Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы исследований процессов и материалов. Практикум
.pdf
Температурный диапазон физических явлений
исключительно широк и теоретически не ограничен:
практически от абсолютного нуля до 1014 К и выше.
За единицу абсолютной температуры в СИ принят
кельвин (К). Единица названа в честь английского физика У.
Томсона (W. Thomson, 1824–1907), с 1892 года за научные
заслуги лорда Кельвина, Kelvin. Кельвин – единица
термодинамической температуры, равная 1/273,16 части
термодинамической температуры тройной точки воды.
Тройная точка – это точка, соответствующая равновесному сосуществованию трёх фаз (от греч. –
проявление) вещества. Так вода в этой точке находится
одновременно в твёрдом, жидком и газообразном состоянии.
Широко используется также градус Цельсия (оС),
названный в честь шведского астронома и физика XVIII века
Celsius.
Температура по шкале Цельсия t связана с температурой
по Кельвину T равенством, причём 1 оС = 1 К,
t = T + 273,16. (4.1.1)
В зависимости от принципа действия промышленные
приборы для измерения температуры классифицируют на
следующие группы.
Манометрические термометры используют изменение
давления рабочего вещества при постоянном объёме с
изменением температуры.
Термоэлектрические термометры представляют собой
термоэлектрический преобразователь (термопару), действие
которого основано на зависимости термоэлектродвижущей
силы от температуры.
Термометры сопротивления (терморезисторы) содержат
термопреобразователь сопротивления, который использует
зависимость электрического сопротивления чувствительного
элемента (проводника или полу-проводника) от температуры.
Пирометры (от греч. – огонь и …метр) излучения,
принцип действия которых основан на использовании
теплового излучения нагретых тел.
51
Задание 1.
2
1
4
5
Определить статическую характеристику измерительного
преобразователя температуры «Корунд–Т».
Выполнение опыта.
Схема включения преобразователя «Корунд–Т» приведена на рис. 2.2.2, см. первый лабораторный стенд на рис.
3.1.
Подключите к выходу «Корунд–Т» (нижние клеммы (нем.
Klemme – зажим) 5 на лабораторном стенде) миллиамперметр или измеритель-калибратор «Корунд–ИК».
Схема лабораторной установки представлена на рис. 4.1.1.
3
Рис. 4.1.1. Схема лабораторной установки для изучения
преобразователя температуры «Корунд–Т»:
1 – блок питания БПД–2К–24; 2 – «Корунд–Т»; 3 – сосуд с
водой; 4 – миллиамперметр; 5 – магнитная мешалка
С помощью тумблера 1 подайте напряжение на
измерительный преобразователь «Корунд–Т».
Поместите термозонд в сосуд с водопроводной водой. Не
менее чем через минуту измерьте температуру этой воды с
помощью стеклянного термометра и одновременно снимите
показания термопреобразователя. Затем долейте горячей
воды, перемешайте её и снова проведите измерение и т.д.
52
После этого запишите показания «Корунда–Т» в тех же
Температура, измеренная
стеклянным термометром
t (X), оС
20 40 60 80 100
Вых. сигнал «Корунда–Т»
I (Y), мА
Вых. сигнал «Корунда–Т»
I (Y), мА
Вых. сигнал «Корунда–Т»
I (Y), мА
Вых. сигнал «Корунда–Т»
I (Y), мА
точках, доливая в сосуд холодную воду.
Повторите опыт ещё раз.
Результаты измерений запишите в табл. 4.1.1.
Таблица 4.1.1
Результаты измерений
Задание 2.
Обработать результаты измерений.
Выполнение опыта.
Определите метрологические характеристики измерительного преобразователя температуры «Корунд–Т».
Сделайте вывод о метрологической пригодности поверяемого измерительного преобразователя температуры
«Корунд–Т».
4.2. Измерительный преобразователь избыточного
давления «Корунд–ДИ»
Давление – физическая величина, характеризующая
интенсивность нормальных (перпендикулярных к
поверхности) сил, с которыми одно тело действует на
поверхность другого.
53
Если сила распределена вдоль поверхности равно-мерно,
S
F
то давление Р на любую часть поверхности равно
Р =
, (4.2.1)
где S – площадь этой поверхности; F – сумма
перпендикулярно приложенных к ней сил.
