под действием барометрического давления РБ, а другой – под действием абсолютного давления измеряемой среды. Известно, что абсолютное давление среды находится как сумма Рис.2.1

барометрического и избыточного давлений Р , т.е



Составим материальный баланс системы:



где  – площадь поверхности жидкости, м2;  – плотность жидкости, кг/ – const; g – местное ускорение свободного падения, м/с2 – const;  – разность уровней жидкости в сосуде, мм. Отсюда находим:





т.е. избыточное давление р, мм, пропорционально разности столбов жидкости (h).

Для технических измерений в промышленности применяются пружинные микроманометры - это механические приборы с чувствительным элементом в виде мембраны или металлической мембранной коробки. Принцип действия этих приборов основан на использовании упругой деформации пружинного элемента под воздействием измеряемого давления.

На рис.2.2 представлена схема мембранного тягонапоромера с горизонтальной шкалой



Рис.2.2

Основным рабочим элементом является спаянная из двух гофрированных дисковых мембран из бронзы упругая коробка 1, с помощью штуцера 2 закрепленная на плате 3. Мембранная коробка располагается внутри плотно закрытого корпуса прибора. Полость мембранной коробки и корпуса соответственно трубками 4 и 5 сообщается с областью измеряемого давления и атмосферой. Для увеличения жесткости упругой системы верхняя мембрана при помощи штифта 6 связана с подвижным концом плоской пружины 7. При измерении (вследствие разности измеряемого и атмосферного давления) мембранная коробка либо сжимается, либо разжимается, вызывая изгиб пружины 7 и перемещение поворотного коленчатого рычага 8, связанного через тягу 9 и рычаг 10 с осью 11. Сидящая на оси стрелка 12 прибора перемещается вдоль горизонтальной профильной шкалы 13. Спиральная пружина 14, закрепленная одним концом на оси стрелки, а другим на неподвижной части прибора, служит для устранения зазоров (люфтов) в сочленениях рычажного механизма.

Деформация мембранной коробки и ход штифта 6 непропорциональны изменению измеряемого давления, убывая с его повышением. Поэтому ис­полнение прибора с равномерной шкалой потребовало установки штифтов 16 (выполняют функции лекала).

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Занесем полученные данные в таблицу:

h

















м

Па



Па



Па

Па

Па

%

%

%

0,01

100

90

9

100

10

10

0

1,25

0

1,25

0,02

200

210

21

190

19

10

10

1,25

1,25

2,5

0,03

300

300

30

320

32

0

20

2,5

2,5

2,5

0,04

400

410

41

390

39

10

10

1,25

1,25

2,5

0,05

500

520

52

500

50

20

0

0

0

2,5

0,05

600

600

60

610

61

0

10

1,25

1,25

1,25

Под абсолютной погрешностью показаний понимается разность показаний образцового и поверяемого приборов до постукивания и после,

т.е.



Разность показаний поверяемого прибора для одной и той же пове­ряемой отметки при прямом и обратном ходе рассчитывается по формуле:

(2.6)
и заносится в таблицу по величине наибольшей разности определяется ва­риация прибора.

Приведенная погрешность поверяемого прибора определяется по
следующей формуле:

(2.7)

 2,5

 2,5


Вывод: мы ознакомились с принципом действия и устройством жидкостных и пружинных приборов для измерения малых избыточных давлений и разряжений (манометров или тягонапоромеров); произвели поверку пружинного тягонапоромера. Прибор годен к эксплуатации.
Лабораторная работа № 3

ПОВЕРКА ЛОГОМЕТРА

Цель работы: ознакомиться с техническими характеристиками и принципом действия логометра; выполнить поверку логометра.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Логометры (приборы магнитоэлектрической системы) предназначены для измерения температур в комплекте с термометрами сопротивления, а также в качестве вторичных приборов в комплекте с омическими и индук­ционными датчиками.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛОГОМЕТРА

