ЛР_3
.pdfЛабораторная работа №3
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Цель работы: изучение современных методов измерения температуры.
Оборудование: инфракрасный пирометр, цифровой термометр, термодатчик (до 400°С), термодатчик (до 750°С), печь электрическая, гигрометр психрометрический.
Описание приборов и порядок работы
1. Инфракрасный пирометр
Инфракрасный измеритель температуры (пирометр) предназначен для измерения температуры поверхности различных тел путем определения интенсивности инфракрасного излучения.
Прибор определяет температуру поверхности различных веществ бесконтактным способом, что делает его применение особенно удобным в тех случаях, когда традиционные методы непригодны. Например, если нужно измерить температуру движущегося предмета, поверхности под напряжением, загрязненной или труднодоступной поверхности. При выполнении работы используется пирометр АТТ-2527 (рис. 1).
Основные характеристики пирометра АТТ-2527
Диапазон |
-35...+500°С |
измерений |
|
Разрешение |
0,1°С |
Погрешность |
+2 % от измеренного значения или ±2°С |
Скорость |
2 отсчета в секунду |
измерений |
|
Спектр |
6...14 мкм |
Поле зрения |
10:1 |
Интенсивность |
0,17...1,0 |
излучения |
|
Наведение |
Лазерный прицел 1 мВт (класс 2) |
на объект |
|
1
Разрешающая способность
Единицы |
Разрешающая |
Диапазон |
Погрешность |
||
измерения |
способность |
||||
|
|
|
|||
°С |
0,1°С |
от -150 до 0°С |
± (0,2%+0,5°С) |
||
|
1°С |
0 – 200°С |
± (0,1%+1°С) |
||
|
200 – 1350°С |
± (0,2%+2°С) |
|||
°F |
0,1°F |
от -238 до 32°F |
± (0,2%+1°F) |
||
|
1°F |
32 |
– 200°F |
± (0,l%+2°F) |
|
|
200 |
– 1999°F |
± (0,2%+4°F) |
||
Примечание. Таблица погрешностей указана только для самого прибора, без учета погрешности термопары. Погрешность термопары уточняется дополнительно. Погрешность измеряется при температуре окружающей среды 23 ± 5°С.
Рис. 1. Описание органов управления пирометра АТТ-2527:
1 – дисплей, 2–4 – многофункциональные кнопки (описание дано ниже), 5 – кнопка (курок) включения питания (при нажатии и удержании – непрерывный процесс измерений; в режиме настройки (SET) – запоминание текущих настроек и выход из режима настройки параметров), 6 – крышка батарейного отсека (питание прибора от элемента 9 В), 7 – выходное отверстие лазерного излучения, 8 – объектив.
2
Рис. 2. Индикация на экране пирометра АТТ-2527.
1.Индикатор режима удержания текущего показания
2.Индикатор режима определения максимального значения
3.Индикатор режима определения минимального значения
4.Индикатор разряда батареи
5.Индикатор значения коэффициента излучательной способности
6.Индикатор коэффициента излучательной способности
7.Цифровой индикатор измеренного значения
8.Индикатор измерений
9.Индикатор включения лазерного целеуказателя
10.Индикатор режима настройки параметров
11.Индикатор нижней границы измерений
12.Индикатор режима звукового оповещения
13.Индикатор верхней границы измерений
14.Индикатор номера занесенного в память значения
15.Индикатор режима чтения данных из памяти
16.Индикатор очистки памяти
17.Индикатор, сигнализирующий о полном заполнении памяти прибора
18.Индикатор режима занесения данных в память прибора
19.Индикатор единиц измерения – °С, °F
3
Описание действия многофункциональных кнопок 2 – 4 (рис. 1).
Кнопка |
Кратковременное |
Нажать и удержи- |
|||
|
вать |
|
|||
нажатие |
|
|
|||
|
3 секунды |
|
|||
|
|
|
|||
2. MODE |
Включение режима MAX/MIN. |
1. |
В |
режиме |
|
Кнопка на- |
Установка режима динамической |
MAX/MIN |
– |
вы- |
|
стройки при- |
записи максимального (МАХ), |
ход из режима. |
|
||
бора и выбо- |
минимального (MIN), текущего |
2. В обычном ре- |
|||
ра режима |
значения (MAX MIN). |
жиме – включение |
|||
измерений |
MAX → MIN → Текущее значе- |
режима настройки |
|||
|
ние (MAX MIN) → МАХ |
параметров (SET) |
|||
3. ☼ |
1. В обычном режиме – вкл/выкл |
Занесение |
в |
па- |
|
М |
подсветки. |
мять |
прибора |
те- |
|
▼ |
2. В режиме чтения данных – вы- |
кущего значения |
|||
|
зов предыдущего, занесенного в |
(М) |
|
|
|
|
память прибора, значения. |
|
|
|
|
|
3. В режиме настройки (SET) – |
|
|
|
|
|
выбор предыдущего значения |
|
|
|
|
|
настраиваемого параметра. |
|
|
|
|
4. /*\ |
1. В обычном режиме – вкл/выкл |
Включение |
режи- |
||
R |
лазерного целеуказателя. |
ма чтения данных |
|||
▲ |
2. В режиме чтения данных – вы- |
из памяти прибора |
|||
|
зов следующего значения, зане- |
(R) |
|
|
|
|
сенного в память прибора. |
|
|
|
|
|
3. В режиме настройки (SET) – |
|
|
|
|
|
выбор следующего значения на- |
|
|
|
|
|
страиваемого параметра. |
|
|
|
|
|
Порядок работы |
|
|
|
|
1. Установка коэффициента излучательной способности.
