Контрольные вопросы

1. Устройство электронно-лучевой трубки и схема ее включения.

2. От чего зависит отклонение луча на экране осциллографа?

3. Как производится регулировка яркости и фокусировка луча? Методика градуировки осциллографа.

4. Чувствительность электронного осциллографа. Измерение  осциллографом напряжения.

5. Измерение частоты и других параметров электрических цепей с помощью осциллографа.

6. Каково назначение электронной пушки и блока развертки? Назначение усилителей в осциллографе.

7. Использование электронных осциллографов в наладке электропривода и электрических сетях.

Лабораторная работа 57

Градуировка термопреобразователя сопротивления

План работы

1. Ознакомление с проблемами и приборами измерения температуры.

2. Экспериментальная градуировка термосопротивления.

Основные теоретические положения

Температура имеет определяющее значение в жизни человека. Она создает условия протекания биологических и технологических процессов, работы оборудования, которые нормально протекают в определенном температурном диапазоне. Однако, при температуре тела человека ниже 25 Срезко снижаются обменные процессы, а выше 45С происходит необратимая свертываемость крови и человек гибнет. При низких температурах стали, пластмассы становятся хрупкими и ломаются, при высоких – теряют механическую прочность, расплавляются, возгораются. Превышение температуры изоляции на каждые 8С выше допустимой для данного класса нагревостойкости сокращает срок службы проводов в два раза. Эти и другие факты говорят о том, что температурой надо управлять, а для этого надо ее измерять. В технике приходится измерять температуры в диапазоне от –200 до +3 500С. Одним методом, прибором охватить такой широкий диапазон не удается. Для передачи значения температурыt к автоматическому регулятору или оператору в точке измерения ее преобразуют в другую величину (сигнал) безопасную и удобную, например, низкое напряжение или сопротивление R_t. Эти величины на другом конце линии измеряют милливольтметром или омметром, шкала которого проградуирована в градусах Цельсия. Функциональная схема такого измерения представлена на рис. 1. На нем представлен первичный измерительный преобразователь (датчик) Bt, вторичный прибор Pt и между ними линия связи, по которой передается значение сопротивления R_t.

Рис. 1.

Для измерения средних температур широко используют термопреобразователи сопротивления (термосопротивление). Принцип действия их основан на изменении электрического сопротивления проводника при изменении его температуры. Зная зависимость сопротивления от температуры, измерив сопротивление, можно определить температуру среды, в которую помещено термосопротивление. В серийно выпускаемых термосопротивлениях, соответствующих ГОСТ 6651-2009, используют медные, платиновые или никелевые проводники, так как они обеспечивают хорошие метрологические характеристики.

Известно, что при нагреве металлы увеличивают сопротивление от 0,4 до 0,6 % на 1 С, а оксиды металлов (полупроводники) – уменьшают своё сопротивление в 5–15 раз. Графически это показано на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость сопротивления терморезистора

от температуры: Сu – медный, Pt – платиновый,

MМТ – полупроводниковый.

Аналитическая зависимость сопротивления меди от температуры (в небольшом интервале температур от 0 до +200 С) определяется уравнением:

,

где R_t – сопротивление проводника при температуре t;

R₀ – сопротивление того же проводника при температуре t = 0 С;

α – температурный коэффициент сопротивления для меди равен 4,28  10^–3 1/град в интервале температур от –50 до +180 °С.

Аналитическая зависимость для платины имеет более сложный вид, который зависит от температурного диапазона, например, в диапазоне температур от 0 до 850 С.

Электрические термометры сопротивления применяют для измерения температур в диапазоне от –200 до +850 °С. В качестве чувствительного элемента в термометре сопротивления применяется металлическая проволока (из Сu или Pt), намотанная на изоляционный каркас и заключенная в защитный корпус (рис. 3)

а б

Рис. 3. Термометр сопротивления:

а) корпус, б) чувствительный элемент находится внутри корпуса.

Типы и характеристики выпускаемых в нашей стране термометров сопротивления приведены в табл. 1.

Таблица 1

Тип	Номинальное сопротивление при 0 °С, Ом	Диапазон измерения, °С	Градуи­ровка	Класс точн.	Допуск
ТСП	10	–200 ... +850	10 П	А	±(0,15+0,02t)
(платиновые)	50	–196 ... +660	50 П	B	±(0,3+0,005t)
(платиновые)	100	–100 ... +450	100 П	A	±(0,15 + 0,002t)
ТСМ (медные)	50	–200 ... +200	50 М	B	±(0,3 + 0,005t)

Метрологические характеристики всех стандартных термосопротивлений нормированы ГОСТ 6651-2009 «ГСИ. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования», а методика их поверки установлена ГОСТ 8.461-2009. Зависимость сопротивления от температуры для медного термометра приведена в табл. 2.

Таблица 2