Принципиальная схема логометра приведена на рис.3.1. Здесь R1, R2, R3 - плечевые сопротивления моста, равные между собой (выполнены из манганина); Rt - термометр сопротивления; R6 - постоянное сопротив­ление, входящее в четвертое плечо моста совместно с Rt; R4 _ медное сопротивление, предназначенное для температурной компенсации; Rл - сопро-тивление для подгонки сопротивления внешних цепей; Rs - сопротивление для уста­новки диапазона измерения; Rp1 и Rp2 _ сопротивления рамок подвижной системы; RK - контрольное сопротив­ления при включении которого стрелка шкалы прибора должна установиться на красной отметке; это эквивалентное сопротивление, включаемое вместо термометра сопротивления в измерительную цепь прибора для установки рабочего тока.

Номинальное напряжение питания логометра - 4 В постоянного тока. Логометр имеет подвижную систему, состоящую из 2 скрещивающихся под острым углом рамок, выполненных из медной проволоки (рис.3.2).

Рамки крепятся на кернах и могут поворачиваться в зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником цилиндрической формы. От центра полюсных наконечников N, S к их краям воздушный зазор увеличивается, что обеспечивает уменьшение магнитной индукции от центра к краям полюсных наконечников примерно по квадратичному закону. Ток к рамкам подводится по трем спиральным пружинам, имеющим очень малый противодействующий момент и одновременно служащим для возвращения стрелки в первоначальное положение. Включение рамок по току выполнено таким образом, что вращающие моменты MВР1 и MВР2 рамок направлены в противоположные стороны.

Токи I1 и I2, протекая по рамкам RP1 и RP2, создают магнитные поля, в результате взаимодействия которых с полем постоянного магнита возникают вращающие моменты MВР1 и MВР2, направленные навстречу друг другу. В случае равенства плеч моста, то есть R1 = R2 = R3 и R1+ 0,5 Rл = R6 + 0,5 Rл, I1=I2 и, следовательно, MВР1 и MВР2. При этом рамки будут расположены симметрично силовым линиям магнита.

Если сопротивление Rt вследствие нагрева возрастает, то ток через рамку RP1, уменьшается и система начинает поворачиваться в направлении момента MВР2. При этом рамка RP1, с моментом MВР2 попадает в зону более слабого магнитного поля и ее момент будет уменьшаться, а рамка RP1, попадая в зону сильного магнитного поля, увеличивает вращающий момент MВР1. При определенном угле поворота моменты сравняются и стрелка, жестко связанная с рамками, должна остановиться на делении шкалы, соответствующем измеряемой термометром сопротивления температуре.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Полученные в ходе эксперимента данные заносим в таблицу:

Питание

Сопрот. Соедин. линий

Поверяемая отметка шкалы прибора

Показания образцового моста МСР-60

Основная погрешность прибора

Вариация





Знач. т-ры t

Град. Знач.


Прям. ход


Обрат. ход


Прям. ход


Обрат. ход




В

Ом



Ом

Ом

Ом

%

%

%

4

0,5

0

100

100,21

100,98

0,4

0,6

0,3







50

119,7

120

120

0,5

0,5

0







100

139,1

138

138,4

1,9

1,2

0,7







150

158,21

156

157

2,8

2

1,7


Результаты экспериментов представляются в виде графических зависимостей основной приведенной погрешности и вариации логометра в ис­следованном диапазоне температуры.

Основная приведенная погрешность определяется по формуле:

(3.1)

гдеи- сопротивления, соответствующие конечной и начальной отметкам шкалы, Ом.

Вариация прибора подсчитывается по формуле:

(3.2)

На основании анализа полученных результатов подготавливается за­ключение о техническом состоянии логометра (максимальные и средние погрешности и вариации прибора, его соответствие указанному классу точности).

Полученные значения занесем в таблицу.