Окружающие на физические тела отличаются по своей излучательной способности. Поэтому при измерениях температуры разнородных тел, обладающих одинаковой температурой, показания прибора могут не совпадать. Большинство веществ обладают излучательной способностью близкой к 0,95, этот коэффициент установлен в приборе по умолчанию. Для снижения погрешности изме-
4
рений рекомендуется предварительно установить коэффициент излучения, соответствующий указанным материалам. Коэффициенты для наиболее часто встречающихся веществ приведены в таблице ниже.
Порядок действий при установке коэффициента излучения ε
1.Окрасьте черной матовой краской или маркером часть поверхности исследуемого объекта (если это безопасно), прицельтесь лазером на окрашенную часть поверхности и нажмите курок (5). Зафиксируйте показание прибора как Т1.
2.Прицельтесь лазером на неокрашенную часть поверхности исследуемого объекта и нажмите курок (5). Зафиксируйте показание прибора как Т2.
3.Измените установленное значение коэффициента излучательной способности ε так, чтобы Т1 и Т2 совпадали (см. пункт «Настройка параметров измерений»).
Таблица значений коэффициентов излучательной способности «ε» некоторых веществ
Вещество |
«ε» |
Луженая сталь |
0,1 |
Золото, серебро (полированное) |
0,1 |
Красный кирпич |
от 0,75 до 0,9 |
Обожженная глина |
0,75 |
Асбест |
0,95 |
Бетон |
0,7 |
Мрамор |
0,9 |
Штукатурка |
0,9 |
Уголь (графит) |
0,75 |
Уголь (сажа) |
0,95 |
Лесоматериалы (различные) |
от 0,8 до 0,9 |
Эмаль (любого цвета) |
0,9 |
Масляная краска (любого цвета), |
0,95 |
Лакированные изделия |
0,9 |
Вода |
0,98 |
Пластмассы |
от 0,8 до 0,95 |
Полиэтиленовая пленка |
от 0,2 до 0,3 |
Бумага и картон |
0,9 |
5
2. Измерение температуры
Проведение измерений.
1.Нажмите курок (5) для включения прибора и начала измерений.
2.Отпустите курок, прибор перейдет в режим удержания текущего показания. На дисплее загорится индикатор «HOLD».
3.Питание прибора автоматически будет отключено через 15 секунд с момента последнего измерения.
Определение максимального/минимального значений.
1.Нажмите и удерживайте курок (5), затем кратковременно нажмите кнопку «MODE». На дисплее отобразится индикатор «МАХ» и максимальное измеренное значение.
2.Кратковременно нажимайте кнопку «MODE» для чередования МАХ → MIN → Текущее значение (MAX MIN) → МАХ.
3.Для выхода из режима нажмите и удерживайте кнопку «MODE» в течение 3 секунд.
Рис. 3.
Примечание. Луч лазера смещен от центра пятна на 18 мм. По этой причине, для измерения следует выбирать достаточно большой участок, чтобы луч лазера попадал в зону измерения.
Термометр измеряет температуру любого обнаруженного объекта: защитного стекла, пыли или тумана. Следите за тем, чтобы объект, температура которого измеряется, не был экранирован.
Выбор единиц измерений °C/°F. При включении прибора на дисплее будет отображен индикатор тех единиц измерения, в которых проводилось последнее измерение. Для выбора единиц измерения включите прибор, затем нажмите и удерживайте кнопку «MODE» в течение 3 секунд для входа в режим настройки парамет-
6
ров (SET). Затем, нажимая кнопки ▲ или ▼, выберите необходимую единицу измерения.
Нажмите курок (5) для сохранения настройки.
Удаление данных из памяти.
1.Дождитесь автоматического выключения прибора.
2.Нажмите и удерживайте кнопку «М».
3.Нажмите курок (5). На дисплее отобразится индикатор «CLr». Все данные будут удалены из памяти.
Запись данных.
1.При включенном приборе нажмите и удерживайте кнопку «М» в течение 3 секунд. На дисплее высветится индикатор «М» и номер, под которым текущее значение занесено в память прибора.
2.Для внесения в память следующего значения повторите шаг 1.
Чтение данных.
1.При включенном приборе нажмите и удерживайте кнопку «R» в течение 3 секунд для входа в режим чтения данных. На дисплее высветится индикатор «R».
2.Используйте кнопки ▲▼ для выбора номера значения.
