Определение истинной температуры по яркостной

1. Истинную температуру объекта определить по формуле

(26)

где – яркостная температура, К; – эффективная длина волны оптического пирометра, 0,65 мкм; - постоянная излучения, 14320 мкм; – коэффициент черноты объекта (монохроматического излучения вольфрама) из таблицы, приведенной в приложении 8.

Внести значения и Т в соответствующие графы протокола (см. приложение 9).

2. Определить поправку на неполноту излучения лампы , результаты занести в протокол.

3. Построить график поправок , откладывая значения по оси ординат.

В отчете следует привести протокол измерения яркостной температуры и график поправок.

Контрольные вопросы

1. Сделайте сравнительный анализ бесконтактных методов измерения температуры?

2. Как определяется яркостная температура?

3. Каково назначение оптического пирометра?

4. Как устроен оптический пирометр ЭОП-66?

5. Какая разница между истинной температурой тела и показанием оптического пирометра?

6. Поясните назначение светофильтров 3 и поглотителей 9.

В течение практического занятия студенты должны решить задачи, указанные преподавателем.

3. Задачи

Для закрепления изученного материала предлагаются приведенные ниже задачи, при решении которых необходимо обратить внимание не только на получение численного результата, но и на анализ физических особенностей данного принципа или метода измерения.

Задача 1

Принципиальная схема лабораторного потенциометра представлена на рисунке. Известно, что Э.Д.С. насыщенного нормального элемента зависит от температуры, в то время как рабочий ток потенциометра должен быть неизменным. Каким образом это достигается в схеме потенциометра, например, при увеличении температуры от 20 до 50 ºC?

Задача 2

Предположим, что в задаче 1 после увеличения температуры окружающей среды до 50 ºC вновь была произведена установка рабочего тока, однако движок резистора остался на том же положении, в котором он находился при температуре 20 ºC.

Изменятся ли при этом показания потенциометра?

Задача 3

Влияет ли на погрешность потенциометра класс применяемого нормального элемента?

Задача 4

Температура в термостате измерялась техническим термометром со шкалой 0–500 С˚, имеющим пределы допускаемой основной погрешности 4 С˚. Показания термометра составили 345 С˚. Одновременно с техническим термометром в термостат был погружен лабораторный термометр, имеющий свидетельство о поверке. Показания лабораторного термометра составили 352 С˚, поправка по свидетельству составляет –1 С˚, поправка на выступающий столбик составляет +0,5 С˚.

Определите, выходит ли за пределы допускаемой основной погрешности действительное значение погрешности показаний технического термометра.

Задача 5

Милливольтметр имеет равномерную шкалу, разделенную на 50 интервалов. Нижний предел измерения U_н= –10 мВ, верхний U_к= +10 мВ.

Определите цену деления шкалы и чувствительность милливольтметра.

Задача 6

В печь для поверки помещено несколько термоэлектрических термометров, о которых известно, что они стандартные, но тип их неизвестен. Свободные концы термометров помещены в термостат, температура в котором поддерживается постоянной, но ее значение также неизвестно.

Можно ли определить тип термоэлектрических термометров, если температура в печи известна и может изменяться в интервале от 300 до 600ºС, а термо-Э.Д.С. измеряется лабораторным потенциометром?

Задача 7

Введите поправку в показания термоэлектрического термометра и определите температуру рабочего конца, если известно, что термо-Э.Д.С. термометра типа ТПП составляет 3,75 мВ а температура свободных концов 50ºС.

Задача 8

Термоэлектрический термометр типа ТПП подсоединен к измерительному прибору ИП медными проводами.

Измениться ли термо-Э.Д.С., если вместо медных проводов подсоединение будет осуществлено алюминиевыми проводами?

Задача 9

На рисунке изображена характеристика термоэлектрического термометра при температуре свободных концов, равной 0˚С. Как изменится его характеристика, если температура свободных концов увеличится?

Задача 10

Можно ли ртутным термометром измерить t=+500ºС. Если температура кипения ртути +356,6ºС? Каким образом можно повысить верхний предел измерения ртутных термометров?

Задача 11

Для технического манометра класса 1,5 нормальная температура окружающей среды 20±5ºС. Рабочая температура – (+5-+50ºС).

Одинаковыми ли погрешностями будут характеризоваться показания прибора при температуре окружающей среды t=24ºС, t=10ºС, t=55ºС при условии, что остальные влияющие величины имеют нормальные значения?