Вывод: мы ознакомились с техническими характеристиками и принципом действия логометра; выполнили поверку логометра.
Лабораторная работа №4

ПОВЕРКА ЭЛЕКТРОННОГО МОСТА

Цель работы: ознакомиться с техническими данными и принципом действия электронных уравновешенных самопишущих и регулирующих мос­тов типа КСМ, произвести проверку моста.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Электронные уравновешенные автоматические самопишущие и регу­лирующие мосты, предназначенные для измерения, записи и регулирования (позиционного) температуры и других величин, которые могут быть преобразованы в постоянный ток, напряжение или активное сопротивление. Эти приборы весьма широко используются в технических измерениях. В основу работы этих приборов положен нулевой метод измерения сопро­тивления.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УРАВНОВЕШЕННОГО ЭЛЕКТРОННОГО МОСТА ТИПА КСМ-4

Принципиальная электрическая схема уравновешенного измерительно­го моста КСМ-4 показана на рис 4.1. В основу работы электронных авто­матических мостов положен нулевой метод измерения сопротивления.

Мостовая схема состоит из трех плеч с сопротивлениями R8, R9, R6 и четвертого плеча R2 и R.3 > в которое включен термометр сопротивления R,. В вершину моста в включено калиброванное сопротивление-реохорд Rp|. Питание измерительной схемы моста осуществляется напряжением переменного тока 6,3 В от обмотки силового трансформатора усилителя, включенного в диагональ моста bd.Подключение термометра к прибору производится по трехпроводной схеме. В этом случае сопротивление проводов (R)0, Rn ), предназначенных для присоединения термометров к прибору, поровну распределяется между двумя прилегающими плечами моста (R-, и R8).

Применение трехпроводной схемы для присоединения термометра снижает величину температурной погрешности, вызванной изменением сопротивления соединительных проводов вследствие изменения темпера­туры окружающего воздуха.

При изменении температуры контролируемого объекта изменится со­противление термометра сопротивления RT и нарушится равновесие из­мерительной схемы. В результате в измерительной диагонали моста ОС появится напряжение разбаланса, которое усиливается электронным уси­лителем до величины, достаточной для приведения в действие реверсивного двигателя (РД). Ось двигателя при помощи шкива и троса связана с кареткой, на которой закреплен движок реохорда и указатель.

Ротор реверсивного двигателя вращается до тех пор, пока существует сигнал, вызванный разбалансом схемы. Одновременно перемещается ука­затель прибора по шкале и движок по реохорду до наступления равновесия в измерительной схеме. В момент равновесия измерительной схемы положение указателя на шкале определяет значение измеряемой величины.

Силовая часть электронного моста типа КСМ-4 состоит из электронного усилителя мощности, включенного в измерительную диагональ моста, силового трансформатора (питающего измерительную схему), реверсивного двигателя и синхронного двигателя СД, предназначенного для перемещения диаграммной ленты.




ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОР ЭКСПЕРИМЕНТА

Занесем результаты эксперимента в таблицу:

Сопрот.

соединит.

линий

Поверяемая отметка шка­лы прибора

Показания образцового моста МСР-60

Основная погрешность прибора

Вариация



Знач.

т-ры

t

град, знач.

Rгр

Прям, ход

R1

Обрат. ход

R2

Прям, ход

b1

Обрат, ход

b2

?

Ом

°С

Ом

Ом

Ом

%

%

%


0,5

-50

41,71

41,7

41,69

0,03

0,06

0,029

0

53

52,9

53,1

0,2953

0,2952

0,6

50

64,29

64,3

64,25

0,03

0,12

0,15

100

75,58

75,5

75,51

0,2

0,2

0,03


Значения погрешностей и вариации моста выражаются в процентах с указанием трех значащих цифр. Основная погрешность определяется по формуле:

(4.1)

где Rгр - градуировочное значение сопротивления, соответствующее поверяемой отметке шкалы; R1,2 - отсчет по магазину сопротивлений; RH и RK - значения сопротивления, соответствующие начальному и конечному значениям шкалы.

