Состав стенда
В состав стенда входят ТП типа ТХК и ТС типа ТСП и ТСМ, технические характеристики, которых приведены в описании и на стенде.
В работе используется цифровой мультиметр (ЦМ), с помощью которого измеряются ЭДС ТП и сопротивления ТС. Технические характеристики датчиков и прибора приведены в приложениях и на стенде.
ЗАДАНИЕ
1. Ознакомиться с датчиками и приборами стенда и внести в протокол их паспортные данные. Тип датчика указывается на головке датчика.
2. В работе используются термометры сопротивления ТСП с W100 =1,3910 и ТСМ с W100 =1,428
3. Измерить с помощью ТС температуру окружающего воздуха. Рассчитать погрешность измерения температуры с учетом погрешности ТС и цифрового мультиметра (ЦМ).
4. Поместить ТС в печку, включить нагрев и провести ряд измерений температуры. Рассчитать погрешность измерения температуры.
5. Поместить в нагретую печку термопару (ТП), дождаться установившегося режима и провести измерение температуры. Выключить печку и в течении её остывания провести ряд измерений температуры. Найти результаты с поправкой на температуру свободных концов. Рассчитать погрешность измерения температуры с учетом погрешности ТП, погрешности измерения температуры соединительного спая ТП и погрешности ЦМ.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Расчет измеренных значений температуры производится с использованием табличных представлений НСХ или аппроксимирующих полиномов (желательно использование программы MATLAB или других)
Расчет
температуры при применении ТСП для
диапазона
можно производить по формуле
.
При расчете погрешностей измерения температуры следует использовать методы расчета косвенных измерений [1].
Контрольные вопросы
1. Термоэлектрические преобразователи и их основные характеристики
2. Какие диапазоны температур измеряются термопарами?
3. Какие типы ТП используются для измерения температур порядка 2500?
3. Назовите типы ТС и их основные характеристики
4. Какие диапазоны температур измеряются термометрами сопротивления?
6. Методика ввода поправок на температуру свободных концов термопар
7. Как рассчитывается измеренное значение температуры при использовании ТП?
8. Как рассчитывается измеренное значение температуры при использовании ТС?
9. В чем состоит существенная разница измерения температуры термопарами и термометрами сопротивления? Библиографический список
1. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 2001.- 205 с.: ил. (133 – 136, 138 – 140)
2. ГОСТ Р 8.585 – 2001. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
3. ГОСТ 6651 – 94. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Номинальная статическая характеристика ХК(L) для ТП типа ХК [E[mV]=f(t), tск=0oC ]
t,oC |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