В СИ давление измеряют в Паскалях (Па), названных в
честь французского учёного ХVII века Б. Паскаля, B. Pascal. 1
Па = 1 Н/м2 (единица силы названа в честь гениального
английского философа, математика, физика ХVII –
ХVIII в.в. – сэра I. Newton)
Существуют также внесистемные единицы давления:
физическая атмосфера (атм), техническая атмосфера (ат), бар,
а также мм вод. ст. и мм рт. ст.
Между этими единицами соблюдаются следующие
соотношения: 1 Па = 1 Н/м2 = 10 дин/см2 = 0,102 кгс/м2 = =10
5
бар = 9,87 10-6 атм = 7,50 10
-3
мм рт. ст. = 0,102 мм вод. ст.
По принципу действия приборы для измерения давления
делят на следующие:
– жидкостные, основанные на уравновешивании
измеряемого давления гидростатическим давлением столба
жидкости;
– деформационные (пружинные), измеряющие давление по
величине деформации (от лат. deformatio – изменение формы)
различных упругих элементов (трубчатой пружины,
сильфона, мембраны) или по развиваемой ими силе;
– электрические, основанные на преобразовании давления
в какую-нибудь электрическую величину, либо на изменении
электрических свойств материала под действием давления.
Задание 1.
Определить статическую характеристику измерительного
преобразователя избыточного давления «Корунд–ДИ».
-
54
Выполнение опыта.
2
1
3
Схема включения преобразователя «Корунд–ДИ»
приведена на рис. 2.3.4, см. второй лабораторный стенд на
рис. 3.2.
Подключите к выходу «Корунда–ДИ» (нижние клеммы 6
на лабораторном стенде) миллиамперметр или измерителькалибратор «Корунд–ИК».
Схема лабораторной установки представлена на рис. 4.2.1.
С помощью тумблера 1 подайте напряжение на
измерительный преобразователь «Корунд–ДИ».
Залейте воду в мерный цилиндр 2 и, сливая её с помощью
трёхходового крана 3, установите показания «Корунда–ДИ»
на ноль.
Налейте воды до уровня 10 мм и снимите показания
измерительного преобразователя давления. Затем снимите
показания преобразователя при уровне (давлении) воды в 20
мм и т.д. После этого запишите показания «Корунда–ДИ» в
тех же точках, двигаясь в обратную сторону.
Результаты измерений запишите в табл. 4.2.1.
Повторите опыт ещё раз.
4
5
Рис. 4.2.1. Схема лабораторной установки для изучения
преобразователя «Корунд–ДИ»:
1 – миллиамперметр; 2 – «Корунд–ДИ»; 3 – блок питания
БПД–2К–24; 4 – стеклянная трубка; 5 – трёхходовой кран
55
Задание 2
Давление воды в стеклянной
трубке Р (X), мм вод. ст.
Вых. сигнал «Корунда–ДИ»
I (Y), мА
Вых. сигнал «Корунда–ДИ»
I (Y), мА
Вых. сигнал «Корунда–ДИ»
I (Y), мА
Вых. сигнал «Корунда–ДИ»
I (Y), мА
Получить массив данных выходного сигнала I в одной
точке диапазона измерений.
Выполнение опыта
Проведите 25 измерений значения выходного тока I
преобразователя «Корунд–ДИ» в одной точке диапазона
измерений (по заданию преподавателя), приближаясь к ней со
стороны больших и меньших значений Р.
Запишите значения выходного сигнала I.
Таблица 4.2.1
Результаты измерений
Задание 3.
Обработать результаты измерений.
Выполнение опыта.
Определите метрологические характеристики
измерительного преобразователя избыточного давления
«Корунд–ДИ».
Сделайте вывод о метрологической пригодности
поверяемого измерительного преобразователя давления
«Корунд–ДИ».
56
ИКД
I
2
3
А
4.3. Блок извлечения корня БИКОР–01
Задание 1.
Определить статическую характеристику блока
извлечения корня БИКОР–01.
Выполнение опыта.
Схема включения блока извлечения корня приведена на
рис. 2.5.2. б, см. четвёртый лабораторный стенд на рис. 3.4.
Подключите ко входу блока извлечения корня (входной
разъём 5 на передней панели блока) измеритель-калибратор
«Корунд–ИК» (разъём ХР1), а к его выходу (две верхние
клеммы 6 над блоком извлечения корня) – миллиамперметр.