Вариация прибора определяется по формуле:



Полученные значения занесем в таблицу.


Вывод: мы ознакомились с техническими данными и принципом действия электронных уравновешенных самопишущих и регулирующих мос­тов типа КСМ, произвели проверку моста.


Лабораторная работа №5

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ПЕРЕНОСНОГО ПОТЕНЦИОМЕТРА

Цель работы: ознакомиться с техническими данными и принципом действия переносного потенциометра (ПП-63).

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Переносные потенциометры применяются для точных измерений небольших ЭДС и напряжений постоянного тока, например, термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термопар. Принцип действия потенциометра основан на уравновешивании измеряемой ЭДС известным падением напряжения на сопротивлении, то есть на компенсационном методе. На рис. 5.1 представлена принципиальная схема потенциометра с постоянной силой рабочего тока.

Измерительная цепь I прибора состоит из источника постоянного тока Б, токового резистора RT) кнопки ВК, установочного резистора Ry и реохорда (измерительного резистора) RP, по которому перемещается скользящий контакт (ползунок) П.

Контур нормального элемента II включает в себя резистор Ry, нормальный элемент НЭ, обладающий постоянной ЭДС ,чувствительный гальванометр с нулем посередине шкалы (нуль-прибор - НП) и переключатель ПК на два положения: К - контроль, И – измерение.



Термопара Т с помощью соединительных (компенсационных) проводов подключена к входным зажимам прибора1 и 2 и вместе с частью реохорда на участке bc и нуль-прибором составляет контур термопары III. Измерение ТЭДС прибором осуществляется следующим образом. На первом этапе необходимо установить рабочий ток . Для этого переключатель ПК устанавливают в положение К и замыкают измерительную цепь I кнопкой ВК.

Перемещая ползунок резистора RT, измеряют ток I до тех пор, пока падение напряжения на участке ab (резисторе Ry) не будет уравновешено ЭДС нормального элемента . При выполнении этого условия стрелка нуль-прибора будет находиться на нулевой отметке, т.е. будет иметь место равенство.



откуда



где  – сила рабочего тока потенциометра.

Затем переключатель ПК устанавливают в положение И, т.е. подключается термопара и перемещается ползунок реохорда RP до тех пор, пока стрелка нуль-прибора снова не установится на нулевой отметке. При этом ТЭДС термопары уравновесится падением напряжения на участке bс реохорда RP, то есть будет иметь место равенство:



С учетом уравнения (5.2) получим:



Так как и  имеют вполне определенные и известные значения, то каждому положению ползунка реохорда соответствует известное значение RP реохорда. Следовательно, шкала, нанесенная вдоль реохорда, может быть проградуирована непосредственно в мВ (или при необходимости в °С).

При измерении ТЭДС потенциометром отсчет по шкале реохорда про­изводят в момент, когда нуль-прибор показывает отсутствие тока в цепи термопары. Вследствие этого величина измеряемой ТЭДС термопары не искажается при изменении сопротивления соединительных проводов и самой термопары, что является большим преимуществом потенциометров по сравнению с милливольтметрами.

УСТРОЙСТВО ПЕРЕНОСНОГО ПОТЕНЦИОМЕТРА

Переносной потенциометр постоянного тока типа ПП-бЗ класса точности 0.05 предназначен для измерения ЭДС и напряжения в диапазоне 0 -100 мВ, поверки термопар, пирометрических милливольтметров и автоматических потенциометров, а также для получения плавно регулируемого напряжения постоянного тока (ИРН). На рис. 5.2 показан внешний вид па­нели прибора. Включение измерительной цепи потенциометра, т.е. включение батареи питания, осуществляется включением тумблера  "Питание" в положение "Вкл". Измеряемая ЭДС подключается к зажимам X прибора. Уравновешивание измеряемой ЭДС проводится ступенчато переключателем R9 и плавно реохордом . Установка рабочего тока производится при нахождении тумблера  в положении "К". Уравновешивание ЭДС нормального элемента НЭ падением напряжения на установочном резисторе осуществляется путем регулировки рабочего тока при помощи реостатов  ("Грубо") и  ("Точно") при последовательно нажатых кнопках  и .