Задача 12

Изменится ли чувствительность милливольтметра, если увеличить число витков рамки при неизменной жесткости пружины?

Задача 13

Определите температуру рабочего конца термоэлектрического термометра для измерительной цепи, представленной на рисунке. Известно, что t1=t2=70ºС, t0=28ºС, tП=18ºС. Термо-Э.Д.С. на выводах, лабораторного потенциометра равна E=23,52 мВ, тип термометра ТХА.

Задача 14

Полагаем, что в начале и конце шкалы милливольтметра рамка находится в магнитном поле с бо́льшей индукцией, чем в середине шкалы.

Будет ли чувствительность такого милливольтметра постоянной в пределах шкалы? Будет ли шкала милливольтметра постоянной?

Задача 15

Определите изменение показаний милливольтметра градуировки ХА, вызванное изменением температуры помещения, в котором находится милливольтметр, от 20 до 40 ºС. Сопротивление внешней цепи 5 Ом, сопротивление милливольтметра при 20 ºС =302 Ом, сопротивление рамки, выполненной из меди, R_р=65 Ом, показание прибора 540 ºС. Измерительная схема милливольтметра состоит из рамки и последовательно включенного манганинового резистора. Температурный коэффициент электрического сопротивления меди К^-1.

Задача 16

Известно, что температурный коэффициент милливольтметра уменьшается с уменьшением отношения сопротивления рамки к общему сопротивлению милливольтметра. Однако это отношение обычно бывает не менее 1/3.

Почему не рекомендуется выбирать его ме́ньшим при неизменном общем сопротивлении милливольтметра?

Задача 17

Одинаков ли предел допускаемой относительной погрешности измерения во всех точках шкалы автоматического потенциометра?

Задача 18

Манометр, измеряющий давление пара, установлен на 5 м ниже точки отбора. Манометр показывает p=50 кгс/см², среднее значение температуры конденсата а импульсной линии t=60ºС.

Определите действительное значение давления в паропроводе.

Задача 19

Три манометра установлены различным образом установлены на трубопроводе с водой, имеющей давление 8 кгс/см2 . одинаковыми ли будут их показания (собственными погрешностями приборов можно пренебречь)?

РИСУНОК 3-4

Задача 20

Введите поправку в показания термоэлектрического прибора и определите температуру рабочего конца, если известно, что термо-ЭДС термометра типа ТПП составляет 3,75 мВ. А температура свободных концов 50ºС.

Задача 21

Милливольтметр имеет равномерную шкалу, разделенную на N=100 интервалов. Нижний предел измерения U_н=-10мВ, верхний - U_в=+10мВ. Определите цену деления шкалы и чувствительность милливольтметра.

Задача 22

Температура в термостате измерялась техническим термометром со шкалой 0-300ºС, имеющим пределы допускаемой основной погрешности 3ºС. Показания термометра составили 201ºС, его поправка составляет -1ºС.

Определите, выходит ли за пределы допускаемой основной погрешности показаний технического термометра

Задача 23

Температура газохода измеряется квазимонохроматическим (оптическим) пирометром. Стрелка пирометра показывает температуру 1100ºС.

Определите действительную температуру газохода и систематическую погрешность измерения температуры стенки, если степень черноты ее составляет ε_λ=0,75. эффективная длина волны пирометра λ_э=0,65 мкм.

Задача 24

Условиями эксплуатации логометров допускается изменение напряжения питания ±20% номинального (4В), так как при этом точность существенно не ухудшается.

Почему изменение напряжения питания мало сказывается на показаниях логометра?

Задача 25

Определите критическое значение порога чувствительности по напряжению для электронного усилителя автоматического потенциометра градуировки ХК с диапазоном шкалы 0-600ºС. Число витков реохорда n=1400.

Задача 26

Влияет ли на погрешность потенциометра класс применяемого нормального элемента?

Задача 27

Оцените систематическую погрешность измерения температуры радиационным методом. Радиационная температура t_р=1627ºС, коэффициент черноты ε=0,38.

Задача 28

Как изменятся показания ртутного U-образного манометра, если барометрическое давление изменилось на 50 мм рт. ст. при неизменном абсолютном измеряемом давлении? Температура окружающей среды и ускорение силы тяжести остаются нормальными.