На рис. 4.3.1 представлена схема лабораторной уста-
новки.
Рис. 4.3.1. Схема лабораторной установки для изучения
преобразователя БИКОР–01:
1 – измеритель-калибратор «Корунд–ИК»; 2 – БИКОР–01;
3 – миллиамперметр
С помощью тумблера 1 подайте напряжение на блок
БИКОР–01.
Установите с помощью измерителя-калибратора
«Корунда–ИК» входной ток 0 мА (единица измерения тока
названа в честь французского физика XVIII – XIX веков A.
Ampere) и измерьте выходной ток блока извлечения корня.
Затем снимите значение выходного сигнала при входном,
равном 2 мА, и т.д. После этого запишите значения
57
выходного тока в тех же точках, двигаясь в обратную
Ток на входе IВХ (X), мА
0 4 8 12 16 20
Вых. сигнал БИКОР–01
I (Y), мА
Вых. сигнал БИКОР–01
I (Y), мА
Вых. сигнал БИКОР–01
I (Y), мА
Вых. сигнал БИКОР–01
I (Y), мА
сторону.
Повторите опыт ещё раз.
Результаты измерений запишите в табл. 4.3.1.
Таблица 4.3.1
Результаты измерений
Задание 2.
Получить массив данных выходного сигнала I в одной
точке диапазона измерений.
Выполнение опыта.
Проведите 25 измерений значения выходного тока I
блока извлечения корня в одной точке диапазона входных
значений (по заданию преподавателя), приближаясь к ней со
стороны больших и меньших значений входного тока Iвх.
Запишите значения выходного сигнала I.
Задание 3.
Обработать результаты измерений.
Выполнение опыта.
Определите метрологические характеристики блока
извлечения корня БИКОР–01.
Сделайте вывод о метрологической пригодности
поверяемого блока извлечения корня БИКОР–01.
58
ИКД
I
2
А
4.4. Блок индикации БИКОР–02
Задание 1.
Определить статическую характеристику блока инди-
кации БИКОР–02.
Выполнение опыта.
На рис. 2.6.2 приведена схема включения блока
индикации, см. первый лабораторный стенд на рис. 3.1.
Подключите ко входу блока индикации (входной разъём
10 на передней панели блока) измеритель-калибратор
«Корунд–ИК» (разъём ХР1).
На рис. 4.4.1 представлена схема лабораторной установки.
Рис. 4.4.1. Схема лабораторной установки для изучения
преобразователя БИКОР–02:
1 – измеритель-калибратор «Корунд–ИК»; 2 – БИКОР–02
С помощью тумблера 1 подайте напряжение на блок
БИКОР–02.
Установите с помощью измерителя-калибратора
«Корунда–ИК» выходной ток 0 мА и снимите показания
блока индикации. Затем запишите значение выходного
сигнала при входном, равном 2 мА, и т.д. После этого
снимите показания блока индикации в тех же точках,
двигаясь в обратную сторону.
Повторите опыт ещё раз. Результаты измерений запишите
в табл. 4.4.1.
59
Таблица 4.4.1
Ток на входе IВХ (X), мА
4 8 12 16 20
Показания БИКОР–02
Р (Y), %
Показания БИКОР–02
Р (Y), %
Показания БИКОР–02
Р (Y), %
Показания БИКОР–02
Р (Y), %
Результаты измерений
Задание 2.
Получить массив данных выходного сигнала I в одной
точке диапазона измерений.
Выполнение опыта.
Проведите 25 измерений значения выходного сигнала Р
(Y) (% – от лат. pro centum – на сотню) блока индикации в
одной точке диапазона измерений (по заданию
преподавателя), приближаясь к ней со стороны больших и
меньших значений входного тока Iвх.
Запишите значения выходного сигнала Р.
Задание 3.
Обработать результаты измерений.
Выполнение опыта.
Определите метрологические характеристики блока
индикации БИКОР–02.
Сделайте вывод о метрологической пригодности поверяемого блока индикации БИКОР–02.
4.5. Термометр на базе «Корунда–Т»
Электронный термометр можно также рассматривать как
измерительный канал (рис. 4.5.1), состоящий из
измерительного преобразователя «Корунд–Т» и блока
индикации БИКОР–02.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]