В качестве нуль-прибора включается гальванометр Г тумблером . При измерениях ЭДС потенциометром тумблер В находится в положении "И".

Переключатель  "Род работы" трехуровневый, служит для выбора схемы включения прибора и должен находиться:

1)при поверке пирометрических милливольтметров и автоматических потенциометров - в соответствующем положении "Поверка";

2) при измерении ЭДС и напряжений, а также при поверке автоматических потенциометров без использования ИРН — в положении "Потенциометр";

3)для получения плавно изменяющегося напряжения на зажимах X — в соответствующем положении "ИРН".

Штепсельный переключатель  "mV" при измерениях ЭДС и напряжений устанавливается в одно из соответствующих положений.

Переключатель  служит для подключения соответствующего резистора, имитирующего сопротивление линии при поверках пирометрических милливольтметров. При поверках автоматических потенциометров он должен находиться в положении "О". Для изменения полярности компенсационного напряжения потенциометра служит тумблер .


Вывод: мы ознакомились с техническими данными и принципом действия переносного потенциометра (ПП-63).


Лабораторная работа №6

ПОВЕРКА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МИЛЛИВОЛЬТМЕТРА

Цель работы: ознакомиться с техническими данными и принципом действия милливольтметра; изучить методику и порядок проведения поверки милливольтметра.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Термоэлектрические милливольтметры являются вторичными приборами магнитоэлектрической системы и предназначены для измерения температуры с помощью термопар. Милливольтметры, применяемые при измерении температур термопарами и радиационными пирометрами, называются пирометрическими милливольтметрами.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МИЛЛИВОЛЬТМЕТРА

Принцип действия милливольтметра основан на взаимодействии магнитного поля, образуемого при протекании электрического тока по проводнику, с магнитным полем постоянного магнита.

Рамка, состоящая из большого числа витков медной проволоки, помещается в магнитное поле постоянного магнита (рис.6.1), причем плоскость рамки параллельна магнитным линиям, а ее ось вращения перпендикулярна к ним.



Рис.6.1

При протекании по рамке постоянного тока на нее будут действовать две силы F, стремящиеся повернуть рамку. Направление действия сил F определяется по правилу левой руки (рис.6.1). Величина каждой из этих сил может быть найдена из выражения:



где  - число витков рамки; - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбранной системы единиц; В - магнитная индукция; h - актив­ная высота рамки; I — сила тока.

Если активные стороны рамки будут иметь одинаковое число проводников, то вращающий момент  будет равен:



где  - радиус рамки.

Под влиянием вращающегося момента рамка будет поворачиваться вокруг своей оси до совпадения с полем постоянного магнита (при любом токе, протекающем по рамке). Так как рамка будет отклоняться от плоскости, параллельной направлению магнитных линий постоянного магнита, значение вращающего момента  будет уменьшаться до нуля.

Для обеспечения постоянства вращающего момента  при любом повороте рамки ее помещают в радиальное магнитное поле, в котором магнитная индукция будет постоянна по величине и направлена нормально к поверхности сердечника и полюсных наконечников.


