4. 1. 2. Навчальні заняття Лабораторна робота 5. Дослідження термодатчиків і терморегуляторів (4 год.)

Мета роботи:

1. Вивчити будову, принцип дії термодатчиків і терморегуляторів.

2. Зняти основні ха­рактеристики термодатчиків і терморегуляторів.

Матеріальне забезпечення.

Зразки термодатчиків і терморегуляторів, їх складових, навчальні плакати.

Питання для самопідготовки до лабораторної роботи:

1. Принцип дії ТПГ-СК.

2. Принцип дії ТПК-І60.

3. Принцип дії Т-32.

4. Принцип дії ТР-4К.

5. Принцип дії термопари.

6. Принцип дії ТР-200.

7. Принцип дії ТУДЭ-4.

8. Що називають диференціалом термодатчика?

9. Що називають абсолютною похибкою вимірювального приладу?

10. Що називають відносною похибкою вимірювального приладу?

11. Що називають кривою розбігу?

Загальні дані

В залежності від принципу дії приладів для вимірювання температури, вони поділяються на групи: термометри розширення, манометричні термометри, електричні термометри опору, термоелектричні термометри.

В лабораторній роботі використовуються:

• термометр скляний ртутний електродний типу ТПК, який до­пускає регулювання температури до 200⁰С, а також термо­метр скляний спиртовий, що використовується як зразковий. Терморегулятор типу ТПК, який працює з підсилювачем УТК-4, що представляє собою тирісторний вимикач через який вмика­ється, або вимикаються нагрівачі в шафі. Пряме регулювання, яке забезпечує УКТ-4, не більше 880 Вт (В3);

• термопара спільно з мілівольтметром, який регулює температуру – МР-64-02 (В9);

• дилатометричний терморегулятор типу ТР-4К, що працює на прин­ципі різності коефіцієнтів лінійних розширень при нагріванні двох металів, які жорстко скріплені між собою. Межі регулювання температури -25 +200°С, потужність по змінному струмі - 30 Вт при напрузі 220 В (В7);

• дилатометричний електричний двопозиційний терморегулюючий пристрій ТУДЭ-4 має регулювання температур від 0°до 250°С; Потужність на розрив по змінному струмі - 10 Вт, при напрузі 220В;

• манометричний термометр типу TПГ-СK (В4) заповнений рідин­ою з низькою температурою кипіння (фреон-12), а також манометричний конденсаційний показуючий сигналізуючий прилад ТКП-І60 (В5), що вимірює і сигналізує межі температури. На них встановлені два мікровимикача максимальною силою струму 0,15А і тому необхідно використовувати проміжне реле РПУ-У4. За таким принципом працюють термосигналізатори типу ТСМ-200 (В8), терморегулятори прямої дії TP-4К (В7), Т-32(B6).

Опис лабораторного стенду

Лабораторна установка виконана в вигляді стенду на столі з переносною термошафою (рис. 22).

В лабораторній роботі досліджуються принципи регулювання температури з використанням термометрів розширення, манометричних термометрів, електричних термометрів опору, термоелек­тричних термометрів.

Порядок виконання:

1. Перевірити вихідне положення установки:

   1. Перемикач S3 встановити в положення "ВВІМКНЕНО".

   2. Закрити кришку термошафи.

   3. На датчиках лаборантом встановлюються певні температури, які в ході виконання роботи змінювати ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ.

2. Подати напругу на стенд.

   1. На настінному пульті живлення натиснути кнопку "ПУСК":

      1. Прослуховується вмикання пускача.

      2. Загорається лампа з написом "Лабораторна робота".

Рисунок 22. Стенд лабораторної роботи 5.

1.	УКТ-4	Блок підсилювача.
2.	НL1-НL12	Лампи сигналізації спрацювання відповідних датчиків.
3.	К4	Проміжне реле верхньої межі температур (В4 / ТПГ-СК).
4.	К3	Проміжне реле нижньої межі температур (В4 / ТПГ-СК).
5.	Н13	Лампа сигналізації вимикання термошафи.
6.	К2	Пускач електромагнітний нагрівачів термошафи.
7.		Терморегулятор дилатометричний електричний двохпозиційний типу ТУДЭ-4.
8.		Терморегулятор дилатометричний електричний двохпозиційний типу ТР-200.
9.		Термометр розширювання рідинний.
10.		Термометр розширення ртутний електроконтактний (чутливий елемент блоку підсилювача УКТ-4. Поз. 1).
11.		Термошафа.
12.		Терморегулятор манометричний прямої дії типу Т-32.
13.		Терморегулятор манометричний прямої дії типу ТР-4К.
14.		Мілівольтметр типу МР-64-02 (для термопари).
15.		Термометр манометричний конденсаційний показуючий сигналізуючий типу ТКП-160С.
16.		Термометр манометричний типу ТПГ-СК.
17.		Термометр опору електричний типу ТСМ-200.
18.	S3	Перемикач "НАГРІВ" вмикання / вимикання термошафи.
19.	К1	Пускач електромагнітний живлення стенду (розміщений за передньою панеллю стенду).
20.	S1	Кнопка "ПУСК" вмикання живлення стенду .
21.	S2	Кнопка "СТОП" вимикання живлення стенду.
		Примітка: Всередині шафи розміщені чутливі елементи термодатчиків і терморегуляторів В1, В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8, В9.

