5.Оптические пирометры: основные законы, ачт и реальные

объекты, яркостная и радиационная температуры, конструкция

радиационного пирометра. Методика лабораторных работ №№ 1,2,3.

Теоретические основы оптической пирометрии: понятие АЧТ, основные

законы: Кирхгофа, Планка, Вина, Стефана-Больцмана, яркостная и радиационная

температуры, схемы пирометров, градуировка и поверка радиационного

пирометра.

Видимая часть спектра: [0.4≤λ≤0.8] мкм, при λ=0.65 мкм (красный цвет) –

-максимальная чувствительность человеческого глаза.

Основные законы:

- 14 -

При (λ*Т_Я )≤ 2*10^-3 [м*К] формула Планка может быть заменена на формулу Вина:

Конструкция радиационного пирометра (см.приложение радПИР)

Методика лабораторных работ №№ 1,2,3.

6.Вторичные приборы для стандартных датчиков температуры.

Милливольтметр, логометр. Методика лабораторной работы №4.

Основные приборы для стандартных датчиков температуры. Милливольтметр:

Принцип действия, особенности подключения термопары, поверка прибора.

Логометр: принцип действия, особенности подключения ТС, поверка логометра.

7.Автоматический мост (ам): измерительная схема,

основы расчета, переградуировка АМ на новый диапазон.

Методика лабораторной работы №6.

АМ: измерительная схема, принцип действия, основы расчета, переградуировка

АМ на новый диапазон

- 15 –

Рис.7. Измерительная схема АМ.

Постановка задач по расчету:

задаются: Rпp=90 Ом, Rл1= Rл2=7.5 Ом,-при приближенном расчете Rл1= Rл2=0,

R2= R3=60 Ом, Rн≈0; градуировка ТС, диапазон температур [Θmin, Θmax].

Надо расчитать два резистора: R1, R.

По градуировочной таблице соответствующего ТС определяют [Rmin, Rmax].

Расчетные формулы получаются из двух граничных ситуаций:

1)при Θmin и сопротивлении ТС Rmin движок реохорда Rp (точка “а”) находится в

крайней правой точке “n”, тогда при равновесии моста можно записать:

(26)

2)при Θmax и сопротивлении ТС Rmax движок реохорда Rp (точка “а”)

находится в крайней левой точке “m”, тогда при равновесии моста можно

записать:

(27)

Из уравнений (26), следует (R2=R3):

подставляем в (27) вместо R1:

Получаем квадратное уравнение относительно R_ob:

- 18 -

(28)

Пример расчета:

Здесь Rпp = 90 Ом, Rл1= Rл2=7.5 Ом,-при приближенном

расчете Rл1= Rл2=0 Ом, R2= R3=60 Ом, Rн≈0,

Задается градуировка ТС: ТСМ гр.23;

диапазон измерения [Θmin=0⁰С,Θmax=100⁰С].

Расчитываются два резистора: R1, R.

По градуировочной таблице ТСМ гр.23 определяем Rmin=53 Ом, Rmax=75.58 Ом

Расчет:

Методика лабораторной работы №6.

8.Компенсационный метод измерения эдс.

Автоматический потенциометр (АП): измерительная схема,

основы расчета, переградуировка АП на новый диапазон.

Методика лабораторной работы №5.

- 19 -

Рис.8. Измерительная схема АП.

Компенсационный метод измерения эдс.АП: измерительная схема,

принцип действия, основы расчета, переградуировка АП на новый диапазон.

Дано: Rp – реохорд, Rпp = 90 Ом, Rк – для компенсации э.д.с. свободных концов

термопары, для термопары ХК Rк=13.7 Ом, R1=509 Ом, i1=2mA, i2=3mA.

Задается градуировка термопары, диапазон измерения [Θmin, Θmax],

Тр.расчитать: три резистора: Rн, Rп, R.

Порядок расчета:

1)по соответствующей градуировочной характеристике термопары определяют

Еmin, Еmax для температур Θmin, Θmax.

