Розв’язання

Тиск, що підводиться до показуючої частини манометричного ртутного термометра, буде визначатися як тиск в термобалоні мінус тиск стовпчика ртуті, що викликаний різницею Н рівнів розташування. Зменшення тиску дорівнює: Р_h = ρ*g*Н = 13595 * 9,81 * 7,37 = 0,98 МПа.

Визначаємо чутливість манометричного ртутного термометра:

S =Р/t = (P_t - P₀)/(t_К – t₀)= (14,28 – 4,47)/(500 – 0) =0,0196 [МПа/С].

Визначаємо зміну показів термометра t_h:

t_h =Р_h/S = 0,98/0,0196 = 48,97959 ≈ 49С.

Покази приладу занижені на 49С і фактична температура в об’єкті складає:

250 + 49 = 299С.

Таке розташування термобалону та капіляру з манометром не допустиме.

Задача № 4.7. Визначити температуру робочого спаю t_x термоелектричного перетворювача типу ТХК, який підключений до мілівольтметра мідними дротами і показує напругу E(t_x,t₀) = 22,88 мВ. Відомо також, що температура у місці з’єднання мідних дротів з виводами термопари є однаковою, а температура холодного спаю термопари t₀ (у місці підключення мілівольтметра) складає 34С.

Розв’язання

Використовуючи стандартну характеристику градуювання (ТЕРС у мВ) для термопари типу ТХК при температурі хододного спаю t₀= 0С, що приведена в табл..2.1, знаходимо зменшення ТЕРС E(t₀,0), яке дорівнює 2,25 мВ.

Додаємо значення ТЕРС E(t₀,0), яке розвиває термопара при значенні температури гарячого спаю t₀, до значення E(t_x,t₀) і отримуємо E(t_x,0) при температурі холодного спаю 0С, тобто:

E(t_x,0) = E(t_x,t₀) + E(t₀,0) = 22,88 + 2,25 =25,13 мВ.

Знову використовуємо стандартну характеристику градуювання (ТЕРС у мВ) для термопари типу ТХК при температурі хододного спаю t₀= 0С, що приведена в табл..2.1, із якої методом інтерполяції знаходимо температуру , яка є в об’єкті: (302±1) С.

Задача № 4.8. Чи лінійна шкала термоелектричних перетворювачів (зокрема ТХК) при зміні температури t_x гарячого спаю, але при збереженні незмінною різниці температур між t_x гарячого спаю та t₀ вільних кінців?

Розв’язання.

Використовуючи стандартну характеристику градуювання (ТЕРС у мВ) для термопари типу ТХК при температурі вільних кінців t₀= 0С, що приведена в табл..2.1, знаходимо ТЕРС E(t₀,0), наприклад, для наступних значень різниць температур між t_x гарячого спаю та t₀ вільних кінців:

E(t_x,0) =E(100,0) = 6,95 мВ;

E(t_x,t₀) = E(200,100) = 14,59 – 6,95 = 7,64 мВ;

E(t_x,t₀) = E(300,200) = 22,98 – 14,59 = 7,27 мВ;

Висновок: шкала термоелектричних перетворювачів нелінійна.

Задача № 4.9. Автоматичний потенціометр класу точності 0,5 та градуювання гр. ХК має межу вимірювання (200…600) С. Стрілка приладу стоїть на відмітці 550 С. Умови роботи – нормальні. Знайти відносну похибку вимірювання ТЕРС термопари.

Розв’язання.

При розрахунку похибок потенціометрів всі вихідні дані необхідно за характеристиками градуювання перевести у мВ і них вести розрахунки.

Із табл.2.1, знаходимо ТЕРС E(t_Х,0) для:

■ Початку діапазону D_П: ТЕРС E(t_Х,0) = E(200С,0С) = 14,59 мВ;

■ Кінця діапазону D_К: ТЕРС E(t_Х,0) = E(600С,0С) = 49,11 мВ;

■ Діапазон вимірювання D: D = D_К - D_П = 49,11 – 14,59 = 34,52 мВ.

Визначаємо межу допустимої абсолютної похибки виходячи із класу точності приладу: γ_пр = (Δ / D) ּ 100%. , звідки :

Δ = (γ_пр *D)/100 = (0,5*34,52)/100 =0,1726 мВ.

Визначаємо відносну похибку вимірювання приладу:

γ_s = (Δ / Q_дійс) ּ 100%

γ_s = [Δ / E(550С,0С)] 100% = (0,1726/44,11)*100% = =0,386% ≈ 0,4%.