3.Для выхода из режима нажмите кнопку «MODE».
Настройка параметров измерений.
Нажмите курок (5), чтобы включить прибор, затем нажмите и удерживайте кнопку «MODE» в течение 3 с, чтобы включился режим изменения настроек. На дисплее появится символ «SET».
Нажимайте кнопку MODE для последовательного выбора следующих параметров:
1.°C/°F – выбор единицы измерения температуры (по шкале Цельсия, °C или по шкале Фаренгейта, °F) осуществляется при помощи кнопок ▲▼.
2.ALARM – режим звукового оповещения о выходе за установленные границы измерений. Включение и выключение режима осуществляется кнопками ▲▼. Горит индикатор «on» — режим включен, горит индикатор «off» — режим выключен.
7
3.↓ALARM — нижний предел оповещения. При помощи клавиш ▲▼ установите нижний предел оповещения. Когда значение измеряемой температуры становится ниже установленного уровня, прибор издает звуковой сигнал и символ ↓ALARM появляется на дисплее.
4.ALARM↑ — верхний предел оповещения. При помощи кнопок ▲▼ установите верхний предел оповещения. Когда значение измеряемой температуры становится выше установленного уровня, прибор издает звуковой сигнал и символ ALARM↑ появляется на дисплее.
Пример:
Установка нижней и верхней границ звукового оповещения. (Верхняя граница – 100°С, Нижняя граница – 0°С)
Нажмите курок (5), чтобы включить прибор, затем нажмите и удерживайте кнопку «MODE» в течение 3 с, чтобы включился режим изменения настроек. На дисплее появится сим-
вол «SET».
Нажмите кнопку ▲ или ▼ для выбора единиц измерений °С.
Кратковременно нажмите кнопку «MODE» для перехода к параметрам звукового оповещения. Пользуясь кнопками ▲ и ▼, выберите «on» – режим включен.
Кратковременно нажмите кнопку «MODE» для перехода к установке нижней границы звукового оповещения. На дисплее отобразится индикатор ↓ALARM. Пользуясь кнопками АиТ, установите значение 0°С.
Кратковременно нажмите кнопку «MODE» для перехода к установке верхней границы звукового оповещения. На дисплее отобразится индикатор ALARM↑. Пользуясь кнопками ▲ и ▼, установите значение 100°С.
Нажмите курок (5) для сохранения заданных параметров и выхода из режима настройки.
5.Коэффициент излучательной способности ε может быть скорректирован в зависимости от излучательной способности вещества, температуру которого необходимо измерить. Для изменения значения εиспользуйте кнопки ▲▼.
8
Примечания:
После окончания процедуры настройки, для выхода из режима с сохранением настроек нажмите курок (5).
Установленные параметры сохраняются в памяти прибора до следующей настройки.
В режиме настроек лазер и подсветка дисплея не работают.
2. Цифровой термометр
Описание прибора
Назначение прибора. Измеритель температуры цифровой АТТ-2001 (далее — прибор) предназначен для измерения температуры совместно с термопарой типа К. Прибор предназначен для проведения работ в процессах наладки, ремонта и лабораторных исследований.
Основные характеристики
Диапазон темпе- |
Разрешающая способ- |
Пределы основной аб- |
ратур, °С |
ность, °С |
солютной погрешности |
-50...1230 |
0,1 |
±(0,01Тизм+1 °С) |
-50...1230 |
1 |
±(0,01Т„зи+1 °с) |
Т1-Т2 |
|
±(0,01Т,пм+2°С) |
Примечание:
1.Тизм — измеренное значение температуры;
2.Указанные значения погрешности соответствуют только самому прибору, без учета погрешности термопары.
Дополнительная погрешность, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной (20±2) °С до любой температуры в пределах рабочих температур, не более предела допускаемой основной абсолютной погрешности (на каждые 10°С изменения температуры).
9
Описание органов управления
Рис. 4. Цифровой термометр АТТ-2001.
1 – дисплей, 2 – кнопка включения прибора, 3 – кнопка удержания показаний, 4 – кнопка переключения единиц измерения в °C/°F, 5 – кнопка выключения прибора, 6 – кнопка записи показания прибора в память, 7 – кнопка вызова из памяти, 8 – кнопка выбора функции (Т1, Т2, Т1-Т2), 9 – кнопка переключения цены деления (1°/0,1°), 10 – отсек батареи, 11 – разъем датчика Т1, 12
– разъем датчика Т2.
Порядок работы
Измерение температуры
1)Включите прибор нажатием кнопки «ON» (2).
2)Выберите желаемую единицу измерения нажатием кнопки «°C/°F» (4), на дисплее отобразится символ «°С» или «°F».
3)Выберите желаемую цену деления нажатием кнопки «1°/0,1°»
(9).
4)Измерение одним датчиком: вставьте температурный датчик в разъем Т1 (11), нажимайте кнопку «FUNCTION» (8) до появления на дисплее символа «Т1», при этом на дисплее будет отображено значение температуры, измеренное этим датчи-
10