5. Содержание отчета.
5.1 Цель работы.
5.2 Таблица 1.
5.3 Графики статических и динамических характеристик термопары.
5.4 Математическая модель термопары и её решение в общем виде.
5.5 Определение коэффициентов математической модели. (По графикам .См. приложение 1).
5.6 Представление математической модели и решения с учетом коэффициентов, определенных по полученным графикам.
(3-5 точек по формуле 9 просчитать и нанести на график).
6. Контрольные вопросы.
6.1 Что называется термопарой.
6.2 На чем основан принцип действия термопары.
6.3 Как вносится поправка на температуру свободных концов.
6.4 Что представляют собой статические и динамические характеристики термопары.
6.5 Как представляется математическая модель термопары.
--------------------------------------------------------------------------------
Литература.
1.Салащенко В.А.* Лабораторные работы*
по курсу << Технологические измерения и приборы>>
ч. 1- 4 , кафедра АПП, МИНХиГП им Губкина.
.
2. Фарзане ‘’Технология измерения и приборы’’.
3. Дианов В.Г. “ Технологические измерения
и КИП химических производств.
Приложение 1.
Статическая характеристика - зависимость ТЭДС от температуры, в установившихся условиях / статика /. Зависимость прямопропорциональная и имеет вид прямой линии на графике. Наклон прямой характеризует чувствительность прибора и определяется как коэффициент K = d E / d T.
Динамическая характеристика - зависимость выходного сигнала от времени при скачкообразном изменении входного сигнала на входе. На графике обычно это кривая линия в виде экспоненты, которая стремится, в конечном счете, к тому значению, которое задается величиной скачка. /динамика/. Характеристика состоит из двух графиков.
Это сначала - скачок температуры во времени и затем (ниже под ним) – реакция на скачок выходного сигнала прибора, имеющего вид экспоненты.
Статическая и динамическая характеристика взаимосвязаны и от статической зависит динамическая. Определяется динамическая характеристика постоянной времени T (сек). Если взять произвольную точку на экспоненте этой кривой и провести через нее касательную, то она пе-
ресечет воображаемую прямую, к которой стремится экспонента. Время отсчета Т берется от проекции взятой точки до точки пересечения касательной с этой прямой Так графически находится T.
Cтатическая характеристика определяется коэффициентом усиления К (mv/ C) .
Графически - это отношение приращения термо- ЭДС к приращению температуры.
Коэффициент К или чувствительность прибора можно определить и по динамическим характеристикам, где приращение напряжения определено экспонентой, а приращение температуры определено скачком.
Математическая модель термопары описывается дифференциальным уравнением:
(8)
где E - ТЭДС термопары, мВ
DQср - скачок температуры, °С
Т - постоянная времени, °С
К - коэффициент усиления, мВ/°С
Решение уравнения (8)для случая убывающей экспоненты имеет вид:
E=K·DQср·e(-t/T) (9)
Зная значение K и T при любом известном скачке температуры из формулы
можно определить величину Е для любого момента времени, что используется при проектировании систем автоматического управления.
Без градуировочной характеристики ( коэффициент K ) невозможно выполнить термометр, состоящий из первичного преобразователя и вторичного прибора, который преобразует значение термо-ЭДС обратно в температуру.
По величине постоянной времени Т можно судить о быстродействии прибора и о достоверности показаний после резких изменений измеряемых параметров. После воздействия скачка по входу для достоверности измерения необходимо выждать время, равное примерно три - пять Т.
=====================================================================
Самоконтроль.
1. Поставьте все условные обозначения
на графиках, если это статическая и динамические характеристики термопары .
2. Что Вы можете сказать о каждом из них?
3. Определите графически значения К и Т.
4. Графически определить значение поправки на температуру свободных концов термопары. Какова причина возникновения понятия – поправка .