0,000 |
0,0063 |
0,127 |
0,190 |
0,254 |
0,318 |
0,381 |
0,445 |
0,509 |
0,574 |
10 |
0,638 |
0,702 |
0,767 |
0,832 |
0,896 |
0,961 |
1,026 |
1,091 |
1,157 |
1,222 |
20 |
1,287 |
1,353 |
1,418 |
1,484 |
1,550 |
1,616 |
1,682 |
1,748 |
1,815 |
1,881 |
30 |
1,947 |
2,014 |
2,081 |
2,148 |
2,214 |
2,282 |
2,349 |
2,416 |
2,483 |
2,551 |
40 |
2,618 |
2,686 |
2,753 |
2,821 |
2,889 |
2,957 |
3,025 |
3,094 |
3,162 |
3,230 |
50 |
3,299 |
3,367 |
3,436 |
3,505 |
3,574 |
3,643 |
3,712 |
3,781 |
3,850 |
3,920 |
60 |
3,989 |
4,059 |
4,128 |
4,198 |
4,268 |
4,338 |
4,408 |
4,478 |
4,548 |
4,619 |
70 |
4,689 |
4,760 |
4,830 |
4,901 |
4,972 |
5,042 |
5,113 |
5,184 |
5,255 |
5,327 |
80 |
5,398 |
5,469 |
5,541 |
5,612 |
5,684 |
5,756 |
5,828 |
5,899 |
5,971 |
6,043 |
90 |
6,116 |
6,188 |
6,260 |
6,333 |
6,405 |
6,478 |
6,550 |
6,623 |
6,696 |
6,769 |
100 |
6,842 |
6,915 |
6,988 |
7,061 |
7,135 |
7,208 |
7,281 |
7,355 |
7,429 |
7,502 |
110 |
7,575 |
7,650 |
7,724 |
7,798 |
7,872 |
7,946 |
8,021 |
8,095 |
8,169 |
8,244 |
120 |
8,318 |
8,393 |
8,468 |
8,543 |
8,618 |
8,693 |
8,768 |
8,843 |
8,918 |
8,993 |
130 |
9,069 |
9,144 |
9,220 |
9,295 |
9,371 |
9,446 |
9,522 |
9,598 |
9,674 |
9,750 |
140 |
9,826 |
9,902 |
9,979 |
10,055 |
10,131 |
10,208 |
10,284 |
10,361 |
10,438 |
10,514 |
150 |
11,363 |
10,668 |
10,745 |
10,822 |
10,899 |
10,976 |
11,054 |
11,131 |
11,208 |
11,286 |
tск - температура свободных концов, т.е. окружающей среды
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Отношения сопротивлений Wt для платиновых ТС с W100 = 1,3910
t,oC |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
1,0000 |
1,0040 |
1,0079 |
1,0119 |
1,0159 |
1,0198 |
1,0238 |
1,0278 |
1,0317 |
1,0357 |
10 |
1,0396 |
1,0436 |
1,0476 |
1,0515 |
1,0555 |
1,0594 |
1,0634 |
1,0673 |
1,0713 |
1,0752 |
20 |
1,0792 |
1,0831 |
1,0871 |
1,0910 |
1,0950 |
1,0989 |
1,1029 |
1,1068 |
1,1107 |
1,1147 |
30 |
1,1186 |
1,1225 |
1,1225 |
1,1265 |
1,1304 |
1,1343 |
1,1383 |
1,1422 |
1,1461 |
1,1501 |
40 |
1,1579 |
1,1618 |
1,1658 |
1,1697 |
1,1736 |
1,1775 |
1,1814 |
1,1853 |
1,1892 |
1,1932 |
50 |
1,1971 |
1,2010 |
1,2049 |
1,2088 |
1,2127 |
1,2166 |
1,2205 |
1,2244 |
1,2283 |
1,2322 |
60 |
1,2361 |
1,2400 |
1,2439 |
1,2478 |
1,2517 |
1,2556 |
1,2595 |
1,2634 |
1,2673 |
1,2712 |
70 |
1,2751 |
1,2790 |
1,2828 |
1,2867 |
1,2906 |
1,2945 |
1,2984 |
1,3022 |
1,3061 |
1,3100 |
80 |
1,3139 |
1,3178 |
1,3216 |
1,3255 |
1,3294 |
1,3332 |
1,3371 |
1,3410 |
1,3448 |
1,3487 |
90 |
1,3526 |
1,3564 |
1,3603 |
1,3641 |
1,3680 |
1,3719 |
1,3757 |
1,3796 |
1,3834 |
1,3873 |
100 |
1,3910 |
1,3949 |
1,3988 |
1,4027 |
1,4065 |
1,4104 |
1,4142 |
1,4181 |
1,4219 |
1,4258 |
110 |
1,4296 |
1,4334 |
1,4373 |
