2 Устройство и принцип работы установки

Установка состоит из объекта исследования (электропечи с установленными в ней образцами) и устройства измерительного, выполненных в виде конструктивно законченных изделий, устанавливаемых на лабораторном столе и соединяемых между собой кабелем. Схематическое изображение соединения устройств установки в соответствии с рисунком 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурно-функциональная схема

1 – электропечь и образцы; 2 – сборный корпус; 3 – переключатель «Образец»;4 – вентилятор; 5 – выключатель «Сеть»

Рисунок 2.2 – Электропечь

Объект исследования конструктивно выполнен в виде сборного корпуса, в котором установлены электропечь (см. рисунок 2,2) с помещенными внутри образцами, датчик (термометр сопротивления), вентилятор для работы объекта исследования в режиме охлаждения и источники питания электропечи и вентилятора со схемами управления, а также устройства коммутации и индикации.

Электропечь служит для нагрева образцов, температура которых измеряется датчиком измерителя температуры. Вентилятор служит для ускорения охлаждения образцов путем охлаждения электропечи при работе объекта исследования в режиме охлаждения. Источники питания со схемами управления предназначены для питания электропечи и вентилятора и управлением их работой с устройства измерительного. На передней панели объекта исследования находится окно, позволяющее наблюдать электропечь и образцы, установленные в ней. На этой же панели размещены следующие органы управления и индикации: - выключатель «СЕТЬ» предназначен для включения и выключения питания объекта исследования;

- переключатель «ОБРАЗЕЦ» - предназначен для поочередного подключения образцов к измерительному входу устройства измерительного. Положениям переключателя «ОБРАЗЕЦ» соответствует подключение следующих образцов:

"1" - металл (медь);

"2" - сплав с низким температурным коэффициентом сопротивления (манганин или константан);

"3" - полупроводник (полупроводниковый терморезистор);

"0" - измерительный вход устройства измерительного закорочен.

Индикаторы СЕТЬ и ВЕНТ (см.рисунок 2.2.) - предназначены для индикации включения питания объекта исследования и включения вентилятора (управляются выключателем СЕТЬ и устройством измерительным соответственно; при включении питающей сети и во время работы вентилятора соответствующие индикаторы светятся).

На задней панели объекта исследования расположены клемма заземления, держатели предохранителей (закрыты предохранительной скобой), сетевой шнур с вилкой, подключаемый к объекту исследования с помощью разъема и соединительный шнур с разъемом для подключения объекта исследования к устройству измерительному. Объект исследования с помощью сетевого шнура подключается к сети 220 В, 50 Гц.

1 – кнопка «НАГРЕВ»; 2 – кнопка «ВЕНТ»; 3 – кнопка «СТОП ИНД»;4 - индикатор температуры; 5 – индикатор сопротивления

Рисунок 2.3 - Измерительное устройство

Устройство измерительное выполнено в виде конструктивно законченного изделия (см. рисунок 2.3). В нем применена однокристальная микро – ЭВМ, с соответствующими дополнительными устройствами, позволяющими производить измерение температуры образцов (температуры в электропечи). Объект исследования и сопротивление образцов в процессе нагрева (охлаждения), а также осуществлять функции управления установкой (включение и выключение электропечи и вентилятора объекта исследования, остановка индикации при снятии показаний с индикаторов и т.п.). В состав устройства измерительного входят также источники его питания.

На передней панели устройства измерительного размещены следующие органы управления и индикации:

- кнопки НАГРЕВ и ВЕНТ - предназначены для включения и выключения (путем повторного нажатия) электропечи и вентилятора объекта исследования соответственно;

- кнопка СТОП ИНД - предназначена для включения и выключения (путем повторного нажатия) режима остановки индикации значений температуры и сопротивления при снятии показаний с индикаторов. При включении этого режима, показания на измерительных индикаторах фиксируется в том состоянии, в котором они находились при нажатии кнопки СТОП ИНД, при этом режим работы установки не изменяется. При повторном нажатии происходит выключение данного режима и на индикаторах снова отображаются текущие значения измеряемых величин:

- индикаторы °С и Ом - предназначен для индикации значений величин температуры и сопротивления образцов в процессе работы

- индикаторы НАГРЕВ, ВЕНТ и СТОП ИНД - предназначены для индикации установленных режимов работы (управляются одноименными кнопками и во время установленных соответствующих режимах светятся).

На задней панели устройства измерительного расположены выключатель СЕТЬ, клемма заземления, держатели, 2 предохранителя (закрыты предохранительной скобой) и сетевой шнур с вилкой. Устройство измерительное с помощью сетевого шнура подключается к сети 220 В, 50 Гц.

Принцип действия установки основан на измерении сопротивления образца в процессе его нагрева или охлаждения.

В процессе выполнения лабораторных работ снимаются зависимости сопротивления образцов от их температуры при нагреве образцов от температуры окружающей среды до максимальной рабочей температуры и последующего охлаждения для образцов из различных материалов (металл, сплав, полупроводник).