П остоянная величина магнитной индукции достигается с помощью сердечника и полюсных наконечников, обеспечивающих постоянный воздушный зазор по периметру сердечника и, следовательно, постоянный радиальный магнитный момент. Радиальное магнитное поле образуется здесь с помощью стальных полюсных наконечников 2 и цилиндрического сердечника 3, помещенного внутри рамки 1, к которой крепится стрелка прибора 4 (рис.6.2). Термопара 6 подключается к цепи измерительного прибора. Ток к рамке подводится с помощью спиральных пружинок 5, которые при вращении рамки закручиваются и создают противодействующий момент, увеличивающийся с увеличением угла поворота:



где  - постоянная величина, зависящая от модуля упругости материала и размеров пружинки;  - угол закручивания. Как только вращающий и противодействующий моменты сравняются ( =  ), подвижная система прибора придет в равновесие и стрелка прибора установится на соответствующем делении. Следовательно, угол поворота рамки (стрелки) прибора, равный углу закручивания пружинок, зависит от величины тока, протекающего по рамке. Для уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора в измерительной цепи его устанавливается добавочное сопротивление 7.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Все показания внесем в таблицу:


Поверяемая отметка шкалы

Показания образцового прибора

Основная погрешность поверяемого прибора

Вариации поверяемого прибора







Прямой ход

Обратный ход

Прямой ход

Обратный ход


















0

0

0

0

0

0

0

100

6,95

13,05

12,6

19,36

17,9

1,42

200

14,66

26,65

26,5

38,06

37,59

0,47

300

22,91

41

40,4

57,42

55,5

1,9

400

31,49

52,2

51,8

65,74

64,47

1,27


Результаты эксперимента представляются в виде графических зависимостей приведенных погрешностей и вариаций прибора для заданных преподавателем конкретных условий (диапазон измерений, установки указателя контактного устройства и т.п.).

Значения погрешностей и вариаций милливольтметра выражаются с указанием трех значащих цифр.

Основная погрешность определяется по формуле:



где  - номинальное значение напряжения, соответствующее диапазону измерения, мВ.

Погрешность срабатывания определяется по этой же формуле, но данные берутся из табл.

Вариация прибора определяется по формуле:



На основании полученных результатов подготавливается заключение о техническом состоянии милливольтметра (класс точности прибора, по грешности прибора, вариация показаний, погрешность срабатывания контактного устройства).

Внесем полученные результаты в таблицу.


Вывод: мы ознакомились с техническими данными и принципом действия милливольтметра; изучили методику и порядок проведения поверки милливольтметра.
Лабораторная работа №7

ПОВЕРКА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИОМЕТРА

Цель работы: ознакомиться с техническими данными и принципом действия автоматического потенциометра (КСП-4); изучить методику и порядок проведения поверки автоматического потенциометра.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Переносные потенциометры применяются для точных измерений небольших ЭДС и напряжений постоянного тока, например, термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термопар.

УСТРОЙСТВО И ПИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИОМЕТРА

В современных потенциометрах для питания измерительной прибора используются не батареи, а стабилизированные источники питания (ИПС), обеспечивающие постоянство силы тока в компенсационной цепи. Источник ИПС подключается к сети переменного тока (220 В) через трансформатор, понижающий напряжение питания после ИПС до величины 6,3 В. При этом на выходе источника питания создается с помощью вибропреобразователей ток 6  0,005 мА (т.е. с отклонением  0,1). Колебания входного напряжения на  10% и температура в пределах 0  10°С сказывается на изменении входного тока незначительно. Использование таких источников питания не требует применения "нормального" элемента и, следовательно, измерительная схема прибора существенно упрощается. Схема прибора представлена на рис.7.1.

На измерительной схеме все сопротивления (кроме ) выполнены из манганина. Сопротивления < и ; являются постоянными.  - медные (или никелевые) сопротивления - предназначены для автоматической компенсации изменения температуры "холодных" спаев термопар.



Рис.7.1

Сопротивления (+) и определяют соответственно нижний и верхний пределы измерений. Точная подгонка осуществляется с помощью  и . Параллельно реохорду R подключается шунтирующее сопротивление , обеспечивающее градуировку прибора. Сопротивление  и конденсатор  в цепи термопары снижают уровень помех, обеспечивая нормальную работу электронного усилителя.