1,4411 |
1,4449 |
1,4488 |
1,4526 |
1,4564 |
1,4603 |
1,4641 |
120 |
1,4679 |
1,4718 |
1,4756 |
1,4794 |
1,4832 |
1,4870 |
1,4909 |
1,4947 |
1,4985 |
1,5023 |
130 |
1,5061 |
1,5099 |
1,5138 |
1,5176 |
1,5214 |
1,5252 |
1,5290 |
1,5328 |
1,5366 |
1,5404 |
140 |
1,5442 |
1,5480 |
1,5518 |
1,5556 |
1,5594 |
1,5632 |
1,5670 |
1,5708 |
1,5746 |
1,5784 |
150 |
1,5822 |
1,5860 |
1,5898 |
1,5936 |
1,5974 |
1,6012 |
1,6049 |
1,6087 |
1,6125 |
1,6163 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Отношения сопротивлений Wt для медного ТС с W100 = 1,4280
t,oC |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
1,0000 |
1,0043 |
1,0086 |
1,0128 |
1,0171 |
1,0214 |
1,0257 |
1,0299 |
1,0342 |
1,0385 |
10 |
1,0428 |
1,0471 |
1,0513 |
1,0515 |
1,0555 |
1,0594 |
1,0634 |
1,0673 |
1,0713 |
1,0752 |
20 |
1,0856 |
1,0898 |
1,0941 |
1,0910 |
1,0950 |
1,0989 |
1,1029 |
1,1068 |
1,1107 |
1,1147 |
30 |
1,1283 |
1,1326 |
1,1225 |
1,1265 |
1,1304 |
1,1343 |
1,1383 |
1,1422 |
1,1461 |
1,1501 |
40 |
1,1711 |
1,1754 |
1,1658 |
1,1697 |
1,1736 |
1,1775 |
1,1814 |
1,1853 |
1,1892 |
1,1932 |
50 |
1,2139 |
1,2182 |
1,2049 |
1,2088 |
1,2127 |
1,2166 |
1,2205 |
1,2244 |
1,2283 |
1,2322 |
60 |
1,2567 |
1,2609 |
1,2439 |
1,2478 |
1,2517 |
1,2556 |
1,2595 |
1,2634 |
1,2673 |
1,2712 |
70 |
1,2994 |
1,3037 |
1,2828 |
1,2867 |
1,2906 |
1,2945 |
1,2984 |
1,3022 |
1,3061 |
1,3100 |
80 |
1,3422 |
1,3465 |
1,3216 |
1,3255 |
1,3294 |
1,3332 |
1,3371 |
1,3410 |
1,3448 |
1,3487 |
90 |
1,3850 |
1,3893 |
1,3603 |
1,3641 |
1,3680 |
1,3719 |
1,3757 |
1,3796 |
1,3834 |
1,3873 |
100 |
1,4278 |
1,4320 |
1,3988 |
1,4027 |
1,4065 |
1,4104 |
1,4142 |
1,4181 |
1,4219 |
1,4258 |
110 |
1,4705 |
1,4748 |
1,4373 |
1,4411 |
1,4449 |
1,4488 |
1,4526 |
1,4564 |
1,4603 |
1,4641 |
120 |
1,5133 |
1,5176 |
1,4756 |
1,4794 |
1,4832 |
1,4870 |
1,4909 |
1,4947 |
1,4985 |
1,5023 |
130 |
1,5561 |
1,5604 |
1,5138 |
1,5176 |
1,5214 |
1,5252 |
1,5290 |
1,5328 |
1,5366 |
1,5404 |
140 |
1,5989 |
1,6031 |
1,5518 |
1,5556 |
1,5594 |
1,5632 |
1,5670 |
1,5708 |
1,5746 |
1,5784 |
150 |
1,6416 |
1,6459 |
1,5898 |
1,5936 |
1,5974 |
1,6012 |
1,6049 |
1,6087 |
1,6125 |
1,6163 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Метрологические характеристики ЦМ М-832
Верхний предел диапазона измерения сопротивления, кОм |
Значение единицы младшего разряда (квант q), Ом |
Предельные значения абсолютной погрешности при температуре 18 ÷ 28 0С |
0,2
|
0,01 |
± (0,5 % от R + 10q) R - измеренное значение |
Верхний предел диапазона измерения постоянного напряжения, В |
Значение единицы младшего разряда (квант q), мВ |
Предельные значения абсолютной погрешности при температуре 18 ÷ 28 0С |
0,2 |
0,01 |
± (0,05 % от U + 3q) U - измеренное значение |