2. На стенді натиснути кнопку S1 "ПУСК". Прослуховується вмикання пускача К1 (за лицьовою панеллю стенда).

3. Спрацьовує реле К3.

4. Спрацьовує реле К2 і через контакти які зімкнулись, вмикає нагрів шафи. Контроль здійснюється за загоранням лампи НL13.

5. Загораються лампи НL3... НL9, які сигналізують про замикання контактів датчиків, що досліджуються.

6. Згідно встановлених меж регулювання температури розміщених на щиті датчиків, буде відбуватись замикання та розмикання їх контактів, про що сигналізуватимуть відповідні лампи.

1. Зняти криву розгону термошафи:

   1. За годинником зафіксувати час вмикання шафи в мережу.

2. слідкувати за залежністю температури нагрівання повітря в шафі в часі при закритих дверцятах.

3. За згасанням ламп занести до табл. 3 дійсну температуру (за зразковим термометром), час та температуру верхньої межі регулювання, на яку налаштований той чи інший датчик. У висновках відобразити отримані результати.

4. При досягненні максимальної температури регулювання, яка встановлена на ТПК, закриється тиристор УКТ і забезпечить вимикання пускача К3, який в свою чергу вимкне нагрівання шафи. Лампа НL13 згасне.

1. Зняти криву охолодження шафи:

   1. Відкрити дверцята шафи. Перемикач S7 поставити в поло­ження "ВИМКНЕНО".

   2. За загоранням ламп занести до табл. 3 дійсну температуру, час та температуру нижньої межі регулювання, на яку налаштований той чи інший датчик. У висновках відобразити отримані результати.

2. Натиснути кнопку S2 "СТОП" на стенді і кнопку "СТОП" на пульті, що знаходиться на стіні.

3. Розрахувати похибки у показаннях датчиків:

   1. Абсолютну похибку приладу як різницю між його показаннями Х_вим і дійсним значенням Х_д вимірюваної величини X:

∆Х = Х_вим– Х_д;

Відносною похибкою γ вимірювального приладу називають відношення абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини Х_д, виражене в процентах:

;

Приведена похибка γ_п вимірювального приладу - це відношення абсолютної похибки до верхньої межі вимірювання приладу Х_в:

;

Отримані в лабораторній роботі значення похибок необхідно порівняти з класом точності даного приладу, що характеризує допустиму приведену похибку. Для визначення класу точності використовується формула:

;

де ∆Х _мах – максимальне значення абсолютної похибки під час вимірювань.

Таблиця 3.

Показання термодатчиків

Показники	Тип датчика
	ТПК (В3)	ТУДЭ-4 (В1)	ТР-200 (В2)	ТПГ-СК (В4)	ТКП-160Сг (В5)	Т-32 (В6)	ТР-4К (В7)	МР-64-02 (В9)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Верхня межа регулювання, С
Нижня межа регулювання, С
Час спрацювання, спр, хв.
Дійсна температура спрацювання, tд.спр.,С
Час вимикання, вим., хв.
Дійсна температура вимикання, tд.вим., С
Абсолютна похибка приладу при спрацюванні, Хабс.спр., С
Абсолютна похибка приладу при вимиканні, Хабс.вим.,С

Зміст звіту

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Принцип дії датчиків, що досліджуються.

4. Табл. 3 для побудови кривої розгону і охолодження термошафи.

5. Графік кривої розгону (рис. 23).

6. За графіком (рис. 23) зняти величини диференціалу для датчиків, які досліджуються.

7. Для датчика В4 визначити величини абсолютної, відносної і приведеної похибок.

8. Визначити абсолютні похибки для всіх типів датчиків, які досліджу­ються.

9. Зробити висновки по роботі.