ТЭДС термопары уравновешивается на участке компенсационной цепи АС. В момент компенсации ЭДС термопары Е (t, ) должна быть равна падению напряжения , т.е.



Для контроля исправности в схеме имеется кнопка КН. При изменении температуры левая часть уравнения (7.1) не будет равна правой и в измерительной диагонали АС появится напряжение небаланса, которое подается на вход электронного усилителя. Здесь сигнал усиливается и включается реверсивный двигатель РД, который будет воздействовать на движок реохорда до тех пор, пока . Перемещение движка реохорда определяется знаком небаланса. Одновременно с перемещением реохорда перемещается и указатель на шкале прибора, фиксирующий температуру измерительной среды.


Вывод: мы ознакомились с техническими данными и принципом действия автоматического потенциометра (КСП-4); изучили методику и порядок проведения поверки автоматического потенциометра.
Лабораторная работа №8

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОПТИЧЕСКИМ ПИРОМЕТРОМ

Цель работы: ознакомиться с принципом действия и устройством пирометра, овладеть практическими навыками измерения температуры пирометрами, оценить погрешность измерения.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Пирометры применяются для измерения температуры тела в диапазоне 300 - 6000°С. Действие этих приборов основано на зависимости теплового излучения нагретых тел от их температуры и физико-химических свойств. Принципиальной особенностью пирометров по сравнению с другими приборами для измерения температуры является бесконтактность метода измерений, т.к. первичный преобразователь пирометра находится вне измеряемой среды.

С увеличением температуры нагретого тела сильно возрастает интенсивность частичного излучения и заметно увеличивается интенсивность суммарного излучения телом энергии. Пирометры в соответствии с этим подразделяются на пирометры частичного и полного излучения, причем пирометры частичного излучения являются более точными приборами.

УСТРОЙСТВО И ПИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПИРОМЕТРА

Чувствительным элементом оптического яркостного, монохроматического пирометра со встроенным показывающим прибором является нить накаливания. Прибор предназначен для измерения яркостной температуры поверхности раскаленных твердых и жидких тел в различных отраслях промышленности, а также при проведении научных исследований.

Принцип действия прибора основан на уравнивании яркости изображения объекта с яркостью эталонного источника - специальной пирометрической лампочки с нитью накаливания. По мере возрастания температуры накаленного тела его свечение увеличивается, а цвет меняется.

Если сравнивать различные твердые или жидкие источники излучения в одних и тех же монохроматических (одноцветных) лучах, то яркость этих источников будет зависеть только от их температуры. Яркость нити пиро­метрической лампочки изменением тока накала доводится до яркости из­меряемого тела. Одинаковая яркость (фотометрическое равновесие) вос­принимается наблюдателем, как исчезновение нити на фоне изображения тела. С другой стороны, температура нити пирометрической лампочки однозначно определяется ее сопротивлением. На рис.8.1 представлена принципиальная схема оптического пирометра. Излучение от объекта измерения 1 проходит через объектив 2 и. фокусируется в нити пирометрической лампы 3. Изображение объекта измерения и нити пирометрической лампы может быть рассмотрено наблюдателем через окуляр 4. Регулированием входной 5 и выходной 6 диафрагм достигается независимость показаний оптического пирометра при изменении расстояния от источника излучения до объектива. Между окуляром и выходной диафрагмой находится стеклянный красный светофильтр 7 для монохроматизации пучка лучей, попадающих в глаз наблюдателя. Этот светофильтр можно вывести из поля зрения для облегчения наводки и фокусировки телескопа при небольшой яркости источника излучения, но в момент уравнивания яркости и измерения он должен быть обязательно введен в поле зрения. Между объективом и нитью пирометрической лампы может вводиться поглощающее стекло 8.





Вывод: мы ознакомились с принципом действия и устройством пирометра, овладели практическими навыками измерения температуры пирометрами.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации