Назначение элементов установки
Схема стенда для определения характеристик термопар представлена на рис. 4 и выделена пу нктиром. Электрическая трубчатая печь 1 предназначена для нагрева термопар, мощность её нагрева задаётся регулятором 2 (ЛАТРом). Горячие спаи образцовой термопары 3 типа ПП и поверяемой термопары неизвестной марки 4, помещены в алюминиевый блок, расположенный в зоне равномерных температур, что позволяет уменьшить погрешности измерений за счет неравномерного обогрева. Свободные спаи обеих термопар введены в термостат 5, имеющий температуру 0°С±0,01, либо температуру окружающей среды.
Рис. 4. Схема лабораторной установки для определения характеристик термопар
В качестве измерительного прибора ИП 8 используется цифровой вольтметр. Для использования цифрового вольтметра его следует включить в сеть и подготовить к работе.
Подготовка к работе цифрового вольтметра в7-21
Включите вилку кабеля питания вольтметра в сеть переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц и нажмите кнопку «сеть» на передней панели.
Прогрейте вольтметр в течение 10 мин.
Вставьте клеммы «+» и «», размещенные на передней панели вольтметра, входной кабель, соедините его концы между собой и установите переключатель пределов измеряемого напряжения в положение 100 мВ, при этом на цифровом табло должно индуцироваться одно из показаний «-0000» или «+0000» без учета последней значащей цифры.
Разомкните концы входного кабеля. Вольтметр к работе готов.
Другие ручки на панели цифрового прибора вращать запрещается.
Подключение к измерительному прибору образцовой и поверяемой термопар производится при помощи проводов, включаемых в гнездо на лицевой панели стенда, и переключателя 7, при работе используется на два положения переключателя:
Переключатель находится в положении 1 (Обр) - включена стандартная термопара – ПП-1;
Переключатель находится в положении 2 (Пов)– включена поверяемая термопара.
Питание на элементы установки подается через тумблеры 17 – “Сеть”, 18 – “Т2”, 19 – Т1 “Сеть”.
Порядок проведения работы
Перед проведением опыта по снятию статической характеристики необходимо изучить схему и правила пользования цифровым вольтметром. Следует также подготовить формуляр протокола, определить и вписать в протокол пять контрольных значений температур, при которых будут проводиться измерения термо-Э.Д.С. выбранных из ряда: (25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300) °С. Затем по градуировочным таблицам для стандартной термопары ПП определяют значения термо-Э.Д.С. при этих температурах и также заносят их в протокол (приложение 1). Запись показаний термо-Э.Д.С. производят дважды: при нагреве и охлаждении печи.
Подавать напряжение на печь разрешается только после проверки знаний студентов по теме работы и проверки стенда преподавателем.
Определение статических характеристик (поверка или градуировка термопар) заключается в сравнении значений термо-Э.Д.С. поверяемой и образцовой термопар при постоянных температурах в 4-5 контрольных точках в диапазоне до 300°С.
Первой контрольной точкой служит температура окружающей среды (20-25 °С). Она определяется до включения тумблера 17 (сеть). Подключая переключателем 7 образцовую термопару к измерительному прибору (переключатель 7 в пол. “2”), определяют значение термо-э.д.с и заносят его в протокол. После этого переключателем подсоединяют к прибору поверяемую термопару (переключатель 7 в пол.“3”) и вновь определяют численное значение термо-Э.Д.С., которое заносят в протокол. В результате проведенных измерений получают численные значения термо-Э.Д.С. образцовой и поверяемой термопар при постоянной начальной температуре (в данном случае при температуре окружающей среды).
Затем тумблер 17 включают для обогрева печи. Указатель регулятора напряжения устанавливают на отметке 60В, к измерительному прибору подсоединяют образцовую термопару. При достижении температурой печи значения 50 °С (сигнал образцовой термопары по ИП 0,299 мВ) переключатель 7 быстро переводят в положение “поверяемая термопара”, считывают показания и заносят их в протокол.
Аналогичные измерения проводят во всех остальных точках: 75, 100, 150, 200, 250, 300 °С при нагреве печи, значения Э.Д.С. контрольной термопары выбираются из таблицы 1. Положение ручки регулятора напряжения выбирают таким образом, чтобы температура печи не росла очень быстро, особенно при приближении к измеряемому значению.
После измерения на последней отметке опыты повторяют для тех же контрольных точек при охлаждении печи, для этого убавляют мощность нагрева и температуру (ручку регулятора напряжения поворачивают против часовой стрелки).
Накопленный в результате опытов статистический материал используется в дальнейшем для построения графической зависимости Е(,0)=f(,0).
Таблица 1