R_R_S_S_R_R_R_RiRyoS_R_R_R_R_S_R_S_R_S_R_S_R_1

где Rnp и Rоб – сопротивления, соответствующие одному и тому же положению стрелки при прямом и обратном ходах, R0 – действительное значение сопротивления (табличное).

Таблица 5

Содержание отчета

Отчет по данной работе должен содержать: принципиальные электрические схему логометра и моста, таблицы результатов поверки и вычислений, выводы о пригодности приборов к эксплуатации путем сравнения класса точности приборов с максимальной допустимой погрешностью.

Контрольные вопросы

1.В чём заключается принцип измерения температуры с помощью термопреобразователей сопротивлений?

2.В каких случаях применяют двух- и трехпроводные схемы подключения ТС?

3.В чем заключается принцип действия логометра? Для чего рамки включаются в мостовую схему?

4.Пояснить принцип действия электронного моста. Свойства мостовых схем?

5.Влияет ли сопротивление соединительных проводов на показания мостов и логометров?

6.Какие метрологические характеристики определяются при

поверке?

33

Лабораторная работа № 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЙ

4.1. Общие сведения

Практически все средства измерений (СИ) имеют в своем составе элементы, обладающие механической, тепловой или другой инерцией, вследствие чего величина сигнала на выходе Y(τ) зависит не только от величины входного сигнала X(τ), но и от его формы (скорости изменения) и времени. Инерционные свойства СИ определяются динамическими характеристиками, которые описываются дифференциальными уравнениями вида:

34

может иметь вид, показанный на рис. 4.1, б.

метра; Т – постоянная времени, которая прямо пропорциональна теплоемкости (с) и массе (m) чувствительного элемента и обратно пропорциональна площади теплообмена (F) и коэффициенту теплоотдачи

(α) от измеряемой среды к термометру:

В ряде случаев для предотвращения механических повреждений термометры помещают в защитный чехол (рис. 4.2). Однако это ухудшает их динамические характеристики, что может быть частично компенсировано заполнением маслом пространства между термометром и чехлом. Динамическая характеристика такого термометра описывается дифференциальным уравнением более высокого порядка (кривая 2, рис. 4.1, б).

Часто получить точную динамическую характеристику аналитически невозможно из-за сложной взаимной зависимости величин, входящих в уравнение, и ее определяют экспериментально. При этом для упрощения расчетов апериодические звенья высоких порядков заменяют комбинацией двух звеньев – чистого запаздывания и апериодического первого порядка:

35

36

Рис. 4.4. Экспериментальное определение динамических характеристик звена второго порядка

Если принимают модель (5), то время запаздывания τз = Т0b, а постоянная времени – T = Тbd. Если принята модель (6), то время запаздывания τз = Т0а, Т1 определяется по графику (см. рис. 4.4) в зависимости от отношения Тbd/Т2, а Т2 = Тcd.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из теплосчетчика ТЭМ-05М/2, платиновых термометров сопротивлений, термостата и компьютера. Термометры сопротивлений имеют различную конструкцию при одинаковой градуировке. Два из термометров помещены в защитные чехлы различной конструкции, а один из термометров используется без чехла.

Все термометры подключены к теплосчетчику в соответствии с руководством по эксплуатации.

Теплосчетчик подключен к последовательному порту RS 232 ЭВМ и каждые 4 с передает значения измеренных температур, а также время, соответствующее измерению.

Программа, установленная на ЭВМ, позволяет записать принятые данные в текстовый файл, который может быть использован при расчетах в пакете Mathcad.

Порядок выполнения работы

37

ши число измеренных значений (отсчетов), которое будет записываться в один файл. Для выхода их меню нажать клавишу «Esc».

При установке числа отсчетов необходимо иметь в виду, что интервал времени между отсчетами равен 4 с, а охлаждение термометров в воздухе длится около 20 мин.

6. Выбрать в меню «Связь» пункт «MATCADfile» и нажать «En-

ter».

7. В появившемся окне задать имя файла (не более 3 латинских букв), в который будут записываться текущие данные, например

DYN, и нажать «Enter».

8. После этого на экране появится окно

39

Лабораторная работа № 5 ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ

Цель работы: изучение принципа действия и конструкцию автоматического психрометра для непрерывного контроля относительной влажности парогазовой смеси.

5.1. Общие сведения

Необходимость контроля влажности возникает во многих отраслях промышленности: при кондиционировании воздуха, в газосборниках, холодильниках и сушильных установках.

Содержание влаги в газе характеризуется его абсолютной и относительной влажностью.

Под абсолютной влажностью газа понимают массовое количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 этого газа.

Относительная влажность это отношение массы водяного пара в 1 м3 газовой смеси к массе 1 м3 насыщенного пара при той же температуре и давлении.

Из определения абсолютной влажности следует, что это плотность водяного пара п находящегося в парогазовой смеси, т. е.

ρï RïPï T

где Pп парциальное давление водяных паров, Па; Rп газовая постоянная водяного пара; Т абсолютная температура влажного газа, °К.

Так как при температуре до 100°С максимально возможная масса водяного пара, заключающегося в 1 м3 газовой смеси, есть его плотность в насыщенном состоянии п н, то относительная влажность газа равна

п

пн

Сдостаточной для практики точностью отношение плотности

можно заменить отношением парциальных давлений, т.е.

Pï

Pï í

Таким образом, относительная влажность газа показывает степень насыщения смеси водяными парами. Она равна отношению

41

парциального давления содержащегося в газе водяного пара Рп к парциальному давлению насыщенных водяных паров Рпн при той же температуре.

Относительная влажность газов обычно выражается в процен-

тах:

Измерение влажности газов обычно производится одним из трех методов: 1) психометрический; 2) по точке росы, заключающемся в определении температуры, при которой содержащийся в газе водяной пар достигает состояния насыщения при неизменном давлении и 3) поглотительным, основанным на поглощении гигроскопическим телом влаги из окружающего газа и изменении при этом физических свойств этого тела.

Наибольшее распространение получил психрометрический метод, основанный на зависимости интенсивности испарения влаги в окружающую газовую среду от влажности этой среды. Интенсивность испарения тем больше, чем суше испытуемая среда и наоборот тем меньше, чем больше количество водяных паров содержит газовая среда. Так как процесс испарения влаги требует затраты определенного количества тепла (скрытой теплоты испарения), заимствуемого из влаги, то температура последней, а также соприкасающихся с ней тел понижается и притом тем значительней, чем интенсивнее идет испарение (чем суше окружающая среда).

Тело, с поверхности которого происходит испарение, принимает некоторую температуру, известную под названием температуры «мокрого» термометра; чем меньше влажность испытуемой газовой среды, тем ниже температура «мокрого» термометра и тем больше разность показаний «сухого» и «мокрого» термометров или психрометрическая разность. Приборы, построенные на этом принципе,

называются психрометрами.

Измерение относительной влажности исследуемого газа сводится к измерению разности показаний двух одинаковых термометров, установленных рядом. Один из них постоянно смачивается водой, а другой остается сухим. Приравнивая расход тепла на испарение влаги с «мокрого» термометра и приток тепла, передаваемого последнему из газовой среды в момент равновесия между потерей и притоком тепла, можно вывести зависимость между относительной влажностью газа

42