Рассматриваются две граничные ситуации:

2)при Θmin движок реохорда Rp (т.”а”) находится в крайнем правом положении

(т.”n”), тогда имеем при компенсации э.д.с. термопары Еmin:

(29)

3)при Θmax. движок реохорда Rp (т.”а”) находится в крайнем левом положении

(т.”m”), тогда имеем при компенсации э.д.с. термопары Еmax:

(30)

4)Для полного диапазона [Еmin, Еmax] имеем:

- 20 -

(31)

Пример расчета.

Дано: градуировка термопары:ТХК, диапазон измер.: [Θmin=0⁰С, Θmax=400⁰С],

По градуировочной таблице термопары ХК определяются пределы АП в мВ:

Еmin=0, Еmax=31.49 мВ.

Расчет:

Методика лабораторной работы №5.

9.Примеры задач измерения температуры в

производственных объектах легкой промышленности: пресса,

вальцы, каландр, экструдер, сушильные камеры и т.д.

ГОСТ на обозначения элементов автоматизации в схемах. Примеры типовых

схем автоматизации тепловых объектов легкой промышленности: пресса,

вальцы, каландр, экструдер, сушильные камеры и т.д.

10.Основы статистической обработки экспериментальных

данных (в одной точке).Ограничения.Дисперсия, СКО.

Распределения: нормальное (Гаусса), Стьюдента и Пирсона.

- 21 -

Расчет доверительных границ при заданной надежности Р.

Таблица t=f(P, n) по распределению Стьюдента S(t, n)

n \ P	0.95	0.99	0.999
5	2.78	4.6	8.61
10	2.26	3.25	4.78
20	2.093	2.861	3.883
100	1.984	2.627	3.392

Таблица q=f(P, n) по распределению Пирсона R(q, n)

n \ P	0.95	0.99	0.999
5	1.37	2.67	5.64
20	0.37	0.58	0.88
100	0.143	0.198	0.27

Линейное преобразование.

Правило Шовине – для исключения грубых промахов.

Пример расчета: n=100, Р1=0.999

ai	mi	Vi	Vi *mi	Vi2	(Vi2)*mi
1	2	3	4	5	6
520	5	-3	-15	9	45
530	15	-2	- 30	4	60
550	50	0	0	0	0
560	22	1	22	1	22
580	8	3	24	9	72
Σ	100		1		199

С=550, h=10

- 22 -

(4.81) (4.81)

Вариант №2: Р2=0.95 –см. статист2.doc

Упрощенная статистическая оценка (правило 3σ).

11.Погрешности косвенных измерений: ограничения,

Примеры оценки погрешности косвенных измерений.

Условие: погрешности S_xk всех аргументов случайные и

независимые.

Вывод (35) – см. приложение «косвИЗМ».

- 23 -

Ответ: температура 35 ⁰С измеряется ТС с погрешностью Δ_Θ =±0.936 ⁰С

Упрощенная статистическая оценка.

Правило «трех сигма»

(36)

(37)

12.Структурные схемы. Расчет суммарной чувствительности

для 3х основных схем.

X1 1 X2 2

Y1 Y2

1) схема с последовательной связью;

X X1 1 Y1 Y X X1 1 Y1 Y

X2 2 Y2 ±Y2 2 X2

2) схема с параллельной связью; 3)схема с обратной связью

Рис.9. Структурные схемы: 3 варианта.

- 24 -

Схемы с обратной связью:

разделим каждое слагаемое в (а) на dY, получим:

-чисто случайные погрешности.

13.Измерение давления: размерности, основные методы.

Измерение уровня: основные методы. Примеры задач измерения давления,

уровня в производственных объектах легкой промышленности.

Давления: атмосферное (барометрическое), избыточное, разрежение (вакуум),

Размерности: 1 бар=10⁵ Па=0.1Мпа≈750 мм.рт.ст.=1.02 кгс/см² =

1.02* 10⁴ кгс/м² =1.02* 10⁴ мм.вод.ст. трубка Бурдона!

Манометры: жидкостные, деформационные, грузопоршневые, электрические.

Подключение манометров к объектам (жидкость, газ)- см. «маноМ».