Р а б о т а № 1

Измерение температуры, влажности, скорости и газового состава воздуха

Ц е л ь р а б о т ы - изучение устройства и принципов работы различных приборов для измерения температуры, влажности, скорости и газового состава воздуха на хладотранспорте, а также методов проверки и настройки их.

Работа состоит из двух частей : 1 часть - измерение температуры и газового состава воздуха(пункт 1.1.) и 2 часть- измерение влажности и скорости воздуха ( п.п. 1.2 и 1.3 ).

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, студент обязан изучить общие сведения по измерению параметров воздуха и ознакомиться с приборами для измерения их.

1.1. Измерение температуры и газового состава воздуха.

1.1.1. Приборы для измерения температуры

Для наблюдения за температурой чаще всего исполь-зуют стеклянные жидкостные термометры, термографы, металлические и полупроводниковые термометры сопроти-вления, термопары, электронные самописцы.

Действие стеклянных жидкостных термометров основано на разнице коэффициентов теплового расширения жидкости и стекла. Для работы в различных температурных интервалах стеклянные термометры заполняют опре-деленными жидкостями: для температур от -30 до +500С — ртутью, от -65 до +65С — спиртом, от 0 до -90С — толуолом.

Ж и д к о с т н ы е т е р м о м е т р ы обладают достаточно высокой точностью, надежностью и дешевизной. К недостаткам этих приборов относят невозможность передачи показаний на расстояние, отсутствие регистрации показаний, большую тепловую инерцию и хрупкость.

На хладотранспорте применяются технические термометры с ценой деления 0,5 ; 1 и 2С. Для ответственных измерений используют лабораторные термометры с ценой деления 0,1С.

Т е р м о г р а ф ы применяют для непрерывной длительной записи температуры воздуха в стационарных объектах. Запись производится на бумажной ленте ( термо-грамме ), которая обертывается вокруг вращающегося цилиндрического барабана. Лента в продольном направлении разделена на сутки и часы, а в поперечном — на градусы . Барабан вращается находящимся внутри него часовым механизмом и может делать один оборот за одни, 7 или 14 суток. Изменение температуры воздуха воспринимает чувствительный элемент, представляющий собой биметаллическую пластину, состоящую из двух разнородных по коэффициенту температурного расширения металлов. Этот элемент слегка изогнут и один конец его закреплен неподвижно, а другой (подвижный) конец через систему рычагов передает движение стрелке, на которой имеется перо с чернилами, слегка прижатое к вращающейся ленте.

При изменении температуры воздуха чувствительный элемент деформируется ( изгибается или выпрямляется ) и перемешает перо вверх или вниз, вследствие чего на вращающейся ленте вычерчивается непрерывная температурная линия. Точность показаний термографа не превышает 1 С.

Т е р м о м е т р ы с о п р о т и в л е н и я основаны на измерении величины электрического сопротивления проводника или полупроводника, изменяющейся в зависимости от температуры. Они бывают металлические и полупроводниковые.

Металлический термометр сопротивления (или терморезистор ) представляет собой платиновую, никелевую или медную проволоку, намотанную на стержень или полоску изоляционного материала ( слюды, кварцевого стекла ) и помещенную в металлическую гильзу различных размеров и формы. Концы проволоки выводятся из гильзы, соединяются проводами с измерительным прибором, в качестве которого применяют уравновешенный измерительный мост Уитстона, потенциометр или логометр.

При повышении температуры проволоки на 1 С сопротивление её увеличивается приблизительно на 0,4 %. Для измерения электрического сопротивления термометра используют в основном два метода : компенсации и моста.

Компенсационный метод состоит в измерении потенциометром напряжения на концах чувствительного элемента термометра сопротивления и на каком - либо известном сопротивлении, в качестве которого чаше всего употребляют образцовые катушки на 1, 10 или 100 Ом. Он требует высокой стабильности э.д.с. батарей, питающих цепь термометра и потенциометра.

Наибольшее распространение на рефрижераторных вагонах получили мостовые схемы систем контроля температуры. Мост Уитстона состоит из четырех сопротивлений, соединенных последовательно в замкнутый контур. Применяются уравновешенные и неуравновешенные мосты.

B схеме уравновешенного моста (рис.1.1.) из четырех плеч моста сопротивление датчика температуры R_t является объектом измерения, неизменное сопротивление R₂ – объектом сравнения, а сопротивления R₁ и R₃ представляют собой части реостата. Питание моста осуществляется от источника Б через гасящее сопротивление R₀ .

Схема уравновешенного моста

Рис. 1.1.

=

Процесс измерения основан на создании условия равновесия, которое имеет вид :

R₁ R₃

R₂ R_t