метрология / ТИПАРЬ по Метрологии 2

1. Определить абсолютную в ^оС и относительную погрешность измерения температуры t комплектом, состоящим из термопреобразователя сопротив­ления и автоматического моста класса точности к.

Исходные данные:

- градуировка ТС гр. 50M, класс точности B;

- Δ_t = ±(0.25+0.0035/t/), ^оС;

- класс точности автоматического моста 1;

- диапазон измерения 0 – 100;

- измеряемая температура 63 ^оС.

1. Предел погрешности ТС состравляет Δ_t = ±(0.25+0.0035/63/) = ±0.4705 ^оС;

2. предел погрешности моста Δ_м = ±к*D/100 = ±(1*100)/100 = ±1 ^оС;

3. суммарная погрешность комплекта при измерении температуры 63 ^оС составляет

Δ_∑ = Δ_t + Δ_м = 1.4705 ^оС;

4) относительная погрешность δ_∑ = (Δ_∑/t)*100 = ±2.334 %.

2. Определить предельную погрешность нормирующего преобразователя для термопреобразователя сопротивления в мА, градусах и Омах. Выходной сигнал преобразователя 0-5 мА.

Исходные данные:

- диапазон измерения преобразователя (-50 – +100)^оС;

- класс точности 0.1;

- градуировка ТС 50П;

- выходной сигнал преобразователя 0 – 5 мА.

1. Предел погрешности в мА составляет ±(к*D)/100 = ±(0.1*5)/100 = ±0.005 мА;

2. предел погрешности в ^оС составляет ±(к*D)/100 = ±(0.1*150)/100 = ±0.15 ^оС;

3. предел погрешности в Омах составляет ±(к*(Rк-Rн))/100 = ±(0.1*(69.556-39.991))/100 =

= ±0.03 Ом.

3. Определить значение температуры и погрешность ее измерения в ^оС и мВ, если термопара развивает Е(t,t_о) при температуре свободных концов t_о.

Исходные данные:

- термопара градуировки ХА;

- предел погрешности Δ_Е = ±(0.008+0.0003(t+200)) мВ;

- Е(t,to) = 3.47 мВ;

- to = 20 ^оС.

1. Определение ЭДС, соответствующее температуре свободных концов Е(t_о,0)= 0.798 мВ;

2. суммарная ЭДС Е(t,0) = 3.47+0.8 = 4.268 мВ;

3. измеряемая температура t = 104.171 ^оС;

4. погрешность термопары Δ_Е= ±0.099 мВ; или по таблице ±2.475 ^оС.

4. В микропроцессорном нормирующем преобразователе для термопар поправка на температуру свободных концов, меняющуюся в диапазоне 0–50^оС, вводится с помощью термопреобразователя сопротивления. Определить какую предельную дополнительную погрешность в ^оС и приведенную вносит ТС.

Исходные данные:

- диапазон измерения преобразователя 0 – 350 ^оС;

- для компенсации используется ТСП класса С.

1) Максимальная погрешность преобразователя при температуре 50 ^оС

составляет Δ_t= ± (0.6+0.008/50/) = ±1 ^оС;

2) дополнительная приведенная погрешность составит γ_д = (Δ_t /D)*100= ±0.286 %.

5. Комплект цифрового микропроцессорного термометра включает термопреобразователь сопротивления и цифровой вольтметр. Градуировка ТС, диапазон измерения термометра приведены в табл.5. Диапазон АЦП составляет 1 В. ТС питается током 1 мА, предусилитель отсутствует. Определить для двух значений разрядности АЦП погрешность квантования в мВ, ^оС, приведенную.

Исходные данные:

- градуировка ТС 50М;

- диапазон измерения термометра -50 – +150^оС;

- разрядность АЦП 8 и 12.

1. Число квантов АЦП составляет 2 ⁿ¹ = 256 и 2 ⁿ² = 4096;

2. цена одного кванта μ₁ = 1/2ⁿ¹ = 3.9 мВ и μ₂ = 1/2ⁿ² = 0.24 мВ;

3. погрешность составляет половину кванта и равна соответственно ±1.95 мВ и ±0.12 мВ;

4. при токе питания ТС 1 мА погрешность АЦП соответствует изменению сопротивления на 1.95 Ом и 0.12 Ом;

5. по градуировочной таблице это соответствует погрешностям по температуре Δ_t1 = ±9.11 ^oC и Δ_t2 = ±0.56 ^oC;

6) значения приведенных погрешностей составят γ_t1 = (Δ_t1/D)*100 = ±4.56 % и

γ_t2 = (Δ_t2/D)*100 = ±0.28 %.

6. Преобразователь давления и разрежения имеет пределы измерения D, изменения выходного сигнала - Di и предельную приведенную погреш­ность γ. Определить зна­чение измеряемого давления и относительную погрешность его измерения, если выходной сигнал имеет значение I.

Исходные данные:

- диапазон измерения преобразователя -4 – 6 кПа;

- диапазон изменения выходного тока 4 – 20 мА;

- погрешность преобразователя ±0.1 %;

- выходной ток 12 мА.

1. Измеряемое давление составляет р = p_н+(D_p/D_I)*(I-I_н) = -4+(10/16)*(12-4) = 1 кПа;

2. предел погрешности преобразователя равен Δ_p = γ*D/100 = ±0.01 кПа;

3. относительная погрешность измерения давления составит δ_p = ±(Δ_p/p)*100 = ±1 %.

7. Дополнительные погрешности в % от диапазона измерения преобразователя давления составляют при изменении температуры на каждые 10^оС

при изменении рабочего давления ,где ΔРраб-изменение рабочего давления в МПа, Рмакс, Рв-максимальное верхнее давление для данной модели и установленное. Рассчитать обе дополнительных погрешности и суммарную дифманометра с учетом класса точности дифманометра к. Отклонения температуры рассчитываются по отношению к 23 ^оС.

Исходные данные:

- класс дифманометра 0.5;

- Рмакс = 630 кПа;

- Рв = 100 кПа;

- t = -14 ^oС;

- Δраб = 0.6 МПа.

1. Д

   ;

   ополнительная погрешность от изменения температуры составляет

2) дополнительная приведенная погрешность от изменения давления

3) абсолютная погрешность дифманометра с учетом класса точности

Δ_д = (k*D)/100 = ±0.5 кПа;

4) приведенная погрешность дифманометра γ_д = (Δ_д/D)*100 = ±0.5 %;

5) суммарная погрешность преобразователя составит γ_∑ = γ_t+ γ_p+ γ_д = 2.04%.

8. Дифманометр-уровнемер с диапазоном измерения D и пределом приве­денной погрешности γ измеряет разность давлений ΔР. Определить высоту уровня в резервуаре и погрешность ее измерения, если плотность воды составляет 1000 кг/м3.

Исходные данные:

- измеряемая разность давлений 5.6 кПа;

- диапазон измерения дифманометра 6.3 кПа;

- его приведенная погрешность ±0.25 %.

1. Высота уровня в резервуаре h = Δр/(ρ*g) = 0.57 м;

2. погрешность измерения разности давления Δ_Δp = (D*γ)/100 = ±0.0158 кПа;

3. погрешность измерения уровня Δ_h = Δ_Δp/(ρ*g) = ±1.61 мм.